亞洲富士長(zhǎng)林電梯（新余）有限公司（江西 338029）鐘翔山

近些年來(lái)，隨著進(jìn)口FC1250M型數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)（簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)塔壓力機(jī)）使用年限的增加，隨機(jī)配帶的大部分模具由于損耗都更換成了自制模具，一方面滿足了設(shè)備的正常生產(chǎn)加工，同時(shí)為設(shè)備進(jìn)口模具的國(guó)產(chǎn)化積累了一些經(jīng)驗(yàn)。然而，近來(lái)，該設(shè)備上的6mm×40mm矩形旋轉(zhuǎn)模僅僅在刃磨后加工便經(jīng)常性地出現(xiàn)跳料或卡鉗夾持板料不穩(wěn)而移位（俗稱卡料）等故障。自制該模具后，加工故障依然，嚴(yán)重影響著公司產(chǎn)品部分零件的生產(chǎn)。

1.轉(zhuǎn)塔壓力機(jī)旋轉(zhuǎn)模加工簡(jiǎn)介

FC1250M型數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)是目前國(guó)際上較先進(jìn)的新型數(shù)控板料加工設(shè)備之一。整臺(tái)設(shè)備受計(jì)算機(jī)控制，它可配備自動(dòng)上料、自動(dòng)卸料等各個(gè)工作單元，通過(guò)多臺(tái)設(shè)備或多個(gè)工作單元的有效配置，組成以數(shù)控壓力機(jī)為中心的沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS），我公司根據(jù)生產(chǎn)情況僅引進(jìn)了其主要工作單元。

在數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)中有36個(gè)工位能儲(chǔ)存各種形狀、大小以及不同間隙的模具作為加工的工具庫(kù)。其中有2個(gè)工位安放著旋轉(zhuǎn)模，旋轉(zhuǎn)模中的上、下模分別通過(guò)設(shè)備本身配帶的兩套自動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)上下模的自動(dòng)同步旋轉(zhuǎn)。需加工的板料通過(guò)夾鉗夾緊后，由計(jì)算機(jī)控制X、Y兩軸的步進(jìn)電機(jī)作水平及縱向移動(dòng)實(shí)施送料；通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)繞著轉(zhuǎn)塔軸的旋轉(zhuǎn)來(lái)選擇不同的模具；通過(guò)板料的水平、縱向移動(dòng)來(lái)改變板料工作位置。各種運(yùn)動(dòng)通過(guò)合理疊加配合，加工出各種形狀的零件。

根據(jù)加工零件的特點(diǎn)，矩形旋轉(zhuǎn)模一般用于加工某些形狀特殊的孔及異型外形，其模具結(jié)構(gòu)如附圖所示。

安裝時(shí)，上模安放于上轉(zhuǎn)盤(pán)的安裝孔位，下模置于下轉(zhuǎn)盤(pán)的相同孔位，上、下模的安裝方向利用導(dǎo)套8及凹模9上的鍵槽與孔位相應(yīng)的鍵定位。

工作時(shí)，壓力機(jī)打擊頭（其行程是一定的，不可調(diào)整）壓力通過(guò)沖擊頭1傳遞，經(jīng)過(guò)彈簧2、座圈6、凸模5的共同作用，完成沖裁、卸料動(dòng)作。沖擊過(guò)程中，彈簧2通過(guò)防松環(huán)3的錐面與沖擊頭1緊貼，保證其不松動(dòng)；圓柱銷(xiāo)7限制凸模5受沖擊后的上跳極限位置。

生產(chǎn)自制該模具時(shí)，考慮到數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)較普通壓力機(jī)加工頻率高、沖擊大，所以上模1、凸模4均選用Cr 12Mo V料，其中上模熱處理50～54HRC，以保證有較好的沖擊韌性、強(qiáng)度；凸模熱處理硬度56～62HRC，以保證足夠的強(qiáng)度和耐磨性。

2.跳料的產(chǎn)生及其危害

一般情況下，按正常沖裁間隙設(shè)計(jì)的模具，當(dāng)凸模切斷坯料將廢料壓入凹模以后，應(yīng)從凹?？卓诘袈?，然而由于種種原因，當(dāng)模具在結(jié)束沖孔并在剛剛開(kāi)模的一瞬間，隨著上模的升高，作用在料片上往上的力大于凹模型腔對(duì)落料件或廢料的卡滯力，便造成本應(yīng)該從下模漏料孔漏出的廢料隨著凸模一起從凹模里被帶出掉在產(chǎn)品上，產(chǎn)生跳料。

根據(jù)資料分析、介紹，跳料的產(chǎn)生是由于凸模在沖入坯料后向四周壓縮材料時(shí)，當(dāng)凹模內(nèi)已留有前幾次沖下的廢料，就會(huì)在凸模下方因密封造成凸模頭部與材料間呈近似真空狀態(tài)，壓力比外面要低，在凸模沖下瞬間，夾在兩次片料之間的空氣被迅速壓縮，故沖切后廢料片或落料件因受從下而上的空氣壓力被貼至凸模下面，若料片與模壁之間的摩擦力小于向上的作用力，料片就將隨凸模的回升而跳出凹?？?。除此之外，凸模與廢料之間形成油封、凸模帶磁性、凸模和凹模間隙太大及振動(dòng)等都有可能造成廢料上跳。

對(duì)轉(zhuǎn)塔壓力機(jī)來(lái)說(shuō)，當(dāng)廢料上跳到板料表面，會(huì)因廢料與板料的重疊而損壞凸凹模刃口，由于加工過(guò)程是由編程后的計(jì)算機(jī)直接控制，因此，它的產(chǎn)生甚至?xí)拐啄＞邎?bào)廢、壓力機(jī)損壞。

當(dāng)廢料未及時(shí)完成上跳而卡滯在沖切好的型孔及凹模之間或凸模未及時(shí)從沖切好的型孔中退出，就產(chǎn)生卡料，由于設(shè)備本身的保護(hù)功能，送料卡鉗產(chǎn)生松動(dòng)，造成后續(xù)的加工定位及送料信息紊亂，直接導(dǎo)致廢品的產(chǎn)生。根據(jù)其產(chǎn)生機(jī)理可看出：卡料事實(shí)上也是跳料的表現(xiàn)，廢料未完全跳出便出現(xiàn)卡料。因此，所有故障表現(xiàn)實(shí)際均歸結(jié)為跳料。

3.跳料產(chǎn)生原因分析

為找出該模具產(chǎn)生跳料的具體影響因素，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)分別對(duì)隨機(jī)床進(jìn)口模具及自制模具使用情況及沖切的廢料、零件沖切口進(jìn)行了檢查，檢查后發(fā)現(xiàn)：兩種模具出現(xiàn)廢料上跳時(shí)，加工的零件材料多為不銹鋼，使用的隨機(jī)床進(jìn)口模具由于凸、凹模刃口磨損，已經(jīng)過(guò)多次刃磨，沖切零件斷口下端面粗糙、呈明顯撕裂狀；自制模具沖切零件斷口沿40mm尺寸方向，部分端面光亮平整、部分粗糙。

經(jīng)對(duì)模具和沖切廢料斷面觀察分析，初步判斷：進(jìn)口模具沖切后廢料出現(xiàn)上跳主要原因是由于凸、凹模修磨后總長(zhǎng)度過(guò)短造成沖切深度過(guò)淺，使廢料下端面幾乎為拉斷，過(guò)淺的沖切深度還使廢料處在凹模孔口上表面，因而很容易被凸模吸附而上跳；自制模具沖切的零件斷面形貌表明：模具沖裁間隙不均勻，不均勻沖裁間隙的出現(xiàn)，造成一邊大于沖裁間隙，一邊小于沖裁間隙，使得料片在進(jìn)入凹模之后，因?yàn)槊毯艽螅陂_(kāi)模時(shí)，廢料易從凹模中被帶出。

另外，沖切凸模形狀簡(jiǎn)單，廢料與凹模孔口間的摩擦力很小，易被凸模吸附；沖切的不銹鋼材料韌性好，廢料易粘附于凸模；使用的轉(zhuǎn)塔壓力機(jī)沖裁速度較高，使廢料易受真空吸附作用上跳，這些因素均易導(dǎo)致跳料的產(chǎn)生。

4.采取的措施

根據(jù)資料介紹，防止跳料產(chǎn)生常使用的措施主要有：在凸模刃口上開(kāi)小槽或?qū)⑼鼓Ｈ锌谧龀汕蚬跔罨驅(qū)⑼鼓Ｗ龀尚泵婊蚣羟袪睿送猓瑢?duì)磁性的凸模進(jìn)行退磁處理，在凸模上設(shè)置頂料釘?shù)取?/p>

針對(duì)上述對(duì)跳料產(chǎn)生原因的分析，對(duì)二種模具分別采取如下措施：

由于進(jìn)口模具產(chǎn)生跳料的主要因素是沖切深度過(guò)淺，于是對(duì)模具作如下更改：將導(dǎo)套8下底面磨去2mm，用硬質(zhì)合金鉆頭配合研磨膏將凹模9刃口研成小倒角，以增大沖切后的廢料與凹模的摩擦阻力，使廢料能留在凹模內(nèi)，不至于產(chǎn)生廢料上跳。

經(jīng)對(duì)自制模具進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)：模具之所以在40mm長(zhǎng)度方向間隙不均勻，主要是由于該模具上、下模中的定位鍵槽與沖切零件中心線間有偏差，導(dǎo)致安裝于轉(zhuǎn)塔壓力機(jī)塔位的上、下模在40mm長(zhǎng)度方向的間隙出現(xiàn)不均勻，由于對(duì)模具重新進(jìn)行再加工較難實(shí)現(xiàn)，考慮到機(jī)床中上、下模定位裝置是兩套獨(dú)立的機(jī)構(gòu)，因此，在安裝模具前，讓下模定位裝置空轉(zhuǎn)一齒，使機(jī)床的上下定位鍵發(fā)生偏移，從而模具安裝后的間隙得到調(diào)正。

另對(duì)自制模具作如下改進(jìn)：在凸模5端面開(kāi)設(shè)通氣孔，以破壞凸模刃口端面與沖壓板料間形成真空的條件，在導(dǎo)套8端面開(kāi)制小槽消氣，以利于空氣進(jìn)入沖裁面。

兩種模具除分別采取上述措施外，在加工不銹鋼板時(shí)，同樣都用棉紗擦拭板材表面的油漬，并對(duì)凹模表面和板料底面用乳化液進(jìn)行適當(dāng)潤(rùn)滑，以減少?gòu)U料與凸模間的吸附力。

5.效果及結(jié)語(yǔ)

改進(jìn)后的兩套模具，在加工不銹鋼等韌性材料時(shí)，跳料現(xiàn)象大大減少，加工碳素鋼時(shí)，近一年來(lái)跳料現(xiàn)象未發(fā)生過(guò)。目前，改進(jìn)后的進(jìn)口模具及自制模具依然工作良好。