数控冲剪复合机在钣金冲裁领域的加工应用

佘 萍

（江苏金方圆数控机床有限公司，江苏 扬州 225127）

数控冲剪复合机由数控冲床和数控直角剪复合，能对钣金加工工件进行冲孔、拉伸、剪切分离操作，即将若干个需要加工的零件在一张原材料上紧密排列，然后再用直角剪将各个零件从整张板上剪切脱离。冲剪复合机作为钣金加工工艺创新领域的新应用，在中小型批量生产、柔性加工方面占有极其重要的地位，广泛应用于高低压开关柜行业、电梯行业、汽车制造和通讯设计制造领域。

1 数控冲剪复合机床的应用概述

如图1所示，数控冲剪复合机主要由数控冲床和数控直角剪床组成。用户从数控冲床侧进行钣金加工板材的上料，上料后的板材由机床夹钳夹持。数控冲床上安装有长导向模具，可以对需要加工的钣金工件进行冲孔、拉伸等操作；数控直角剪床上安装有X向剪刀和Y向剪刀，对完成冲孔成型加工的板件进行剪切分离的动作。

图1 数控冲剪复合机外观图

数控直角剪的两把剪刀相互垂直，其中一把剪刀可进行连续裁剪，大大提高了板材下料的效率，同时又可根据零件的轮廓有效节省原材料，克服了传统数控剪板机床的缺陷。

数控直角剪的两把剪刀的设置如图2所示，其中X方向的剪刀长度一般比Y方向的剪刀长度长，两刀相互安装成90°，称之为直角剪。数控冲剪复合机在设计上允许直角剪的两把剪刀有如下工作状态：①全剪，直角剪的X剪刀和Y剪刀同时上下进行剪切动作；②半剪，Y方向刀具上抬，仅X方向刀具上下进行剪切运动。数控直角剪全剪、半剪状态的选择主要依据钣金件实际剪切的需求来决定。

图2 直角剪两把剪刀设置

被剪切后的废料和零件通过毛刷输送带送出，然后由两套分选装置分选后分别进入不同的料箱，分选过程和裁剪过程并行处理，边裁剪、边分选，极大地提高了板材加工效率。

数控冲剪复合机对于不同板厚的钣金工件加工，数控冲床部分需要更换不同间隙的冲孔模或者成型模，数控直角剪部分需要通过电气控制相应的调整上下剪刀的间隙，以保证钣金工件加工的断面质量。

数控冲剪复合机床使板材冲孔、成型及剪切过程一次完成，由原材料直接生成工件，替代了传统的冲剪分离加工工序。数控冲剪复合机由数控冲床和数控直角剪床套裁加工的优点总结如下：①通过自动编程软件，提高了原材料利用率；②机床集成化程度高，板材运输环节少，提高了钣金件加工制造精度；③零件的制造周期缩短，用户的生产效率提高；④解放了人力资源，人工劳动强度变小，降低了客户的用工成本。

2 数控冲剪复合机床的排样规范

数控冲剪复合机床在进行钣金排样操作过程中，为实现加工方案的最优化，减少不必要的材料损耗与资源浪费，编程人员需要对钣金加工零件的加工布局方案进行调整，以提升钣金加工的有效性。

数控冲剪复合机床一般是在同时间内进行多样化的钣金加工操作，如果没有科学实用的排样操作规范，不但会增加排样操作的困难程度，还会在一定程度上增加加工成本控制工作的复杂程度。因此，编程人员应以实用性原则为导向，不断总结优化，对排样方案适时合理调整，实现多样化的排样操作方案，从而增强数控冲剪复合机钣金排样的质量与效率。

编程工作的质量直接影响数控冲剪复合机钣金加工的水平，因此在加工程序设定过程中，要努力提升数控冲剪复合机床加工程序的稳定性、可靠性和准确性。

现将数控冲剪复合机自动编程软件在实际使用过程中的排样定义和规范总结如下。

定义1：直角剪刀视所有零件为矩形，定义矩形的长边为X，矩形的短边为Y。

定义2：板材的长边定义为X，短边定义为Y。常用板材尺寸为2500mm×1250mm，如图3所示。

图3 板材长边、短边定义

规范1：零件的X向优先排在原材料的X向，如图4所示。

图4 零件X向排列

规范2：零件的X向由于不得已的原因必须排在原材料的Y向,那么该零件必需优先排在板材的左侧，如图5所示。

图5 零件优先排在左侧

规范3：如果零件的X向由于不得已的原因必需排在原材料的Y向，那么这些零件需按照宽度大小，即宽度小的零件排在原材料的左手，宽度大的零件排在原材料的右手，如图6所示。

图6 宽、窄零件排列规范

规范4：编程排版时，小零件尽可能放左上角，大零件尽可能放右下角，如图7所示。

图7 大、小零件排列规范

规范5：剪切时，尽可能优先沿X向剪切，剪切设置如图8所示。

图8 优先X向剪切

规范6：当排布的零件到原材料的边缘尺寸小于80mm时，边缘去除不使用直角剪切除，优先使用冲床的切边模处理，如图9所示。

图9 切边模切除

规范7：零件剪切排版到边缘的尺寸小于95mm的范围内不可安排横向剪切，只可安排纵向剪切，如图10所示。

正确排版如图11所示。

3 结束语

图10 纵向剪切

图11 正确的排版图例

数控冲剪复合机预留了可以与自动化仓库、自动上料机械手和堆垛机等装置配套连接的接口，能够进一步拓展自动化程度构成数控冲剪板材柔性加工生产线，这将是以后高集成化设备发展的趋势。

本文通过对数控冲剪复合机在钣金加工中的应用介绍，阐述了设备的先进性，指出对于该设备应加强应用研究，使其得到充分有效的利用和推广。