東莞馬赫題記： 隨著鈑金產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度加快，傳統(tǒng)的鈑金加工設(shè)備無法滿足生產(chǎn)柔性化要求，數(shù)控鈑金加工設(shè)備在生產(chǎn)中迅速普及。在各種數(shù)控鈑金設(shè)備中，數(shù)控沖床具有加工范圍大，柔性化程度高，成本低的特點，在鈑金加工中應(yīng)用得最為普及。在數(shù)控沖床加工過程中經(jīng)常會遇到工件加工變形的情況，特別是在工件中孔、筋、槽較多時，工件變形尤為嚴(yán)重。圖1所示工件加工后常產(chǎn)生扭曲變形，必須增加后續(xù)整形工序，費時費力。
1 工件特點分析
          分析圖1中2種工件的異同：工件1的中間部位材料被完全切除掉，只留四邊細(xì)邊框；工件2的兩邊部位材料被大量切除掉，方孔之間僅以幾道細(xì)筋連著，中間部位密密麻麻分布著散熱孔。這2種工件有個共同點，就是加工過程中有大量的材料從毛坯中切除。
 

2 加工過程分析
          以工件1為例，數(shù)控沖床的常用加工編程軌跡：第一步用修邊刀修整板材基準(zhǔn)邊平整垂直(修邊過程見圖2)；第二步再進(jìn)行正式的零件加工，先沖孔，次沖內(nèi)圓弧，再用方?jīng)_頭把中間部位材料打碎掏空，最后切邊刀把零件切下。最后一道工序一般由2個工人配合操作，一個工人負(fù)責(zé)操控機(jī)床，另一個工人守候在沖頭邊，機(jī)器切完最后一刀后，機(jī)床暫時停頓，工件從毛坯板脫落，工人用鑷子或鉤子把工件取下來。操作機(jī)器的工人再啟動機(jī)床切第2個工件，周而復(fù)始，直到把工件全部加工完成。沖裁過程中卸料板懸空，距離板面0．5 mm左右。這種編程方法排料時工件和工件之問只留切刀寬度，切邊時同時切出相鄰工件的鄰邊輪廓，加工速度快，節(jié)約材料，但是加工出來的零件嚴(yán)重扭曲變形。技術(shù)人員取消方?jīng)_頭打碎掏空中間部位這一步驟，只加工圓孔和外輪廓。加工出來的零件變形相對于前一種零件則小得多。從而得出結(jié)論：打碎掏空中間材料是引起加工變形的重要原因。圖3為沖裁過程圖形模擬。
 
 
 
    沖裁由凸模和凹模完成，凸模和凹模組成一組刃口，把材料壓在中間，凸模逐步靠近凹模，使材料分離。整個過程可以分成3個階段(見圖4)。

 
(1)彈性變形階段：由于凸模所施加的壓力，材料產(chǎn)生彈性彎曲并略有擠入凹?？?。在這一階段，若板材應(yīng)力沒有超過材料的彈性極限時，當(dāng)凸模卸載后，材料立刻恢復(fù)原狀。
(2)塑性變形階段：材料受力已超過彈性限度。這時凸模擠入材料，同時材料也擠入凹模，由于材料反抗凸模及凹模的擠入，產(chǎn)生彎矩，在彎矩 作用下材料彎曲。這時已經(jīng)有微小裂紋發(fā)生。
(3)剪裂階段：隨著凸模繼續(xù)下行，已形成的上、下微小裂紋將逐漸擴(kuò)大，并向材料內(nèi)部發(fā)展，當(dāng)上、下裂紋相遇重合時，材料便開裂分離；完成整個沖裁工作。在彈性變形階段和塑性變形階段材料都產(chǎn)生扭矩使材料變形，塑性變形階段產(chǎn)生的是永久變形。在工件1的加工過程中加工中問方框時采用的是方?jīng)_頭打碎的方式，沖擊次數(shù)太多，再加上工件的邊框和筋都很細(xì)，沖裁產(chǎn)生的扭矩使得板材產(chǎn)生的變形量很大。由此可見，減少加工過程中的沖擊次數(shù)和預(yù)防扭矩力變形是解決加工變形的主要途徑。