钣金加工工艺中数控冲剪复合机床的应用
总结经验和技巧。本文将从多个角度，详细介绍数控冲剪复合机床在钣金加工中的应用[1]。
2、数控冲剪复合机床的应用
由于数控冲剪复合机床是一种综合数控加工设备，所以在应用过程中一定要考虑好完整的加工流程，内容应该包括冲床、剪板机的操作流程以及两者之间的配合应用。
2.1放样
钣金放样就是把一个实物或是三维立体的图纸画成平面图，以便下料、加工制作。放样一般分为人工放样和计算机放样两种。人工放样主要有作图法、计算法、系数法等。这些方法在实际工程中应用广泛，一般要求操作人员必须掌握。但是人工放样误差较大、效率低下、加工精度也较低。因此，目前很多企业应经采用计算机软件进行准确放样，工作效率和加工质量有了大幅度提高。放样软件比较多，例如AutoPOL for Windows、FastSHAPES、金林钣金放样软件等。
2.2排样
所谓排样就是指在一块待加工毛料上，找出被加工零件的最优布局，使得材料消耗最少，零件之间不能互相重叠。数控冲剪复合机床都配有上下料辅助子系统，上下料比较方便，但是在加工前必须根据生产计划首先进行排样。因为数控冲剪复合机一般加工的对象多是批量生产，如果没有科学、合理的排样工作，加工单位的利益就无法保证。解决零件的排样问题的原则即要节约板材又要便于设备的加工。零件排样可以通过人工进行，也可以借助计算机编程排样，如图1所示。计算机排样的效率较高，因此，生产企业通常会利用计算机软件排样。如何更进一步提高板料的利用效率，推出更先进的排样软件，是很多科研院所正在研究的课题。有很多先进的控制算法已经应用于零件排样软件计算中，例如遗传算法、神经网络、几何优化等。从而解决任意形状的零件的排样，提高了板材利用率。
2.3程序设计
在数控冲剪复合机床加工之前，首先是要求控制人员根据加工对象的要求，编写加工程序。加工程序的优劣直接关系到钣金工件的质量。因此，运行稳定、可靠、精简的控制程序就显得至关重要。加工程序的编写可以使用计算机软件自动生成，也可以由机床的操控人员人工编写。实际上，自动生成软件由于不需要人工参与，方便易行。但是自动编程比较死板、不够灵活，程序代码较为混乱，给阅读和修改带来一定困难。因此，对于复杂零件的程序编制，编程人员可以对自动编程代码进行修改，加入一些指令可以优化程序，使生成的软件简洁、可靠。例如，M98指令。该指令是一个数控机床普通的子程序调用指令，适合于较大批量工件的生产加工，一般编程人员也会在需要加工的零件比较小和复杂时考虑用此指令。下面以M98为例，简单介绍指令的生成和使用的步骤[2]。
数控软件的程序编写一般分为两个步骤。一是CAD制图。主要绘制加工对象的零件图；二是CAM编程辅助设计。这个过程主要是完成模具路径、冲点以及在软件中配置相关信息，最后生成可执行的NC代码程序。在完成自动生成以后，就可以对程序进行手工修改。可以根据情况，把M98指令加入到程序中。
M98对简化程序有很大的好处。例如在加工钣金工件上，经常需要加工很多同样的槽或者孔等。这样可以先编写一个冲剪槽或者孔的子程序，然后，在主程序里面利用M98调用该子程序。从而在不同的位置，冲剪出同样的槽或孔。主程序如下：
在冲剪复合控制编程过程中，采用M98这样的指令可以优化程序，提高编程效率。因此，操控人员应该善于利用类似的指令编程。
2.4加工工序
采用数控冲剪复合机床加工钣金件的加工工序不同于传统的钣金件加工工序[3]。（1）传统的加工工艺。传统加工的工艺编制分为两个步骤。先下料，后加工；冲压套裁。第一步骤主要是先用剪板机将板材按照零件外形尺寸下料，此种加工工艺在下料时要进行修边，并要保证四边的垂直度，例如在一张1250×2500的板材上能加工18 块400mm×400mm的矩形板料。材料利用率小于90%，一共需要2个人工完成。第二步加工主要利用数控冲床，采用微联接技术进行冲孔等操作。一般模具在切断时每两个零件之间有5mm的间隙为长方模具的尺寸，材料利用率小于94%，完成一张板材的冲裁需要1个人工。由于采用微联接技术，板材刚度降低，加工时特别容易出现拉料和卷料事故。因此，加工时不宜高速进行。另外，传统加工的钣金件微联接在一起，取下之后还需要人工加工，去除边缘毛屑。（2）数控冲剪复合机床的钣金加工工序。在利用数控冲剪复合机床加工零件时，一般采用了先冲压后剪切的工艺方式，即采用直角剪将各个零件从整张板上剪切脱离。整个过程完全不同于数控冲床的加工工艺，整张板材在加工过程编程加工一次完成，经过剪切套裁从而节省了材料。材料利用率99%，加工同样一张板材用时不到10分钟。因此，数控冲剪复合机床的钣金加工方式相比传统加工方式具有较大优势，这也是近几年数控冲剪复合机床应用广泛的原因。
3、结束语
本文根据钣金加工过程的各个环节的特点，详尽介绍了使用冲剪复合加工技术的方法和技巧。当然，在冲剪复合机床生产实践过程中，不仅仅应用这些方法，相信还有更多、更好的操作技巧正在生产中得到应用。