数控转塔冲床设计原理及问题分析

  [摘 要]简要阐述数控转塔冲床的结构及设计原理，并对其常见故障做多元化的分析处理。

  随着国家经济的加快速度进行发展，我国制造企业已普遍运用先进的数控技术，随之而来的数控冲床也普遍大量使用。

  数控转塔冲床是一种压力加工设施，而且它是压力加工设施中最具生命活力的集机、电、液一体化的前端产品，大多应用在各类金属薄板零件加工、一次性自动完成各种复杂孔型和浅拉深成型的板材加工关键设备。

  本文重在从该设备的工作原理和基本结构及普遍的问题方面论述，以提高生产和维护人员的技术水平，提高生产效率，提高劳动生产率。

  数控转塔冲床主要由四大部分所组成，它们是液压式主传动系统、转盘选模系统、进给系统及电气控制系统。

  液压主传动系统是由滑块及高速冲压液压系统等组成。液压系统包括液压站、液压缸、控制单元及上下死点位置控制机构组成。

  冲压有两种方式：单次冲压和步冲方式：步冲方式是用小冲模冲出大的圆孔、方孔和异形孔等。

  滑块上、下死点的位置出厂前已调整完毕，用户在使用的过程中仅需选不一样的上下死点位置即可，从而改变滑块的行程长度和行程范围。

  上死点的调整分为五级，分别为0、7、13、19、21mm。下死点的调整范围分别为0、1、2mm。

  转盘选模系统用来选择模具，它由减速器和转盘两部分所组成，其传动系统为交流伺服电机通过行星减速器及弹性联轴器通过链传动带动上、下转盘同步转动。

  上下转盘安装在主机的喉口内，它是机床的模具库，其上可安装28套模具，其中两套为自动分度模具（转模）。模具的上模部分安装在上转盘的模孔内，与模孔中的导向键配合，冲压时上模在模孔内上下滑动。下模安装在下转盘的磨座中。转盘由伺服电机驱动并由转盘定位销定位，保证上下模具的对中。工作时通过编程（用T代码）选择任意一套模具进行冲孔加工。上模与下模之间的间隙（双面）根据板件的厚度和材料来确定，在设计或选用模具时请参照表1：

  进给系统由X、Y轴进给系统、夹钳和x轴原点定位器组成。X方向上进给移动由交流伺服电机直接带动X轴滚珠丝杠转动，通过连接在丝杠螺母上的溜板，带动夹紧在夹钳上的板件在X方向挪动并定位。夹钳间距离根据板件大小做调整，调好后用手柄固紧在燕尾上。轨架下面装有检验测试开关，对夹钳进行安全保护。当夹钳进入安全区时，冲头不能冲压。

  机器的所有功能和动作，统一由FAGOR 8055B型数控系统及与之配套的冲床专用软件来控制和完成。FAGOR 8055B型数控系统是一种以32位处理器（CPU）为核心的多处理器结构的通用型数控系统，具有强大的运算能力和极高的处理速度。基本的用户程序存储器容量为1MB RAM、4MB FLASH MEMERY。非常适应于对数控冲床的高速控制。它通过光缆（SERCOS接口）与FAGOR数字化交流伺服驱动系统相联接，能轻松实现速度指令的位置反馈的高速数字化传输。从而简化接线，进一步提升机床的可靠性。

  数控冲床中采用的各种冲压固定循环指令，都是用FAGOR 8055数控系统高级语言指令-PCALL定义的，例如：圆弧冲压固定性循环：PCALL 81，直线固定循环：PCALL 82，圆弧步冲固定循环：PCALL 83。

  在数控转塔冲床程序的设计中，应注意一些程序设计的工艺方法。在这里将数控转塔冲床程序设计中普遍的问题进行剖析，并针对具体问题给出相应的解决方法。

  1.选择合适的编程基准。数控转塔冲床在加工中，都是以设备的原点为定位基准的。为了能够更好的保证加工精度，减少程序设计中的计算量，编程基准应尽可能地选择在设计基准或工艺基准上。

  2.工序最大限度集中。即零件在一次装夹中，力求完成本台数控转塔冲床所能加工的全部型孔及外形的加工，防止出现重复定位误差。

  3.合理地选择换模次序及走刀路线。一般原则是：先圆孔后方孔，先小孔后大孔、先中间后外形。在合理选择换模次序的同时也应该选取模具的最佳走刀路线，以减少空行程，提高生产效率。

  4.合理的排料方式。对于中小型零件的加工，为缩短辅助加工工时，节约加工时间，提高材料的利用率，一般都会采用排版加工程序。

  在我们生产的过程中会出现转塔冲床的上下转盘错位的现象，而一般转盘错位大多数为气压不够，模具带料而造成的。这时关闭转塔冲床的电源开关，找到控制转盘定位销的电磁阀，按动电磁阀上的按钮，即可让插销进出。松开转盘转动的链条齿轮，松开链条齿轮涨紧套，用手转动上转盘，转动能够让上插销插入的位置，用手按气阀上的按钮，保证转盘定位销正常销孔。保持插销定位销孔位时，让链条两侧的松紧度基本一致的情况下，锁紧链条齿涨紧套。

  大家在生产的过程中，经常会出现转塔冲床模具带料的现象，模具带料是指在一般的情况下，上模冲头与板材不能及时的脱开或者完全不能脱开而造成的。

  转塔冲床模具带料给用户造成的危害是：上模冲头损坏或断裂，损坏转塔冲床的夹钳及正在生产的板材，由于板材的变形卷曲而导致损坏转塔冲床的防护罩。

  转塔冲床模具引起带料的原因是：1、经常使用模具导致模具的弹簧受损疲劳或断裂。2、冲压板材的卸料力大于弹簧力。3、上模刀口冲压时下得过深。4、模套与模芯上下冲压时阻力过大无。5、冲压模具间隙不对，冲压过后的废料反弹。6、上下模具刀口钝化使推料力大于退料力。

  解决转塔冲床模具带料的方法：按时进行检查弹簧，如果有损坏或断裂需换弹簧，调节模具冲压的高度，使冲头闭合时，冲头冲穿板材下至1～2mm，定期给模套和模芯加油，检查上下模具的间隙，及研磨上下模具的刀口。

  综上所述，为提高生产效率，保证生产的有序进行，生产和修东西的人熟悉和掌据数控冲床的设计原理和普遍的问题的产生原因及其处理方法是必不可少的。