數控轉塔沖床直角剪切的可分度模具組合系統

張建設，魏志國，路 坤，廉德萌，莫云霞，李玉佳，宮 寧

（1.濟南鑄造鍛壓機械研究所有限公司，山東 濟南 250306；2.小松（山東）工程機械有限公司，山東 濟寧 272073）

數控轉塔沖床是金屬板材沖壓加工的關鍵設備，作為對加工好的零件從板材上取下來，傳統的方法為用普通的模具沿著零件的外邊線沖壓，最后拿下零件，另一種方法為用一個剪刀模具沿著零件的外邊線進行剪切，但是普通的剪切模具與常用的剪刀類似，因為需要加工的板材為金屬材質，在剪切時必須從整張板材的最外邊進行剪切，然后剪切到加工好的零件之后，再沿著零件的外沿進行剪切，剪切完畢之后如果不再繼續剪切的話，就會留下一個剪切的凸包痕跡，造成零件的損傷。

通過以上敘述可知，以上的方法不僅加工效率低下，并且會產生大量的廢料，對板材造成極大的浪費，在接縫處接痕比較明顯，如果加工工藝編制不完善，會造成加工件成為廢品。

本文介紹了一種用于數控轉塔沖床上的直角剪切可分度模具組合系統，用于無痕剪切和無廢料下料。

1 系統的組成

該系統主要依托于濟南鑄鍛所自主研發的變連桿式主傳動系統、模具分度驅動裝置、多子模裝載裝置和成型模具組組成。

1.1 變連桿式主傳動系統

根據轉塔沖床的工藝特點，把伺服主傳動的曲柄連桿機構進行優化設計，把連桿分成兩部分，中間 通過一個氣缸帶動墊塊的進出來改變連桿的長度，在不動曲軸的情況下就能夠實現滑塊位置的改變，這兩種位置在轉塔沖床上統稱為換模位（上死點）和預壓位（打擊位）。

圖1 系統組成

圖2 變連桿結構

圖3 模具分度驅動裝置

圖4 多子模裝載裝置和成型模具組

1.2 模具分度驅動裝置

模具分度驅動裝置主要包括上蝸輪副和下蝸輪副，兩個蝸輪副通過同步帶驅動，保證兩個蝸輪副的同步性，精度能達到0.01°。

1.3 多子模裝載裝置

多子模裝載裝置是在標準的單工位轉模的基礎上改進，能夠實現對6個標準的A工位或者3個標準的B工位進行裝載。工作時可以選擇任何一個模具，并且該模具能夠實現360度不同方向的沖壓，方便了用戶應用，增強了機床功能。

1.4 成型模具組

成型模具組是一個剪切成型角的切角模具和兩個剪切邊的切邊模具的組合。

2 工作原理

成型模具組安裝在多子模裝載裝置中靠模具分度驅動裝置帶動旋轉并選擇模具沖壓，在沖壓時先選擇切角模具切出一個角，然后選擇另外兩個切邊模具分別沿著已切出的角的兩邊進行剪切，靠模具分度驅動裝置來控制剪切的方向，直到剪切一個閉環，這樣零件剪切下來，完成加工過程。

用戶實際應用時只需要安裝公司二次開發的后置編程軟件，只需要把加工圖形導入到軟件中，設置好所需要的參數，軟件會根據所導入的圖形進行自動的編排順序，編譯成加工程序，無需用戶過多的干預，導入機床就能夠實現加工。

3 有益效果

首先是提供了一種可以裝載標準模具，借助模具回轉裝置實現了對多子工位的復合模具分度沖壓，并且再裝配了一套剪切成型模具系統之后，組成了一個無痕剪切模具系統即實現數控轉塔沖床直角剪切的可分度模具組合系統，與傳統的成型模具系統相比，這個剪切系統先由切角模具剪切一個角，可以在板材的任意位置剪切角，這樣解決了傳統的無痕剪切模具只能剪切邊，并且只能從沒有板材的外邊緣向里剪切的問題，在切角模具剪切成一個角模具之后，形成了一個剪切角，然后分別選用其他的兩個模具沿著形成的角的兩邊進行剪切，最后把零件剪切下來。這樣解決了第一刀無法剪切的問題，做到要哪兒剪哪兒的目的，大大的減少了板材的浪費，并且只需要沿著零件的外邊剪切，大大的提高了效率。剪切模具是裝在轉模工位，在工作時靠蝸輪軸的旋轉，剪切模具可以旋轉任意角度，這樣可以加工任意形狀的零件，極大的增加了機床的功能。

圖5 樣件示意

另外，可以把剪切模更換為普通的模具，把剪切模系統作為普通的多子模來使用，這樣就能夠增加轉盤裝載模具的數量，從而豐富數控轉塔沖床的工藝性能。

4 結束語

該系統能夠合理的提高原材料的利用率，減少浪費，加工出來的零件不用二次處理。剪切模具是裝在轉模工位，剪切模具可以旋轉任意角度，這樣可以加工任意形狀的零件，極大的增加了機床的功能?？梢园鸭羟心Q為普通的模具，把剪切模系統作為普通的多子模來使用，這樣就能夠增加了轉盤裝載模具的數量，豐富了轉塔沖床的工藝性能。