選擇沖床時,必須明確的了解其使用的目的。因此,除應(yīng)充分了解加工法、作業(yè)方法、沖床之功能、技術(shù)動向等,同時也應(yīng)正確的把握市場之情勢與動向等。但因加工法、沖床之功能等非常復(fù)雜而不易了解,很多情形都在不是真正了解使用目的的情況下選擇沖床。特別是,如為合理化而選擇沖床時,不允許有任何錯誤,因此應(yīng)特別慎重。沖床之錯誤的選擇將導(dǎo)致降低沖床工作效率,而且可能導(dǎo)致浪費設(shè)備投資等結(jié)果。
沖床能力有三大要素:
1. 壓力能力:指滑塊在下死點上mm的位置,能夠產(chǎn)生噸的壓力,此壓力亦稱為「公稱壓力」或簡稱「能力」 ,單位以噸表示。
2. 扭矩能力:指壓力能力產(chǎn)生之位置,即下死點上 mm 亦稱為「能力發(fā)生點」,單位以mm表示。
3. 工作能力:指一行程加工時可產(chǎn)生之最大有效能力,單位以 kg-m表示。
選用適當(dāng)?shù)臎_床
1. 正確地決定加工方法與作業(yè)方式:
(1)正確地決定加工方法與工程
沖壓加工有各種方法,有時在沖壓加工并用切削加工。選擇沖床時,應(yīng)先檢討所想的加工方法是否對于對象產(chǎn)品而言是適切的加工方法,而且是適當(dāng)?shù)募庸すこ虜?shù)。如決定加工方法,應(yīng)選定的沖床種類也就大致決定。
(2)生產(chǎn)量之程度
如一批量超過3000~5000 個,利用自動送料較有利。多工程而生產(chǎn)量較多時,需考慮采用連續(xù)式加工及移送式加工,而且也需檢討高速自動沖床,移送式?jīng)_床等之自動機械。 選用泛用沖床或自動沖床雖然是以生產(chǎn)量之多寡來決定為主,但基本上應(yīng)考慮必要時必要的量,經(jīng)常維持適當(dāng)之庫存量,而且不只對現(xiàn)在,也應(yīng)考慮將來的生產(chǎn)量市場情勢,技術(shù)動向等。
(3)素材之形狀、品質(zhì)及尺寸之關(guān)系
素材之形狀、品質(zhì)等應(yīng)與加工方法、稼動率、材料利用率之關(guān)連來做決定。素材之形狀又依是卷材或定尺材或半加工品之任何一種,及其大小,其作業(yè)方法也有很大的不同。
(4)如何供應(yīng)素材,取出產(chǎn)品,處理廢料
以上的作業(yè)總稱為材料處理(MATERIAL HANDLING),在生產(chǎn)工廠于全能作業(yè)中,材料處理所占的比率很大。因此材料處理并非只是局部性的消化生產(chǎn)的立場,而是必須從工場整體之合理化考量。依材料處理之考量對在沖壓機械之要求之功能有很大的不同。
(5)如何利用沖模緩沖器(DIE CUSHION)
引伸加工時應(yīng)考慮在單動沖床附加沖模緩沖器。因沖模緩沖器能提供高性能,即使不使用復(fù)動沖床也可進行相困難的引伸加工。提高沖模緩沖器性能之附屬裝置需有固鎖裝置(Locking device)。
2.選擇適合加工的沖床能力
(1)算出加工壓力及加工的壓力行程曲線
應(yīng)將加工時需要的最高壓力,加工行程中之壓力變化用計算求出。多工程加工應(yīng)求出各工程壓力行程曲線,重疊并求出合成之壓力行程曲線。決定加工之最高壓力及壓力行程曲線,即可決定應(yīng)選擇的壓力能力。
至于工作能力的決定應(yīng)先決定加工之頻度(1 分鐘加工幾次)。裝配自動送料裝置的沖床馬力最好是加大一級馬力的馬達。沖床的能力最好不要選擇剛剛好飽和使用能力,而應(yīng)選常用能力是公稱能力的 7580%的沖床。
(2)偏心荷重,集中荷重的程度
在1臺沖床裝配兩個以上的沖模使用的情形或使用連續(xù)沖模時是當(dāng)然有偏心荷重,但其它的沖壓加工也多數(shù)有偏心荷重。因沖壓能力之設(shè)計通常是以中心荷重為基準(zhǔn)進行,因此有偏心荷重時必需注意壓力能力會下降。因此,對偏心荷重之作業(yè)應(yīng)選擇有充份裕量之沖床能力。冷間鍛造加工多數(shù)為極端的集中荷重。對集中荷重之作業(yè)應(yīng)盡量選擇小沖模空間的沖床。
(3)計算沖模緩沖器之有效能力之減少
裝置沖模緩沖器時,沖床之引伸能力等于扣除緩沖器之能力。通常,緩沖器之能力是沖床之公稱能力的 1/6 為標(biāo)準(zhǔn)。這個數(shù)值一見好像很小,但在沖床之中點附近如與可用于引伸加工之有效引伸能力比較,絕對不是低的數(shù)值,而是適當(dāng)?shù)臄?shù)值。
雖然因加工上之需要而取沖床能力之 1/3的高緩沖能力,但標(biāo)準(zhǔn)沖床的情形,行程之中點附近的有效引伸能力會顯著減少(極端時會失去推壓緩沖器的能力),所以應(yīng)多加注意。
因此,對如此高的緩沖能力時,沖床之扭矩能力也應(yīng)選擇較高的。如果將緩沖能力提的太高的話,將因扭矩能力之不相配而成為不經(jīng)濟之構(gòu)造,所以有這種必要時,不如考慮采用復(fù)動沖床。
3.明確加工產(chǎn)品之尺寸精度
加工產(chǎn)品之必要精度是由產(chǎn)品之用途及與下工程之關(guān)連等決定。在實際的沖壓加工中會隨著素材之板厚,胚料塊(擠壓加工時)之體積,材質(zhì)(與變形阻抗有關(guān)系)及潤滑之程度等之偏差及隨生產(chǎn)之進行,模具的摩耗等導(dǎo)致加工精度不良的原因很多。
如特別要求高加工精度時,應(yīng)選擇高剛性的沖床或有大能力(對其加工有充份寬裕的壓力能力者)之沖床。但 C 型沖床即使使用大能力的沖床也沒有多大的效果,應(yīng)注意要選擇剛性高的沖床。
4.充份了解沖床之功能
(1)充分調(diào)查沖床型錄規(guī)格
型錄規(guī)格表示沖床之主要能力與大小,為選擇沖床之基本。沖床能力之表示通常只表示壓力能力,應(yīng)合并扭矩能力及工作能力加以檢討。 打胚專用之沖床應(yīng)縮短行程并提高該部份 SPM。如沖模高度,作業(yè)面之寬度,作業(yè)面之模具裝配 T溝,緩沖器銷孔等必須與使用之模具關(guān)連作決定。
應(yīng)注意因廠房之限制對沖床的規(guī)格作過份的要求反而對沖床的功能帶來負面的影響。因此,如規(guī)格上沒問題,就應(yīng)選擇標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的沖床,而且已經(jīng)穩(wěn)定的功能并有實績的沖床。
(2)沖床附屬裝置之選擇
適當(dāng)使用附屬裝置可提高生產(chǎn)力,所以對各種附屬裝置也應(yīng)進行充份的檢討。
為增加生產(chǎn),最好的方法是裝置自動送料裝置進行連續(xù)加工。如材料之供給及產(chǎn)品之取出等工作因太復(fù)雜而連續(xù)加工有困難時,可使用計時器(TIMER)限時連續(xù)作業(yè),提高生產(chǎn)效率。
使用輸送機或卸料機(UNLOADER)裝置對提高生產(chǎn)性也有效益。如頻繁地更換模具時,模具的快速交換(Q.D.C)裝置及沖模夾具等也有效益??煽紤]緩速運轉(zhuǎn)裝置,材料之更換,產(chǎn)品之堆疊裝置等。附滾筒供料的沖壓應(yīng)裝置無段變速裝置。且應(yīng)考慮到將來之需要裝置緩沖器及送料機(FEEDER)或回轉(zhuǎn)凸輪(ROTARYCAM)的準(zhǔn)備。但如果裝備太多復(fù)雜的附屬裝置將提高故障率,而且增加保養(yǎng)上之麻煩,因此必須適當(dāng)?shù)倪x擇沖床附屬裝置。
(3)應(yīng)檢討有關(guān)功能的彈性
為維持良好的稼動率,沖床之功能必須符合機種更換激烈的市場傾向。 即應(yīng)該檢討既可適應(yīng)大量生產(chǎn)又可適應(yīng)少量生產(chǎn)之功能以及又可追隨將來機種更換的功能。例如自動送料裝置之驅(qū)動動力為了容易執(zhí)行同步,通常是取沖床的曲柄軸,如此將成為附自動送料裝置之沖床,而增強對某種作業(yè)之專用性。
如使用單獨驅(qū)動送料機,因有獨立的動力,因此可以輕松地移動,可自由與任何沖床組合,而且可以因應(yīng)作業(yè)的變化。
(4)應(yīng)選容易保養(yǎng),信賴度高的沖床
沖壓加工產(chǎn)品因生產(chǎn)量多且通常需要數(shù)工程之作業(yè),因此如因沖床故障而停機,對整體的生產(chǎn)影響很大。所以,應(yīng)選擇各部容易保養(yǎng)、檢查、信賴度高(特別是離合器、剎車器及電氣操作關(guān)系之穩(wěn)定性,耐久性好)的沖床。
(5)安全
沖壓作業(yè)是災(zāi)害危險性高的作業(yè),因此應(yīng)充份考慮安全對策,選擇沖床時也應(yīng)選擇有安全裝備功能的沖床。有錯誤操作產(chǎn)生時也不會發(fā)生事故,可安全運轉(zhuǎn)操作。因此沖床之運轉(zhuǎn)操作要有各種之聯(lián)鎖裝置(inter lock)、剪板式及油壓式之過負荷安全裝置、兩手操作、光線式、機械式等作業(yè)用之安全裝置。
(6)噪音、震動
沖壓工廠之噪音、震動因公害問題受到法規(guī)限制。作業(yè)環(huán)境是今后的重要課題。因此今后對沖壓之設(shè)備應(yīng)合并噪音震動對策檢討的必要。