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如何正確選擇合適的沖床
2014-08-15 14:41:24

    選擇沖床時,必須明確的了解其使用的目的。因此,除應充分了解加工法、作業方法、沖床之功能、技術動向等,同時也應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,因此應特別慎重。沖床之錯誤的選擇將導致降低沖床工作效率,而且可能導致浪費設備投資等結果。

    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:指壓力能力產生之位置,即下死點上 mm 亦稱為「能力發生點」,單位以mm表示。
 
 3. 工作能力:指一行程加工時可產生之最大有效能力,單位以 kg-m表示。

    選用適當的沖床

 1. 正確地決定加工方法與作業方式:

(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,應先檢討所想的加工方法是否對于對象產品而言是適切的加工方法,而且是適當的加工工程數。如決定加工方法,應選定的沖床種類也就大致決定。

(2)生產量之程度

    如一批量超過3000~5000 個,利用自動送料較有利。多工程而生產量較多時,需考慮采用連續式加工及移送式加工,而且也需檢討高速自動沖床,移送式沖床等之自動機械。 選用泛用沖床或自動沖床雖然是以生產量之多寡來決定為主,但基本上應考慮必要時必要的量,經常維持適當之庫存量,而且不只對現在,也應考慮將來的生產量市場情勢,技術動向等。

(3)素材之形狀、品質及尺寸之關系

    素材之形狀、品質等應與加工方法、稼動率、材料利用率之關連來做決定。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,其作業方法也有很大的不同。

(4)如何供應素材,取出產品,處理廢料

    以上的作業總稱為材料處理(MATERIAL HANDLING),在生產工廠于全能作業中,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,即可決定應選擇的壓力能力。

    至于工作能力的決定應先決定加工之頻度(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沖模時是當然有偏心荷重,但其它的沖壓加工也多數有偏心荷重。因沖壓能力之設計通常是以中心荷重為基準進行,因此有偏心荷重時必需注意壓力能力會下降。因此,對偏心荷重之作業應選擇有充份裕量之沖床能力。冷間鍛造加工多數為極端的集中荷重。對集中荷重之作業應盡量選擇小沖??臻g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 為標準。這個數值一見好像很小,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,絕對不是低的數值,而是適當的數值。

    雖然因加工上之需要而取沖床能力之 1/3的高緩沖能力,但標準沖床的情形,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濟之構造,所以有這種必要時,不如考慮采用復動沖床。

3.明確加工產品之尺寸精度

    加工產品之必要精度是由產品之用途及與下工程之關連等決定。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(與變形阻抗有關系)及潤滑之程度等之偏差及隨生產之進行,模具的摩耗等導致加工精度不良的原因很多。

    如特別要求高加工精度時,應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)充分調查沖床型錄規格

     型錄規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,應合并扭矩能力及工作能力加以檢討。 打胚專用之沖床應縮短行程并提高該部份 SPM。如沖模高度,作業面之寬度,作業面之模具裝配 T溝,緩沖器銷孔等必須與使用之模具關連作決定。

    應注意因廠房之限制對沖床的規格作過份的要求反而對沖床的功能帶來負面的影響。因此,如規格上沒問題,就應選擇標準規格的沖床,而且已經穩定的功能并有實績的沖床。

(2)沖床附屬裝置之選擇

    適當使用附屬裝置可提高生產力,所以對各種附屬裝置也應進行充份的檢討。

    為增加生產,最好的方法是裝置自動送料裝置進行連續加工。如材料之供給及產品之取出等工作因太復雜而連續加工有困難時,可使用計時器(TIMER)限時連續作業,提高生產效率。

    使用輸送機或卸料機(UNLOADER)裝置對提高生產性也有效益。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]緩速運轉裝置,材料之更換,產品之堆疊裝置等。附滾筒供料的沖壓應裝置無段變速裝置。且應考慮到將來之需要裝置緩沖器及送料機(FEEDER)或回轉凸輪(ROTARYCAM)的準備。但如果裝備太多復雜的附屬裝置將提高故障率,而且增加保養上之麻煩,因此必須適當的選擇沖床附屬裝置。

(3)應檢討有關功能的彈性

    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。 即應該檢討既可適應大量生產又可適應少量生產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動動力為了容易執行同步,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,而增強對某種作業之專用性。

    如使用單獨驅動送料機,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,而且可以因應作業的變化。

(4)應選容易保養,信賴度高的沖床

    沖壓加工產品因生產量多且通常需要數工程之作業,因此如因沖床故障而停機,對整體的生產影響很大。所以,應選擇各部容易保養、檢查、信賴度高(特別是離合器、剎車器及電氣操作關系之穩定性,耐久性好)的沖床。
 
(5)安全

    沖壓作業是災害危險性高的作業,因此應充份考慮安全對策,選擇沖床時也應選擇有安全裝備功能的沖床。有錯誤操作產生時也不會發生事故,可安全運轉操作。因此沖床之運轉操作要有各種之聯鎖裝置(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限制。作業環境是今后的重要課題。因此今后對沖壓之設備應合并噪音震動對策檢討的必要。

 

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