1 引言

       商用电器领域大多为客户需求而定制的产品，随着市场经济的发展与个性化需求的增加，商用电器定制化市场竞争也日趋激烈。商用产品配套的钣金零件，其加工一般涉及多道工序，包含多种数控加工设备的应用，如数控折弯机、激光切割机、数控剪切机、数控冲床等，其中数控冲床加工技术在缩短产品开发周期和提高钣金加工能力方面起着至关重要的作用，然而在生产特殊结构和复杂的零件时，其高昂的加工成本和低效的冲压效率以及无法处理大规模生产等问题，也给工厂的效益提升带来了困扰。商用钣金零件大多采用数控加工设备进行生产，传统的工艺方式人员密集、转运频繁、效率低下，不符合企业高效发展的需要。为解决这些问题，需要对钣金数控加工工艺特点进行详细研究，对生产过程存在的问题进行分析，并提出相应解决方法。

       为进一步提升数控冲床在小批量多品种订单下的加工效益，基于现有技术条件，结合MES信息化管理系统的应用，商用钣金的加工可以实现全数控加工方式的升级，在应用过程中，工艺软件系统也逐渐智能化，可以自动进行激光切割或数控模具的加工工艺提示与选择，这些技术的应用，极大地改善了数控编程的可操作性，大大提高了原有技术手段的生产效率。在钣金加工质量得到改善的情况下，还需要分析其特点并完成加工技术的优化和改进，从而提高商用钣金零件的整体加工效益。随着消费市场对产品质量要求的提高，对于高消耗模具的量化生产缺陷也越来越明显，有必要依据数控加工特点开展其加工技术的研究优化和改进，从而提高商用钣金零件的整体加工效率。

2 钣金数控加工技术特点

       根据不同的工作方式，数控冲床可利用系统程序的外部共享通道获取订单加工程序并转换成机器运行指令，从而对原材料进行对应的数控冲切加工。从工艺技术的特点来看，对比传统的冲压模具加工技术，数控冲切加工技术具有典型的高精度和高灵活性的技术特征，这些特点可以总结为三点。

       ●单冲切加工技术

       使用冲切加工技术完成操作，可实现各种形状孔的加工，如方孔、圆孔和其他不同类型的孔，如图1所示，可以由不同规格和型号的小孔冲床来完成。
 
       ●连续冲裁加工技术

       加工如图2所示的大小矩形框过程中，大矩形轮廓特征可以由切刀模具冲头连续重叠冲切完成。从特征轮廓和尺寸规格的角度来看，这种方法比单次冲切加工柔性化要大得多，可以加工更大的模孔或边缘形状，有利于适应不同种类零件的切换加工。
 
3 钣金数控加工工艺的优化

       随着数控技术的不断发展及信息化制造执行系统的应用，数控程序信息可通过内部共享通道进行集中处理，有效提升程序的输出效率。从钣金数控加工领域整体来看，不单单是信息化过程管理的创新应用，钣金加工设备性能和工艺技术也在不断升级，产品结构设计也更加合理，编程软件技术也在不断迭代，产品质量得到进一步提升。

       ●优化钣金数控加工工艺

       数控冲床加工作为商用钣金成形最主要的加工方法之一，主要依靠模具的冲裁特征来匹配零件的结构特征，而数控模具加工最常用的方法是冲切加工。对于结构比较复杂的零件，传统的数控冲切方式整体加工效率较低，而且容易出现毛刺、翻边等质量问题，使得产品质量无法满足客户要求。

       目前，钣金数控加工面临生产效率低的问题与零件加工工艺路线复杂密切相关。为了更好地满足行业发展的实际需要，有必要对现有的工艺路线进行优化。为提升客户订单的交付效率，数控编程时通常需要将多个小订单的不同尺寸形状零件排布在一块原材料板进行加工，为提升零件的分拣效率，同时减少零件在加工过程中的脱落问题，数控编程时可采用切边+微连接的工艺方式，使用切边模具分离单个零件以确保产品质量，同时利用微连接点确保冲切移动时板材结构整体更稳定。微连接点具体宽度需由材料厚度决定，但整体宽度应保持在0.25～0.5mm。使用切边模具时应匹配设备工艺参数，可以选择5mm或7mm的模具宽度，以满足零件加工规格和质量要求。还可以先用剪板工艺预剪材料，然后用数控冲床切割内轮廓提高加工效率。

       ●引入先进的数控编程技术

       作为数控加工设备运行的指令源头，数控程序的编程管理是保证钣金数控加工效率和合理性的基础，需要从数据层来保证程序的适应性和准确性，以保持生产过程的稳定性和质量状况，从而保证生产过程的顺利进行并有效开展相关工作。结合产品的设计特点、材质与质量要求，引入行业优秀软件系统厂商开发的自动化编程软件，并逐步从人工编程过渡到自动化编程，不断优化程序生成逻辑与运行参数，通过离线自动编程技术驱动整体加工过程的自动化，从而提高钣金数控加工的生产效率。

       实现自动化的数控编程是钣金数控加工技术的优势所在，与传统的手工编程相比，可以有效提高程序输出质量和输出效率，并且可以实现无人或少人参与的离线自动编程，减少人为因素干预的不确定性和一致性错误。因此，要优化钣金数控加工技术，就需要结合自身发展状况与数据库信息，开发符合产品多样化需求的编程软件系统，为数控加工板块高质量建设打下基础。

       ●采用零件套材加工方式

       通过CAD软件完成零件的展开操作后，可以根据生产情况将相同材料制成的零件排列在同一张原材料上进行加工。在此过程中，为了整体板材的加工稳定性以及后续单个零件的分拣分类，可以在每个零件的边缘保留小的连接点，以确保不同零件之间的有效连接，保证板材在冲床加工运行过程中的整体性。一般小连接点的尺寸应控制在0.25～0.5mm。在不影响零件质量的前提下，尽量保证整体的统一状态，以确保设备的整体水平。

       套裁零件数控编程时可选用大刀冲切边，以减少冲切次数，选用通用的冲切刀模具，以减少换模切换次数。与此同时，为了优化零件排样的加工路径管理、减少原材料的浪费现象，接下来介绍一种合并排样方式，使用该排样方式，可在原有基础上提升冲切效率10%，如图3所示，为一种零件共边的排样加工示意图，数控编程时将多个零件的规则边共用一条CAD轮廓线，再采用模具切边的方法完成各零件的分离；此外，在排样不规则零件的过程中，及时调整零件的状态和规格参数，并考虑零件旋转一定角度后的排样及冲切加工路径，减少废料空余部分，提升板材的面积使用率。在该排样加工方法的指导下，模具可以高效转换，减少加工过程中的模具切换数量，保证整体加工效率。
 
       在数控钣金加工编程和排版时，应尽量按照现有的常规板料尺寸进行排版，以减少角料的产生。零件可以采用共用刀具路径和旋转零件编程，利用套料编程提高材料利用率。同时也要对不可避免产生的角料进行二次利用，积极开发和寻找边角料的新用途，比如制作工装、易耗品和配件，以科学的原材料利用方式降低生产成本，减少材料浪费。

4 异形模具组合应用技术

       当前，钣金数控加工技术领域厂商已经开始注重研究模具的数控加工方法，利用特殊结构模具组合来提高加工效率，解决一些钣金加工技术中现有的质量问题。其中最基础的就是通过规则的刃口加工技术完成一些基本零件的加工，通过热处理与化学处理的方式来提升刃口的硬度与使用次数。如根据零件的统一特征开发相应结构的模具，确保零件在冲切后没有毛刺或只可能有质量标准范围内的毛刺，以减少后工序处理毛刺的成本投入，同时零件设计时可以适当生成小圆角，以提高截面质量。

       蚕食加工工艺是数控冲切技术中常见的一种工艺操作方法。从产品切换和更换模具次数的角度来看，蚕食加工过程可以说是从点到线的侵蚀过程，在各种轮廓加工中具有更高的柔性化优势。然而，在实际加工时，蚕食冲切会产生不同程度的毛刺，这不仅影响了产品的加工质量，也会对模具的精度造成损伤，因为高频次使用单个模具加工零件，会加速模具的磨损和变钝现象。为了解决这个问题，针对批量化的加工特征结构，有必要根据实际生产情况设计开发专用数控模具。对于特殊和不规则的复杂结构零件，还可以评估综合成本使用激光切割进行加工，这将有效提高零件的质量和加工效率。

       此外，生产中常见的特殊零件结构还包括翻边孔、百叶窗、六角形孔、长滚筋和凸包等多种成形特征，依据这些结构特征，针对性开发一些特殊结构的模具，可以在保证现有质量和精度的同时，提高加工效率，如一次成形六边孔模具，可用在有大批量六边孔加工需求的散热器零件生产，翻边孔模具可以按照特定的尺寸一次加工成形。具体来说，特殊模具的应用优点主要有：提高了设备的机械运行效率，在相同机械运行轨迹的条件下可以同步实现多个方位与较长边缘的加工；提高了零件整体的加工质量，一次性成形的工艺可以减少不必要的衔接加工与往复运动，从而提升边缘的整齐度；有效防止了二次加工，在加工多个零件组成的齐套排程板材时，可以有效避开重复的边缘与连接处，减少冲切次数；缩短了设备的准备时间和换模次数，异形模具通常具有更高的柔性，能够更换对应的冲切头，减少切换占用的生产时间；能够提升模具的使用寿命，通过提升冲床的机械运行有效时间与冲头的切换使用，可以减少模具的单位时间损耗程度，从而提高模具的使用寿命。

5 结束语

       随着市场同质化竞争的加剧，钣金加工企业需要在提升自身产品质量的同时降低整体加工成本。需要企业依托现代工业技术的发展，不断完善钣金数控加工工艺、提升零件结构设计的合理性、优化原材料编程套裁方式，并且应用信息化和智能化的技术手段，来实现钣金数控加工效益的提升。希望通过本文的相关阐述，能够对行业发展起到借鉴作用。