一、上料准备阶段
1. 材料确认与吊装
材料类型:确认板材材质(如碳钢、不锈钢、铝合金)、厚度、规格及表面质量(是否有划伤、锈迹)。
吊装要求:使用专用吊具(如真空吸盘、电磁吊)避免板材变形,轻放至送料平台,确保板材平整无褶皱。
2. 设备参数预设置
剪切长度 / 宽度:根据工件图纸输入数控系统(如 PLC 或 CNC 系统),精度需校准至 ±0.1mm(精密加工场景)。
刀具间隙调整:根据材料厚度设定上下刀具间隙(通常为材料厚度的 5%-8%,如 2mm 钢板间隙约 0.1-0.16mm),间隙过大易产生毛刺,过小会加剧刀具磨损。
剪切速度:薄板(≤2mm)可采用高速剪切(20-50 次 / 分钟),厚板(>10mm)需降低速度(5-10 次 / 分钟)以减少设备负载。
3. 送料机构调试
辊道对齐:调整送料辊道与刀具中心线平行,避免板材偏斜。
定位装置校准:使用挡料块、光电传感器或激光测距仪确定板材起始位置,首件加工前需手动试送料,确认定位精度。
二、定位校准与对中阶段
1. 板材对中处理
手动对中:通过操作面板按钮调整侧挡料装置,使板材边缘与剪切线对齐,适用于小批量或非规则板材。
自动对中:高端横剪机配备视觉检测系统(如 CCD 相机),自动识别板材边缘并计算偏移量,驱动伺服电机调整定位,效率高且精度可达 ±0.05mm。
2. 张力控制(针对卷料横剪)
若加工卷料,需通过开卷机、校平机与横剪机联动,通过张力辊控制卷材张力,避免剪切时板材扭曲或波浪变形。
三、剪切加工阶段
1. 单次剪切与连续剪切
单次剪切:适用于单件或小批量加工,每完成一次剪切后需重新定位。
连续剪切:启动自动循环模式,送料辊连续推送板材,刀具高频次剪切(如每分钟 10-30 次),适用于大批量生产(如汽车钣金件)。
2. 剪切过程监控
实时检测:通过压力传感器监测剪切力变化,若突然升高可能提示刀具磨损或板材夹料,需停机检查。
废料处理:剪切产生的边料、碎屑通过废料输送带或吸尘器及时清理,避免堆积影响设备运行。
3. 特殊工艺处理
缓剪工艺:加工高强度材料(如耐磨钢)时,采用分段剪切或降低速度,减少刀具冲击,防止崩刃。
冷却润滑:对不锈钢等易发热材料,通过喷油装置(如乳化液或专用切削油)冷却刀具并减少摩擦,提升切口质量。
四、下料分拣与质量检测阶段
1. 工件下料与堆叠
出料方式:剪切后的工件通过传送带输送至下料台,人工或机械臂分拣。
防碰撞堆叠:薄板需使用气垫或软质垫层分隔,避免表面划伤;厚板需确保堆叠整齐,重心稳定。
2. 首件全检与批量抽检
首件检验:加工首件后,使用游标卡尺、直角尺检测尺寸精度(长度、宽度、垂直度)、表面毛刺(高度≤0.1mm)及切口平整度,合格后方可批量生产。
批量抽检:每加工 50-100 件抽检 3-5 件,重点检查尺寸一致性与表面质量,发现超差需及时调整设备参数。
五、辅助工艺与设备维护
1. 去毛刺与表面处理
对毛刺要求高的工件(如电子元件基板),需通过毛刷辊、砂带机或电解去毛刺设备进行后处理,确保毛刺高度≤0.03mm。
2. 设备清洁与保养
每日停机后清理刀具间隙残留的铁屑、油污,每周检查导轨润滑情况,每月校准数控系统参数,定期更换液压油(通常每 1-2 年一次)。
六、典型工艺流程示例(以卷料横剪为例)
卷料上架 → 开卷机放卷 → 校平机校平(消除卷材应力与波浪形)→ 伺服送料辊定长输送 → 对中装置定位 → 横剪机剪切 → 传送带出料 → 废料收集 → 人工 / 自动分拣 → 去毛刺 → 成品检验 → 包装入库
七、关键工艺参数与设备选型关联
不同材料厚度对应不同的刀具类型与驱动方式:
≤3mm 薄板:常用高速钢刀具,搭配伺服电机驱动,适用于电子、家电钣金行业。
3-10mm 中厚板:采用硬质合金刀具,液压驱动为主,适用于汽车零部件、机械加工行业。
>10mm 厚板:需涂层刀具(如 CVD 涂层),结合机械 + 液压混合驱动,适用于钢结构、重型设备领域。
八、工艺优化方向
智能化升级:引入 AI 算法优化剪切路径(如多块小尺寸工件套切,提高材料利用率),或通过物联网(IoT)实时监控设备状态,预测刀具磨损周期。
绿色工艺:采用干式切削(无切削液)或可降解润滑剂,减少工业污染;优化废料回收系统,提升金属回收率。