冲压和滚花加工的关键秘诀

在加工锥形工件时采用的特种冲压模具

滚花和冲压是在实际加工中往往不太引起人们重视的两种工艺。一方面，冲压工艺越来越重要；另一方面，滚花因其装备难度大和质量欠缺等问题，往往会给设备使用者带来不必要的麻烦。

冲压加工在向工件上打标记或标识的瞬间，需要达到极高的精度。位于Zürichsee的Böni AG公司的经营理念是“质量不能有半点折扣”。该企业现由Böni家族第三代经营，开发并制造满足高质量要求的滚花和冲压专用机床设备。这两种工艺都要求企业具备大量的技术知识，对于模具制造需要如此，对于模具在设备上的使用亦需如此。因此，除了众多的标准程序之外，开发和制造客户专用的技术装备就显得具有特别重要的意义。

无压滚花

Böni公司的滚花模具可用于CNC和传统的车床，其工作原理30年来一直不同于传统的滚花模具。该公司的模具不是采用侧面滚轮对工件进行滚压，而是采用两个错开180的滚花轮正切对着工件的中心部位进行加工。这种方法的优点是工件和主轴及横向轴不会受到侧向的压力，所产生的力均由滚花模具自行吸收。由于没有侧向力作用在工件上，因此可以在不影响质量和不导致直径差异的情况下，更好地对长薄型工件进行加工（图1）。

图1 针对各种不同工件使用的各种滚花模造型

滚花模具的一个缺点是需要较大的作业空间，解决这个问题就需要瑞士Tüftler公司的协助。针对2008年的AMB展会，B?ni公司开发出了外形尺寸较小的滚花模具。这种模具尽管所需空间较小，但具备了同样的优点。所有的滚花模具均由不同规格的四边形夹持柄或VDI与HSK特种夹具进行夹持。

从硬化坯料磨削外形

在制造滚花轮时，Böni公司也遵循着一条与众不同的追求品质之路。该公司生产的滚花轮的滚齿不是采用先铣削后硬化处理的加工方法，而是采用一个经过硬化处理的坯料进行外形磨削。这样，模具既可以获得更好的表面质量，又可以使包括齿尖在内的整体达到均匀的硬度。此外，作为切削轮或滚压轮使用的滚花轮，通过轴受到滚针轴承的支撑，从而实现较小的磨损和较长的使用寿命。Böni公司特意不采用德国通常流行的铣削轮的称谓，因为这种称谓容易误导使用者。铣削工具通常被视为是一种带有驱动的工具，而滚花轮并非如此，因为滚花轮没有自己的驱动部件。Böni公司并不采用铣削轮的概念，而是称滚花轮为切削轮。切削轮通过工件旋转被驱动，对工件进行切削加工。切削轮能够达到比滚轮更为精确的滚压效果。大多数滚轮在加工时，都会产生一条棱，而非一条锋利的边。由于滚花需要很高的压力，且主要的工序都集中在滚花上，因此棱就如同一个面，对材料进行挤压。Böni公司特别开发出的一种产品是BO型压轧滚花轮。经过多次试验取得成功的BO型滚轮与常规滚轮相比具有一定的优势。Böni压轧滚花轮的齿部在两侧的半径上超出两边的边缘，并对准轮的中心。这就确保了在较小的压力下能够达到更好的滚花效果。

图2 各种不同造型的滚花轮：BO、EBO、EA、SA、SL和SRnextpage

冲压可节省额外工序

对冲压工具的需求日益增长，这种情况绝非偶然。出于信息、设计和广告标识，特别是产品质量的可追踪性考虑，对产品标识由商品编号、公司图标、材料质量标记、公司名称及其他信息构成的需求越来越高。

在车削工件标识方面，根据工件的标号和车床的类型（规格型号），选择最佳的标准型冲压工具（图3）；或者在需要时开发全新的工具。针对不同冲压方式而对标准冲压工具的选择范围很广，可以是径向冲压（圆周冲压）、轴向冲压（圆形端面冲压）和平面冲压。

图3 带有多种冲压滚轮的冲压工具，既可
以是整体雕刻，也可以是可更换的扇形段

标识可以是任意大小的文字、图标、公司标志（图4），可以采用整体雕刻和不可更改的冲压滚轮，也可以选用可更换的单个字母、数字和标记的扇形段组合。对车削和铣削件的标识可以在加工过程中，在设备（CNC或普通车床）上直接打印，这样可以省去在特殊设备上或手工操作的附加工序。由此，工件在离开设备时即可得到统一美观的标识，错误标识的潜在危险也可得到消除。

在径向冲压时，可以借助于旋转的主轴或辅助的C轴对工件进行打标。即冲压滚轮接触到工件，并借助于车削的旋转而随之旋转，直至字符全部打印到工件上。字符在整个长度上只被冲压一次，避免字符发生重叠。不同直径的工件也可以采用相同的冲压滚轮进行打标。在冲压工具退回后，冲压滚轮会重新转回到初始位置，并准备好下一次的冲压加工。

针对各种直径的工件，传统的冲压方案要求采用相同规格的冲压滚轮，其结果是，即使工件直径公差只是略微超出规格，也会导致双重打印和工件报废。

脆弱工件接受正切打印

其他冲压模具为圆周平面冲压（字符以圆周方式被轴向打印在工件的端面上）或平面冲压。Böni公司的另一种特殊技术便是借助于一个反向滚轮在圆周上进行的正切冲压，由此可以避免脆弱、敏感工件发生弯曲。

针对平面键槽冲压的多种特殊技术都已经得到了实现。对于需要键槽平面冲压的特殊加工场合，要求冲压工具在达到一定载荷力时，即刻弹回。在现代化的CNC机床上使用Böni冲压工具时，可以实现编程冲压，即可以在圆周的某个特定位置上，或平面的某个点上，或一个六角边上冲压。

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冲压和滚花加工的关键秘诀

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