精確測量截斷後底切形狀

衝壓加工包括截斷、彎曲、擰轉等多種加工方法。其中，還有衝孔、開槽等加工方式，是採用「裁斷」方式的力量。透過截斷形成的面稱為裁斷面，透過觀察該面的形狀，可以了解衝床和模具之間的間隙（間隙）的狀態。
因此，在本節中，我們將針對截斷加工的基本知識和底切的產生原理進行說明。此外，我們將介紹包括底切、截斷面測量問題和解決方案。

何謂底切
截斷加工的截斷面
何謂間隙
截斷過程
傳統底切測量的問題
- 使用投影機進行底切測量的問題
- 使用輪廓測定機進行底切測量的問題
底切測量中的問題解決方法
總結：顯著改善難以測量的底切形狀測量效率

何謂底切

底切是一種發生在截斷產品表面的現象。這是材料被衝床和模具切割時，材料被切割表面產生的拉力拉扯，導致表面光滑的現象。的大小和形狀，會依照衝床和模具之間的間隙（間隙）而變化。衝床和模具之間的間隙，莫大影響了產品的品質和壓力機的使用壽命。

截斷加工的截斷面

截斷加工的切割面具有底切、截斷面、斷裂面、毛刺4層結構，即使是平面板狀也不會變得光滑。
首先，如前所述，「底切」是透過拉動加工材料的表面，所產生的光滑表面。「截斷面」是透過穿透加工材料的衝床，所形成的光亮表面。由於衝床和焊接金屬與加工材料的摩擦造成的傷痕，截斷面有細小的垂直條紋。「斷裂面」是比截斷面更粗糙的表面，給人一種加工材料被撕裂的感覺。然而，「毛刺」具有堅硬、鋒利的形狀，並且呈鋸齒狀。
這些切割面的狀態會依照加工材料、衝床下降速度、衝床和模具之間的間隙大小，以及其他因素而變化。

何謂間隙

「間隙」是衝床和模具之間的間隙，切割面的狀態依照間隙的數量而變化。另外，適當設定的間隙稱為「適當間隙」。
間隙量非常重要，因為會影響截斷品質（尺寸準確度、防止底切和毛刺等）和模具壽命。如果間隙正確，從衝床側和模具側產生的龜列將在中途變得一致。這種一致的情形被稱為「會合」。理想的截斷加工過程是不會產生底切或毛刺的「全面截斷」，但據說即使有適當的間隙，也很難實現。
間隙設定和切割面之間的關係，如下所示。

適當的間隙

如果間隙適當，截斷面將以板厚的1/2至1/3的比例均勻地出現在整個板上。如果間隙不固定，則截斷面的比例會出現局部差異。

間隙過大

如果間隙過大，會增加底切和毛刺，導致產品準確度不穩定。同時，由於衝壓壓力引起的翹曲（衝壓翹曲）也會增加。

間隙太小

如果間隙太小，則衝床和模具的切削刀刃產生的龜裂將不一致（會合），進而因「二次截斷面」而產生鬍鬚狀毛刺。此外，衝床和模具上的荷重也很大，這將造成被稱為「磨蝕」的模具損壞原因。

合適的間隙值因加工材料和板厚而異，一般數值可透過以下公式算出。

單側的間隙 = %x加工材料的板材厚度

※「%」是間隙與板厚的比率。由於將會隨材料和衝壓準確度而異，所以透過實際的試驗值來算出。

截斷過程

截斷加工的切割過程如下：

① 將衝床壓在加工材料的上面

會像彎板一樣的狀態，加工材料會出現「底切」。

②無法承受彎曲時，衝床會陷入材料內部中

隨著衝床和模具的截斷力，將產生龜裂情形。
當加工材料無法再承受拉力時，就會產生龜裂情形。

③透過衝床和模具的角部，讓拉伸力作用在加工材料上

從衝床和模具的切削刀刃上出現的龜裂擴大並貫穿（會合）時，就會產生毛刺。

所謂的截斷就是指當截斷力作用在加工材料上時，產生截斷面的過程。

傳統底切測量的問題

到目前為止，衝壓的底切通常被使用於投影機、或輪廓測定機進行測量的情形。然而，想在廣泛的板材中精確測量底切，存在以下問題。

使用投影機進行底切測量的問題

光學測量儀器的一種，測量原理與光學顯微鏡相似。透過將對象物放在載物台上並從下方照射光線，對象物的輪廓會被投射到布幕上。一些大型布幕的直徑超過1m。測量已打孔的寬平面底切時，需將其調整出水平狀態。

該測量方法存在以下問題。

由於投影機只能從垂直於切割面的方向觀察才能取得剖面形狀，因此必須將對象物放置在可以看到底切部分的位置，並且必須在準確水平的狀態下進行測量。這時候就出現了對象物放置方式不固定的問題。
如果工件的形狀複雜，可能會產生光影，使得無法從垂直方向進行觀察。此外，由於無法取得尺寸和圖面差異的數值，因此難以保存和比較資料，並且需要將輪廓形狀轉移到描圖紙上。

這樣一來，就不僅不是現場的每個人都能準確測量，還會有無法進行測量的地方，而隨著對象物的不同，也可能需要加以切割等，這將是一個很大的問題。

使用輪廓測定機進行底切測量的問題

輪廓測定機是使用稱為尖筆的觸針，透過描摹出對象物表面，藉以測量並記錄輪廓形狀的裝置。近年來，也有的類型是使用雷射代替觸針，透過非接觸式描摹追踪輪廓來測量複雜形狀。此外，某些型號能夠測量上下兩面。
當使用輪廓測定機測量經打孔的寬平面底切時，則需要調整出水平狀態。

該測量方法存在以下問題。

將對象物固定到夾具上，並調整出水平狀態需要時間。此外，具備輪廓測定機相關的知識和技能，對於準確地調整出水平狀態極為重要。
輪廓測定機的觸針將繞著觸針針臂上的支點做圓弧上下運動，觸針尖端也會沿著X方向移動，造成X軸資料產生誤差。
準確地依照預期穿針非常困難，即使是最輕微的針錯位也會導致測量值發生偏差。

底切測量中的問題解決方法

傳統所使用的一般測量儀器，存在著需要耗費時間固定目標物的問題，以及必須在點狀或現狀接觸立體目標物、測量位置，才能進行測量的課題。為了解決這些測量問題，KEYENCE開發了一次性3D形狀測量儀「VR系列」。
能以非接觸方式，準確捕捉對象物的3D形狀。此外，可以在短短1秒內對台上的對象物進行3D掃描，以高準確度測量3D形狀。因此，可以瞬時進行定量測量，而不會出現測量結果偏差的情形。以下將介紹其具體上的優點。

優點1：無需固定對象物，即可測量

無需水平固定對象物，即可進行測量。例如，即使在打孔加工中測量寬表面的底切時，也不需要加以固定。
「VR系列」可以透過非接觸的表面測量，來準確測量出底切狀態。此外，透過使用可以事先登記測量項目的分析範本，可以在短時間內執行工件形狀分析，因此現在可以在短時間內執行以前費時或不可能的測量。

優點2：無需複雜設定的「自動對齊功能」

無需水平固定對象物，即可使用自動對齊功能對齊對象物。
「VR系列」自動高準確地對齊3次元位置。您可以透過添加傾斜度、基準面和高度偏差等各種因素輕鬆進行微調。還具有允許您在檢查影片時，指定測量點的功能。可以在確認放大觀察圖片的同時，使用幾何工具指定測量點，因此不會出現因操作者的熟練程度而有所不同的情形。

優點3：最快1秒測量出整個「表面」的形狀

測量演算法和硬體已經完全改善，以實現最快1秒的測量速度。瞬間掃描完畢整個面的資訊。目標點也可以自由測量。不同人進行測量，測量數值也不會出現差異。
「VR系列」以最快1秒的壓倒性速度，實現了N的大幅增加並縮短作業時間。這將提昇測量品質，將檢驗人員的人手調動成生產人員，進而促進增加產量。無論是評估試做品還是出貨前的產品檢查，速度將能改善任何測量任務。

總結：顯著改善難以測量的底切形狀測量效率

使用「VR系列」，高速3D掃描可以在不接觸的情況下，即時測量對象物的準確3D形狀。可以解決一般測量儀器的所有問題，如底切、截斷面、斷裂面和毛邊等。

無需切割對象物，即可測量剖面。
消除因人而異的測量值差異，實現定量測量。
操作簡單，無需定位，只需將對象物放在載物台上，按下按鈕即可。消除對個人測量工作的依賴。
由於可以輕鬆、高速、高準確度地測量3D形狀，因此可以在短時間內測量許多對象物，能有助於提升品質。

此外，與過去的3D形狀資料和CAD資料進行比較，可以很容易地分析公差範圍內的分佈，因此可以用於產品開發和製造趨勢分析、抽樣檢查等各種目的。

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