浮料現象在五金(jīn)衝壓模具(jù)中是一種常見的(de)不良之現象,浮料產生的原因是多種的,因此其(qí)解決方法也是多樣的。有的(de)廢料是由(yóu)於模具設計不良產生的,有的是由於原材(cái)料(liào)不良造成的,有的是因為衝壓操作者造成的。需作出一個有效的(de)快速的解決方案時,應先仔細研究其種類及原因。下麵以鄙人在五金模具設計之中的經驗與各位朋友分享與交流,有不當或不足之外請指(zhǐ)教。
一、浮料之(zhī)種(zhǒng)類
今(jīn)天先(xiān)講浮料之種類,對於浮料來說,本人依據其(qí)大小與形成因素把(bǎ)其分為三種
1、廢料之上揚(yáng)現象
廢料是指在單一衝切(成型)工序(xù)中脫離產品之部分。其大小一般情況下與下模刀(dāo)口形狀相同(tóng)。其麵積與(yǔ)危(wēi)害在(zài)三種現象中是(shì)最大的。當這(zhè)種現(xiàn)象出現的時候有可能使衝頭或(huò)刀口崩裂甚(shèn)至崩斷(duàn),有可能使產品之導正針斷(duàn)裂,還有(yǒu)可能使模(mó)板(bǎn)產(chǎn)生裂紋。
2、廢屑之上揚現象
廢屑(xiè)是指(zhǐ)單一工序中產生的非整體產品(pǐn)或是非整體廢料。其大小相(xiàng)對比較小,像產品之(zhī)毛(máo)邊(毛刺(cì))脫落形成;衝切廢料細絲等(děng)。出現這種(zhǒng)情況時(shí)反(fǎn)映在產(chǎn)品出現擦傷、刮傷、凹(āo)坑(kēng)或凹痕的現象。這種情況最主要是對產品造成不良,但這種情況在模具生產是最為常見也是比較隱(yǐn)蔽的。
3、廢粉(fěn)之上揚現象
廢粉是指單一工序中因衝頭與產品之間(jiān)的摩擦產生(shēng)的微細粉屑(xiè)。這(zhè)種現象在產生初期肉眼一般難以發現,隻有當積累一種程度時,衝頭與(yǔ)入(rù)仔發生顏色變化時才(cái)容易辨別。當廢粉達到一定程度時,容易造成衝頭斷裂或者入模(mó)入子崩(bēng)裂。最容易發生在黃銅基與鋁基材中。
二、浮料之原(yuán)因
1、廢料上揚(yáng)之浮料
廢料(liào)上揚(yáng)的原因首先來分析一下力的來源,廢料由於(yú)一般與衝頭或下模刀口的形狀相同,因此,廢料在模具的入子內應該有一定的摩擦(cā)力存在(zài),從衝切的原理上來說(shuō),廢料在切離以(yǐ)後由(yóu)於材料的塑性或者說彈性變形的存在其會恢複組織結(jié)構,換句話說其在(zài)無約束實際形狀應該大於下模刀(dāo)口形狀,這也是為什麽當把廢(fèi)料從入子裏麵取出來的後再(zài)也不能輕鬆的把廢料再填充到下模入子裏去的原(yuán)因。如果促使廢料上揚應該有一個往上的力量而且大於該摩擦力及張力總和。這個力量有可能來自兩(liǎng)個方向,一是廢料材料本身存在的張力或彈力,由於廢料在衝切的過程中有折(shé)曲(簡單說)塑形變形,因此當衝頭脫離它時(shí),其內部的張力會有一個反彈的力量(liàng),或(huò)許是向下或許是向上;二是來自外部(bù)的(de)力量,這個力量也有兩個方麵,在衝頭與下模入子切離時,衝頭表麵與原材料(及廢料)緊密貼合在
一(yī)起與下模入子組成一個封閉的空間產生一個(gè)真空狀(zhuàng)態,當(dāng)衝頭(tóu)上升(shēng)的時候,破壞(huài)這一個真空狀態因此在空氣的負壓的作用誘使廢料與衝(chōng)頭一起上升產生廢料(liào)上揚的現(xiàn)象;其次,在一般衝壓過程中,在下模入(rù)子裏麵都有廢料重疊的現象(xiàng),當最新一片廢料加入時,其它的廢料本身的內力(反彈力)也會促使新廢料上揚。所以當衝(chōng)壓速度非常低,而且無廢料積料的現象存在的進候,廢料類的浮料現象很少發生。這也是其(qí)原由之一。
2、廢屑上揚之浮料
廢屑是如何產生的?它(tā)有幾種情況,一是產品或廢料的毛(máo)刺(或者稱為毛頭)的(de)脫落;一是衝頭或模具的其它部分與原材料的不正(zhèng)常刮傷或撞傷造成細小廢料,這最主要是由於衝頭在需(xū)要對(duì)原(yuán)材料作出過度作用時而沒有相對應的結構;三是由於(yú)原材料在衝壓(yā)之前已經做了表麵處理,而表麵處理層與材料本身還(hái)是存在一定的非結構融合性的現象而會使材料的邊緣分離脫落;還有一種是由於模具設計的不合理,存在二次衝切(重切)或者過小廢料切削(xuē),一般來說衝切的寬度不應該小(xiǎo)於1/3材料的厚度,這些過(guò)小的切削廢(fèi)料容易與主體大廢料脫離(lí)或由於硬化崩斷形成(chéng)廢屑。
3、廢粉上(shàng)揚的原因
廢粉是原材料結構性原因造成的,前麵有說過是鋁(lǚ)基與黃銅(tóng)基(jī)材料(liào)容易發生這種狀況。對於(yú)原材料來說是沒有辦法,而形(xíng)成這種的原因是衝頭或入子的表麵有粗糙度存在也就是說在一定放大的(de)程度下其表麵(miàn)有凹坑。當衝頭或入子接觸原材料的時候,就會摩擦原材料(像銼刀銼鐵一樣(yàng))產生廢粉了。
三、浮料(liào)之對策
1、廢料浮料之對策
通過以上兩(liǎng)則的(de)現象與形成原因,因此可以分析出模具的對策。先對每一(yī)種廢料浮料的(de)方法來做一下說明。
A、排料設計不當之引起的浮料
這種浮料最主要出(chū)現在排料(liào)的過程(chéng)中,大多數產生了比(bǐ)較簡單的衝切形狀。如方形、較小邊異形廢料。
這個時候一般應該在設(shè)計時候故意做成工藝缺口,如梯形、燕尾形。使簡單的衝切形狀複雜(zá),加大廢料的摩擦力阻(zǔ)止廢料反彈與真空吸料。
B、衝切孔本身是(shì)形狀簡單
如圓孔、方孔等。這種情況下從廢料浮料形成原因著手,一是改變反(fǎn)彈方向,二是減少真(zhēn)空麵積。常有的方法如,1、把衝頭磨成單邊斜麵或雙邊斜麵,這樣一可(kě)以使材料變形,使材料內(nèi)部與外部(bù)的反彈力降低,二是降低了真空麵積。2、還可在衝圓孔的時候在圓形衝頭中央磨一個小的凸台,其作用(yòng)與斜麵一樣,不過這種方法對(duì)圓孔比較有效一些。3、當切離邊為三邊或兩邊時,不需切離的衝頭邊做成一(yī)定的台階,這樣在衝壓的時候可以先做一個有點折彎的動作(zuò)使廢料向下變形(xíng)有(yǒu)利於廢料落料。4、把衝頭的切離麵做成波紋形或者說粗糙麵,可以用(yòng)銼刀或(huò)電磨加工,增加空氣量(liàng)而減少真空量。
C、對於所(suǒ)有有可能或者產生浮料的衝切形狀
上麵B種方法(大多數是鉗工加工的)有(yǒu)時候並不是可以完全解決問題的時,這時應該從(cóng)設計上靠考慮加(jiā)以解決
1、衝切衝頭裏加頂料針
在容易發生浮料的衝頭(tóu)裏(lǐ)加裝頂料針與彈簧,在分模的時候(hòu)利用頂(dǐng)料針把(bǎ)廢料頂在下模入子裏。這種方法適合衝切(qiē)形(xíng)裝比較大而原材料比較厚的場合。
2、下模入子與衝頭做尖(jiān)角凹坑
即本身的正常步距應該是(shì)等於衝頭(tóu)切離形(xíng)狀麵(miàn),但是在衝切形狀麵靠近送料一端故(gù)意做成一(yī)個如三角形等(děng)異形凹坑而另一個切邊按正常(cháng)邊設計,這樣在一(yī)步衝切的時候(hòu),需要切離邊由於有(yǒu)凹坑而會多出微小三角形的凸起而(ér)大於(實際上(shàng)是超(chāo)出)另一個切離邊,這樣再把相對應的衝頭做圓角處理不形成衝切效(xiào)果,多出來(lái)的三(sān)角邊就會被拉(lā)進下模入子而強力抵住下模入子增大摩擦力從而防止反彈或抵止真空(kōng)吸料。
3、下模入子孔邊作對(duì)稱擠壓點
通常在設計下模入子的時候會與衝頭(tóu)對等間隙配合,而為了防(fáng)止浮料,在下模入子做出1對或2對對稱點分別小於(yú)衝壓(yā)間隙1/2左右(yòu),這樣在(zài)衝切廢料的時候由於小間隙衝壓而把廢料卡住在下模入子裏,這種文法可以且放電加瘤或者線割方式(shì)來完成。
4、把下模入子做成無直邊形
這種(zhǒng)方法比較適合(hé)薄材料(liào)。一般在設計下模入子(刀口)的時候都會留(liú)有3-5mm的直(zhí)邊。而這(zhè)種方法是(shì)沒有直邊直接做成8-15'斜度,因(yīn)此廢料是(shì)越向上(shàng)間隙越小,而越往下間隙越大也就不容易向上(shàng)跑料反彈了。
5、把下(xià)模入子留用3mm切離直邊餘下部分用放電的方法把落料部分加大使廢料無(wú)積累,加長衝(chōng)切衝頭的長度。每一次(cì)衝切都把廢料衝離到落料區,使廢料不可能向上浮料。
6、衝頭如加裝(zhuāng)頂針一樣加吹氣孔(kǒng)與吹氣(qì)裝置(zhì)。由於(yú)吹氣裝(zhuāng)置可以和(hé)衝床聯動控(kòng)製吹氣的時間,因此可以適(shì)用較薄材料上(shàng),這(zhè)一點是頂針防浮料無法比擬的。
7、下模或下模墊板加吹氣槽
這(zhè)一種(zhǒng)與衝頭吹氣原理相似又(yòu)有不同,具體做法是在下模墊(diàn)板做出氣道,然後(hòu)在需要吹氣的落料孔鑽向下45的(de)斜孔貫穿落料(liào)孔,而氣道與落料孔不通(切記這一點),利用空(kōng)氣(qì)住下吹的時候形成一個負壓空間把廢料吸下去。這種方法適用薄材料。
[浮料之對策]
8、采用外吸力吸廢料(liào)
方法是(shì)在下模模座下再增加一塊(kuài)下模輔助板把所有有可能甚至所有衝切部位的落料孔在(zài)輔助板上做成一個大落料(liào)框,焊(hàn)上一個類似漏鬥的料管,然(rán)後用工業吸料器(qì)的連接在料管上。通過吸料(liào)器的吸力把所有(yǒu)的廢料都吸入工業吸料器裏;什麽廢料(liào)廢屑通(tōng)通進去,保險可靠。嗬嗬。
9、極薄材(cái)料0.10以下簡單形狀防浮
由於極薄材料的衝壓間(jiān)隙較小,上麵一些防止廢料(liào)浮料的方法不是十分合適(shì),如頂針頂料、下模做(zuò)凸點、工業吸料器等(děng)。
對於這種材料來說(shuō),一般是把下模(mó)入子設計成(chéng)8-12'無直身,然後通過試模測試出哪些下模入(rù)子容易跳(tiào)屑。再把模(mó)具拆下來,用長細頂針加金剛粉(鑽石膏)小心在下模入子做成幾個對稱粗糙點。這種方法很管(guǎn)用的,不過需要鉗工水平很高。
[廢屑浮(fú)料之對策]
廢悄浮料最主要是由於設計的不合理或者材料本身的原因造成的。
1、設計不合理方麵
在衝切工(gōng)序排樣的時候盡(jìn)量避免有重切、過切現象。由於五金模具(jù)一(yī)般都是用CAD來做設計的,在(zài)做一些(xiē)工(gōng)序的時候沒有照顧(gù)好前(qián)麵的工序已經有半加工。