浮料現象在五金衝壓模具中是一種常見的不(bú)良之現象,浮料產生的原因是多種的,因此其解決方法也是多(duō)樣的。有的廢料是由於模(mó)具設計不良產生(shēng)的,有的是由於原材料不良造成的,有的是因(yīn)為衝壓(yā)操作者(zhě)造成的。需作出一個有效的快速的解決方案時,應先仔細研究其種(zhǒng)類及原因。下麵以(yǐ)鄙(bǐ)人在(zài)五(wǔ)金模具設計之中的經(jīng)驗(yàn)與各位朋友分享與交流,有不當(dāng)或不足之外請指教。
一、浮料之種類
今天先講浮料之種類,對於浮料來(lái)說,本人依據其大小與形成因素把其分為三種
1、廢料之上揚現象
廢(fèi)料是指在單一衝切(成(chéng)型)工序中脫離產品之部分。其大小一般情況下與下模刀口形狀相同。其麵積(jī)與危害在三種現象中是最(zuì)大的。當這種現象出現的時候有可(kě)能使衝頭或刀口崩裂甚(shèn)至崩斷,有可能使產品之導正針斷裂(liè),還(hái)有可(kě)能使模板產生裂紋。
2、廢(fèi)屑之上揚現(xiàn)象
廢屑是指單一工序(xù)中產生的(de)非整體產品或是非整(zhěng)體廢料。其大小相對比較小,像產品之(zhī)毛邊(biān)(毛(máo)刺)脫落(luò)形成;衝切廢料細絲等。出現這種情(qíng)況(kuàng)時反映在產(chǎn)品出(chū)現擦傷、刮傷、凹坑或凹痕的現象。這種情況(kuàng)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蔽的。
3、廢粉之上揚現象
廢粉(fěn)是指單一工序中因衝頭與產品之間的摩擦產生的微細粉屑。這種現象在產生初期肉(ròu)眼一般難以發(fā)現,隻(zhī)有當積累(lèi)一種程度(dù)時,衝頭與入仔發生顏色變(biàn)化時才容易辨別。當廢粉達到一(yī)定程度時,容(róng)易造成衝頭斷裂或者入(rù)模入子崩裂。最容易(yì)發生在黃銅基與鋁基材中。
二、浮料之原因
1、廢料上揚之(zhī)浮料
廢料上揚的原因首先(xiān)來分析一下力的來源,廢料(liào)由於一般與衝頭或下模刀口的形狀相同,因此,廢料在(zài)模具的(de)入(rù)子(zǐ)內應該有一定的摩擦力(lì)存在,從衝切的原理上來說,廢料在切離(lí)以後由於材料的塑性或者說(shuō)彈性變形(xíng)的存在其會(huì)恢複組織結構,換句話說(shuō)其在無約束實(shí)際形狀應該大於下模刀口形狀,這也是(shì)為什(shí)麽當把廢料從入子(zǐ)裏麵取出來的後再也不(bú)能輕鬆的把廢料再填充到下模入子裏去的原因。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(lì)總和。這個力量有可能來自兩個方向,一(yī)是廢料材料本身存在的張力(lì)或彈力,由於廢料在(zài)衝切的過程中有折曲(簡單說)塑形變形,因此(cǐ)當衝頭(tóu)脫離它時,其內部的(de)張力會有一個反彈的力量,或許是向下或許是向上;二是來自(zì)外部的(de)力量,這個力量也有兩個(gè)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(mì)貼合在
一起與下模入子組(zǔ)成一個封閉的空間產生一個真空狀態,當衝頭上升的時候,破壞這一個(gè)真空狀態因此在空氣的負壓的作用誘使廢料與衝頭一起上升產生廢料上揚(yáng)的現象;其次,在一般衝壓過程中,在下模入子裏麵都有廢料重疊的現象,當最新(xīn)一片廢料加入時,其它的廢料本(běn)身的內力(lì)(反彈力)也會促使新廢料上揚。所以當(dāng)衝壓速度非常低,而(ér)且無廢料積料的現(xiàn)象存在的進候,廢料類的浮料現(xiàn)象很少發生。這也(yě)是(shì)其原由之一。
2、廢屑上揚之浮料
廢屑是如何產生的(de)?它有幾(jǐ)種情況,一是產品或廢料的毛刺(或者稱為毛頭)的脫落;一是衝頭或(huò)模具的其它部分與原材料的不正常刮傷或撞傷造成細(xì)小廢料(liào),這(zhè)最主(zhǔ)要是(shì)由(yóu)於衝頭在需要對原材料作出過度作用時而沒有相(xiàng)對應的結構;三是由於原材料在衝壓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(yī)定的非結構融合性的(de)現象而會使材料的邊緣分離脫落;還有一種(zhǒng)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(liào)切削,一般來(lái)說衝切的寬度不(bú)應該小於1/3材料的厚度,這些過小的切削廢料容易與主體大廢料脫離或由於硬化(huà)崩斷形成廢屑。
3、廢(fèi)粉上揚的原因(yīn)
廢(fèi)粉是原材料結構性原因造成的,前麵有說過是鋁基與黃銅基材料容易發生這種狀況。對於原材料來說是沒有辦法,而形成這(zhè)種的原因是衝(chōng)頭或入(rù)子的表麵有粗糙(cāo)度存在也就是說在一定放大的程度下其表麵有凹坑。當衝頭或入子(zǐ)接觸原材料的時候,就會摩擦原材料(像銼刀(dāo)銼鐵一樣)產生廢粉了。
三、浮料之(zhī)對策
1、廢料浮料之對策
通過以上兩則的現(xiàn)象與形成原因,因(yīn)此可以(yǐ)分析出模具的對策(cè)。先對(duì)每一種廢(fèi)料浮料的方法來做一下說明。
A、排(pái)料設計不當之引起的浮料
這種浮料最主要出現在(zài)排料的過程中,大多數產生了比較簡單的衝切形狀。如方形、較小(xiǎo)邊異形廢料。
這個(gè)時候一般應該在設計時候故意做成工藝缺口,如梯形、燕尾(wěi)形(xíng)。使簡單的衝切形狀(zhuàng)複雜,加(jiā)大廢料的摩擦力(lì)阻止(zhǐ)廢料反彈與真空吸料。
B、衝切孔本身是形狀簡單
如圓孔、方孔等。這種情況下從廢料浮料形成原因著手,一是改變反彈方向,二是減少真空麵積。常(cháng)有的方法如,1、把衝頭磨成單邊斜麵(miàn)或雙邊斜麵,這樣一可以使材料變形,使材料內部與外部(bù)的反彈力降低,二是降(jiàng)低了真空麵積(jī)。2、還可在衝圓孔的時候在圓形衝頭中央磨一個小的凸台,其作用與斜麵一樣,不過這種方法對圓孔(kǒng)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(biān)做成一(yī)定的台階,這樣在衝壓的時(shí)候可以先做一(yī)個有點折彎的動(dòng)作使廢(fèi)料向下變形有(yǒu)利(lì)於廢(fèi)料落料。4、把衝頭的切離麵做成波紋形或者說粗糙麵,可以用銼刀或電磨加工,增加空氣量而減少真空量。
C、對於所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(jiā)工的)有時候並不是可以完全解決問(wèn)題的時,這時應該從(cóng)設計上靠考慮加以解決
1、衝切衝頭裏加頂料針
在容易發生浮料(liào)的衝頭裏加裝頂料針(zhēn)與彈簧,在分模的時候利用(yòng)頂料針把廢料頂(dǐng)在下模入子裏。這種(zhǒng)方法適合衝(chōng)切形裝比(bǐ)較大(dà)而原材料比較(jiào)厚的場合。
2、下模入子與衝頭做尖角(jiǎo)凹坑
即本身的正常步距應該是等於衝頭切離形(xíng)狀麵,但是在衝切形狀麵靠近送料一端故意(yì)做成一個(gè)如三角形等異(yì)形凹坑而另一個切邊按正常(cháng)邊設計,這樣在一步衝切(qiē)的時候,需(xū)要切離邊由(yóu)於有凹坑(kēng)而會多出微小三角形(xíng)的(de)凸起而大於(實際上(shàng)是超出)另一個切離邊,這樣再把相(xiàng)對應的衝頭做圓角處理不形成衝切效果,多出(chū)來的三角邊就會被拉進下(xià)模入子(zǐ)而強力(lì)抵住下模入子增大摩擦力從而防止反彈或抵止真空吸(xī)料。
3、下(xià)模入子孔(kǒng)邊作對稱擠壓點
通常(cháng)在設計(jì)下(xià)模入子的時候會與衝頭對等間隙配合,而為了防止浮料,在下模入子做出1對或(huò)2對對稱點分別小(xiǎo)於衝壓間隙1/2左右,這樣在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(kě)以且放電(diàn)加瘤或者(zhě)線割方式來完成。
4、把下模入子做成無直邊形
這種方(fāng)法比較適合薄材料。一般在(zài)設計下模入子(刀口)的時候都會留有3-5mm的(de)直邊。而這種(zhǒng)方法是沒有直邊直接做成8-15'斜度,因此廢料是越向上間隙越小,而越(yuè)往下間隙越大也就不容易向上跑料反彈了。
5、把(bǎ)下模入子留(liú)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積累(lèi),加長衝切衝頭的長(zhǎng)度。每一次衝切都把廢料衝離到落料區,使廢料(liào)不可能向上浮料。
6、衝頭(tóu)如(rú)加裝頂針一樣加吹氣孔(kǒng)與吹氣裝置。由於吹(chuī)氣裝(zhuāng)置可以和(hé)衝床聯動控製吹(chuī)氣的時(shí)間,因此可以適用較薄材料上,這一點是頂針(zhēn)防浮料無法比擬的。
7、下模或下(xià)模(mó)墊板加吹氣槽
這一種與(yǔ)衝頭吹氣(qì)原理(lǐ)相似又有不同,具體做法是在下模墊板做出氣道,然後在需要吹(chuī)氣的落(luò)料孔鑽向下45的斜孔貫(guàn)穿(chuān)落料孔,而氣道與落料孔不通(切記這一點),利用空氣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。
8、采用(yòng)外吸力吸廢料
方法是在下模模座下再(zài)增加一塊下模(mó)輔助(zhù)板把所有有可能甚至所有(yǒu)衝切部位的落料孔在輔助板上做成一(yī)個(gè)大落料框,焊上一個類似漏鬥的料管,然後用工業吸料器的連接在料管上。通過吸(xī)料器的吸力把所有的廢料都(dōu)吸入工業吸料器裏;什麽廢料廢屑通通進去,保險可靠。嗬嗬。
9、極(jí)薄材料0.10以下簡單形狀防浮
由於極薄材(cái)料(liào)的衝(chōng)壓間隙(xì)較小,上麵一些防止廢料(liào)浮料的方法不(bú)是十分合適,如頂針頂(dǐng)料、下模做凸點、工業吸料(liào)器等。
對於這種材料來說,一般是把下模入子設計成8-12'無直身,然後通過試模(mó)測試出哪些下模入子容易跳屑(xiè)。再把模具拆下來,用長細頂針加金剛粉(鑽石膏)小心在下(xià)模入子做成幾個對稱粗糙點。這種方法很管用的,不過需要鉗工水平很高。
廢悄浮料最主要是由於(yú)設計的不(bú)合理或者材料(liào)本身的原因造成的。
1、設計不合理方麵
在衝切工序排樣的時候盡量避免有重切、過切(qiē)現象。由於五金模具一般都(dōu)是用CAD來做設計的,在做一些工序的時候沒(méi)有照顧好前麵的工序已經(jīng)有(yǒu)半加工。