浮料現象在五金衝(chōng)壓模具中是一(yī)種常見的不良之現(xiàn)象(xiàng),浮料產生的原因是多種的,因此其解決方法也是多樣的。有的廢料是由於模具設計不良產生的(de),有的是由於原(yuán)材料不良造成的,有的是因(yīn)為衝壓操作者造成的。需(xū)作出一個(gè)有效的快速的解決方案時,應先仔細研究其種類及(jí)原(yuán)因(yīn)。下麵以鄙人在五(wǔ)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教(jiāo)。
一(yī)、浮料之種類
今天先講浮料之(zhī)種類,對於浮料來說,本人依據其大小與形成因素(sù)把其分為三種
1、廢料之上揚現(xiàn)象
廢料是指在單一(yī)衝切(成型)工序中脫離產品之部分。其大小一般(bān)情況下與下模刀口形狀相同。其麵積與危害在三種現象中是(shì)最大的。當這種現象出現的時候有可能使衝頭或刀(dāo)口崩裂甚至崩斷,有(yǒu)可能使產品之導正針斷裂,還有可能使模板產生裂紋。
2、廢屑之上揚現象
廢屑是指單一工(gōng)序中產生的非整體產品或是非整體廢料(liào)。其大小相對比較小(xiǎo),像產品之毛邊(毛刺)脫落形成(chéng);衝切廢料細絲等。出現這種情況(kuàng)時反映(yìng)在產品出現擦傷、刮傷、凹坑或凹(āo)痕的現象。這種情(qíng)況最(zuì)主要是對產品造成不(bú)良,但這種(zhǒng)情(qíng)況在(zài)模具生產是最為常見也是比較(jiào)隱(yǐn)蔽的(de)。
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的摩擦產生的(de)微細粉屑。這種現象在產生初期肉眼一般難以發現,隻(zhī)有當積累一種程度時,衝頭與入仔發(fā)生顏色變化時才容易辨別。當廢(fèi)粉(fěn)達到一定程度(dù)時,容易造成衝頭斷裂或者入模入子(zǐ)崩裂。最容易發生在黃銅基與鋁基材中。
二、浮料之原(yuán)因
1、廢料上揚之(zhī)浮料
廢料上揚的原因首先來分析一下力的(de)來源,廢料由於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力存在,從衝切(qiē)的原理上來說,廢料在切離以後由於材料的塑性或者說彈性變形的存在其會恢複組織結構,換句(jù)話說其在無約束實際形(xíng)狀應該大(dà)於下模刀口形狀,這也是為什麽當把廢料從入(rù)子裏麵取(qǔ)出來的後再也不能(néng)輕鬆的把廢料再填(tián)充到下(xià)模入子裏去的原因。如果促使廢料上揚應該有一個(gè)往上的力量(liàng)而(ér)且大於(yú)該摩擦力及張力總和。這個力量有可能來自兩個方向,一是廢料材料本(běn)身存(cún)在的張力或彈力,由(yóu)於廢料在衝切的過程中有折曲(簡單說)塑形變形,因此當衝頭脫離它時,其內部的(de)張力會有一個反彈的(de)力量,或許是向下或許是向上;二是來(lái)自外(wài)部的力量,這個力量也有兩個方麵,在衝頭與下模入(rù)子切(qiē)離時,衝頭表麵與原材料(及廢料)緊(jǐn)密貼合在
一起與下模(mó)入子組成一個封閉的空間產生一個真(zhēn)空狀態,當衝(chōng)頭(tóu)上升的時候,破壞這一個真空狀態因此在空氣的負(fù)壓的作用(yòng)誘使廢料(liào)與(yǔ)衝頭一(yī)起(qǐ)上升產生廢料(liào)上揚的現象(xiàng);其次,在一般衝壓(yā)過程中,在下模入子裏麵都有廢料重(chóng)疊的現象(xiàng),當最新一片廢料加入時,其(qí)它的廢料本身的內力(反彈力)也會促使新(xīn)廢料上揚。所以當衝壓速度非常低,而且(qiě)無廢(fèi)料積料的現象存在的進候,廢料類的浮料現象很少發(fā)生。這也是其(qí)原由之一。
2、廢屑上揚之浮料
廢屑是如何產(chǎn)生的?它有幾(jǐ)種(zhǒng)情況,一是產品或廢料的毛刺(或者稱為毛頭)的脫落(luò);一是衝頭或模具的其它部分與原材料的不正常刮傷或撞傷造(zào)成細小廢料,這最主要是由於衝頭(tóu)在需要對原材料作出過度作用時而沒有相對應(yīng)的結構;三是由於原材料在衝壓之前已經做了表麵處理(lǐ),而表麵處理層(céng)與材料本身還是存在一定的非結構融合性的現(xiàn)象而會使(shǐ)材料的邊緣分離脫落;還有一種是由於模具設計的不合理(lǐ),存在二次衝切(重切)或者過小廢料切(qiē)削,一般來說衝切的寬度不應該小於1/3材料(liào)的厚(hòu)度,這些過小的切削廢料容易與主體大廢料脫(tuō)離或由於硬化崩斷形成廢屑。
3、廢粉上揚的原因
廢粉是原材料結構性原因造成的,前麵有說過是鋁基與黃銅基材料容(róng)易發生這種(zhǒng)狀況。對(duì)於(yú)原(yuán)材料(liào)來說是沒有辦法,而形成(chéng)這種的原因是衝(chōng)頭或入子的表麵有粗糙度存在也就是說在一定放大的程度下其表麵有凹坑(kēng)。當(dāng)衝頭或(huò)入子接(jiē)觸原材料的時候,就(jiù)會(huì)摩擦原材料(像銼刀銼鐵一樣)產生廢(fèi)粉了。
三、浮料之對策
1、廢料浮料之對策
通過以上兩則的現象與形成原因,因此可以分析出模(mó)具的對策。先對每一種(zhǒng)廢料(liào)浮料的方法來(lái)做一(yī)下說明。
A、排料設(shè)計不當之引起的浮料
這種浮料(liào)最主要出現在(zài)排料的過程中,大多數產生了比(bǐ)較簡單的衝切形狀(zhuàng)。如方形、較小邊異形廢料。
這個時候一般應該在設計時候故意(yì)做成工藝缺口,如梯形、燕尾形。使簡單的衝切(qiē)形(xíng)狀複雜(zá),加大廢料的摩擦力阻止廢料(liào)反彈與真空吸料(liào)。
B、衝切孔本身是形狀簡單
如(rú)圓孔、方孔等。這種情況下(xià)從廢料浮料形成原因(yīn)著手,一(yī)是改變反彈方(fāng)向,二是(shì)減少真空麵積。常(cháng)有的方法如,1、把衝頭磨成單邊(biān)斜麵或雙邊斜麵(miàn),這樣一可以使材料變形,使材料內部與外部的反(fǎn)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(chōng)頭中央(yāng)磨一個小的(de)凸(tū)台,其作用與斜麵一樣,不過這種方法對(duì)圓(yuán)孔比較有效(xiào)一些。3、當切離邊為三邊(biān)或兩邊時,不需切離的衝頭邊做(zuò)成一定的台階,這樣(yàng)在衝壓的時候可以先做一個有點折彎的動作使廢料向下變形有利於廢料落料。4、把(bǎ)衝頭的切離麵做成(chéng)波紋形(xíng)或者說粗糙麵,可以用銼刀或電磨加(jiā)工,增加空氣量而減少真空量。
C、對於所有有可能或者產生(shēng)浮料(liào)的衝切(qiē)形狀(zhuàng)
上麵B種方法(大多數是鉗工加工的)有時候並不是可以完全解決問題的時,這時應該從設(shè)計上靠考慮加以解決
1、衝切(qiē)衝(chōng)頭裏加頂料針
在容易發生浮料的衝頭裏加(jiā)裝頂料針與彈簧,在分模的時候利用頂料針把廢料頂在下模入子裏。這種方法適合衝切形裝(zhuāng)比較大而原材料比較(jiào)厚的場合。
2、下模入子與衝頭做尖角凹(āo)坑
即本身的正常步距應該是等於衝頭切離形狀麵,但是在衝切形狀麵(miàn)靠近送料(liào)一(yī)端故意做成一個如三角形等異形凹坑而另一個切邊按正常邊設計,這樣在(zài)一步衝切的時候,需要切離(lí)邊由於(yú)有凹坑而會多出微小三角形(xíng)的凸(tū)起(qǐ)而大(dà)於(實際上是(shì)超出)另一個切離邊,這樣再把相對應的衝頭做圓角處理不(bú)形成衝切效果(guǒ),多出(chū)來的三角邊就會被拉進下模入子而強力抵住下(xià)模入子增大摩擦(cā)力從而防止反彈或抵止真空吸料。
3、下模(mó)入子孔邊作對稱擠壓點
通常在設計下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對對稱點分別小於衝壓間隙1/2左右,這樣在(zài)衝切廢料的時候由於小間隙衝壓而把廢(fèi)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來(lái)完成。
4、把下模入子(zǐ)做成無(wú)直邊形
這種方法(fǎ)比較適合薄(báo)材料。一般在設計下模入子(刀口)的(de)時候都會留有3-5mm的直邊。而這種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(yuè)小,而越往下(xià)間隙越大也(yě)就不容易向上跑料反彈了。
5、把下模入子留用3mm切離直邊餘下部分用放電的方法把落(luò)料部分加大使廢料無積累,加長衝切衝頭的(de)長度(dù)。每一(yī)次衝切都把廢料(liào)衝離到落料區(qū),使廢料不可能向(xiàng)上浮料。
6、衝頭如加裝頂針一樣加吹(chuī)氣孔與吹氣裝置。由於吹氣裝置可以和衝床聯動控製吹(chuī)氣的時(shí)間,因此可以適用較薄材料上,這一點(diǎn)是頂針防(fáng)浮料無法比擬的。
7、下模或下模墊板加吹氣槽
這一種與衝頭吹氣原理(lǐ)相(xiàng)似又有(yǒu)不同,具(jù)體做法是在下模墊(diàn)板做出氣道(dào),然後在(zài)需要吹氣的落料孔鑽向下45的斜孔貫穿落料孔(kǒng),而氣道(dào)與(yǔ)落料孔(kǒng)不(bú)通(切記這一點),利用空氣住下吹(chuī)的時候形成一個(gè)負壓空間把廢料吸下去。這種方法適用薄材料。
8、采用外吸(xī)力吸廢料(liào)
方(fāng)法是在下模模座下再增加一塊下(xià)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(luò)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。通過吸料器的(de)吸力把所有的廢料都吸入工業吸料器裏;什麽(me)廢料廢屑通通進(jìn)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隙較小,上麵一些防止廢料浮料的方法(fǎ)不是十(shí)分合適,如(rú)頂針頂料、下模做凸點(diǎn)、工業吸料器等。
對於這種材料來(lái)說,一般是把下模入子設(shè)計成8-12'無直身,然後通過試模測試出哪(nǎ)些下模入(rù)子容易跳屑。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(chéng)幾個對稱粗糙點。這種方(fāng)法很管用的,不過需要鉗工(gōng)水平很高。
廢(fèi)悄浮料最主要是由於設計的不合(hé)理或者材料本身的(de)原因造成的。
1、設計(jì)不(bú)合(hé)理方麵
在衝切工序排樣的(de)時候盡量避免有(yǒu)重切、過切現象。由於五金模具一般都是用CAD來做設計的,在做一些(xiē)工序的時候沒(méi)有照(zhào)顧好前麵的工序已經有半加工。