浮(fú)料現象在五金衝壓模具中是一種常見的不良之現象,浮(fú)料產生的原因是多種的,因此其解決方(fāng)法也是多樣的。有的廢料是由於模具設計不良(liáng)產生的,有的是(shì)由於原材料不良造成的,有的是因(yīn)為(wéi)衝壓操作者造成(chéng)的(de)。需作出一個有效的快速的(de)解(jiě)決方案時,應先仔細研究其種類及原因。下麵以鄙人在五金(jīn)模具設計之中的(de)經驗與各位朋友分享與交流,有不當或不足之外請指教。
一、浮料之種類
今天先講浮料之種類,對於浮(fú)料來說,本人依據其大小與形成因素(sù)把其分為三(sān)種
1、廢料之上揚現象
廢料是指在單一衝(chōng)切(成型)工序中脫離產品之部分(fèn)。其大小一般情況(kuàng)下與下模刀口形狀(zhuàng)相同。其麵積與(yǔ)危害在三(sān)種現象中是最大的。當(dāng)這種現象出現的時候有可能使衝頭或刀口崩裂甚至崩斷,有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(yáng)現象
廢屑(xiè)是指(zhǐ)單一工序中產生的非整體(tǐ)產(chǎn)品或是非整體廢料。其大小(xiǎo)相對比較小,像產品之毛邊(毛刺)脫落(luò)形成;衝切(qiē)廢料細絲等。出現這(zhè)種(zhǒng)情況時反映在產(chǎn)品出現擦傷、刮傷、凹坑(kēng)或凹痕的現象。這種(zhǒng)情況最主要是對產品造(zào)成不良,但這種情況在模具生產是最為常見也是(shì)比較隱蔽的。
3、廢粉之上揚現象(xiàng)
廢粉是指單一工序中因衝頭與產品之間的摩(mó)擦產生的微細(xì)粉屑。這種現象在產生初期肉眼一般難以發現(xiàn),隻(zhī)有當積累一種程度時(shí),衝頭與入仔發生顏色變化時才容(róng)易辨別。當廢粉達到一定程(chéng)度時(shí),容易造成(chéng)衝頭斷裂或(huò)者入模入子崩裂。最容易發生(shēng)在黃銅基與鋁(lǚ)基材(cái)中。
二、浮料之原因
1、廢料上揚之浮料
廢料上揚的原因首先來分析一下力(lì)的來源,廢料由於一般與衝頭或下模刀口的(de)形(xíng)狀相(xiàng)同,因此,廢(fèi)料在模具的入子內應該有(yǒu)一定的摩擦力存在,從衝切的原理上來說,廢料在切離以後(hòu)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,換句話(huà)說其在無約束實際形狀應該大於下模刀口形狀,這也是為什(shí)麽當把廢料從(cóng)入子裏麵取出來的後再也不能輕鬆的把廢料再填充到下模入子裏去的原因。如果(guǒ)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個方(fāng)向,一是(shì)廢料材料本(běn)身存在的張力或彈力,由於廢料在衝切的(de)過程中有折(shé)曲(簡單說(shuō))塑形變形,因此當衝頭脫(tuō)離它時,其內部的(de)張力會(huì)有一個反彈的力量,或許是向下或許是向上;二是來自外部的力量,這個力量也有兩個方麵,在衝頭與下(xià)模入(rù)子切離時,衝頭(tóu)表麵與原材料(及廢料)緊密貼(tiē)合在
一起與下模入子組成一個封閉的空間產(chǎn)生一個(gè)真空狀態,當衝頭上升的時候,破壞這一個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(fèi)料上揚的現象;其(qí)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,當最新一片廢料加入時,其它的廢料(liào)本身的內力(反彈力)也會促使新廢料上揚。所以當衝壓速度非常低,而且無(wú)廢料積料的現象存在的進候(hòu),廢料(liào)類的浮料現象很(hěn)少發生。這(zhè)也是其原由之(zhī)一。
2、廢屑上揚之浮料
廢(fèi)屑是如何產生的?它有幾種情況,一是產品或廢料的毛刺(或者稱為毛頭)的脫落;一是衝頭或模(mó)具的其它部分與原材料的不正常刮傷或撞傷造成細小廢料,這最主要是由於衝頭在需要對原材料作出過度作用時而沒有相對應的結構(gòu);三是由於原材料在衝壓(yā)之前已經(jīng)做了表麵處理(lǐ),而(ér)表麵處理層與材料本身還是存在一定(dìng)的非結構融合性的現象而會使材料的邊緣分離脫落;還有(yǒu)一(yī)種是由於模具設(shè)計的不合理,存在二次(cì)衝切(重切)或者過小廢料切削,一般來說衝切的寬度不應該小於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崩斷形成廢屑。
3、廢粉上揚的原因
廢粉是原材料結(jié)構性原因造成(chéng)的,前麵(miàn)有說過是鋁基與黃銅基材料(liào)容易(yì)發生這種狀況。對於原材料來說是沒有辦法,而形(xíng)成(chéng)這(zhè)種的(de)原因是衝頭或入子的表麵有(yǒu)粗糙度存在也就是說(shuō)在一(yī)定放大的程度下(xià)其表麵有凹坑。當衝頭或入子接(jiē)觸原材料的(de)時候,就會摩擦原材料(像(xiàng)銼(cuò)刀銼鐵一樣)產生(shēng)廢粉了。
三、浮料之對策
1、廢料浮料(liào)之對策
通過以上(shàng)兩則的現象與形(xíng)成(chéng)原因,因此可以分析出模具(jù)的對策。先(xiān)對每一種廢料浮料的(de)方法來做一下說明。
A、排料(liào)設計不當之引(yǐn)起的浮料
這種浮料(liào)最主要出現在排料的過程中,大多數產生了比較簡(jiǎn)單的衝切(qiē)形狀。如方形、較小邊異形廢料。
這個時(shí)候一般(bān)應該(gāi)在設計時候故意做成工藝缺口,如梯形、燕(yàn)尾(wěi)形。使(shǐ)簡單的衝(chōng)切形狀複雜,加大廢(fèi)料的摩擦力阻止廢料反彈與真空吸料。
B、衝切孔(kǒng)本身是形狀簡(jiǎn)單
如圓孔、方孔等。這種情況下從廢料浮料形成(chéng)原因著手,一是改(gǎi)變反彈方向,二是減少(shǎo)真空麵積。常有(yǒu)的方法如,1、把衝頭磨(mó)成單邊斜麵或(huò)雙邊斜麵,這(zhè)樣一可以使材料變形,使材料內部與外(wài)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(yuán)形衝(chōng)頭中央磨一個小的凸台,其作(zuò)用與斜麵一(yī)樣,不過這種方法對圓孔比較有效一些。3、當切離邊為三邊或兩邊時,不需切離的衝(chōng)頭邊做成一定的台階,這樣在衝壓的時候可以先做一個有點折彎的動作使廢(fèi)料向下變(biàn)形有利於(yú)廢料落料。4、把衝頭(tóu)的切離麵做成波紋(wén)形或者說粗糙麵,可以用銼刀或電磨加工,增加(jiā)空氣量而減少真空量。
C、對(duì)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(duō)數是鉗工加工的)有時候並不是(shì)可以完(wán)全解決問題的時,這時應該從設計上靠考慮加以解決
1、衝切(qiē)衝頭裏加頂(dǐng)料針
在容易(yì)發生浮料的衝頭裏加裝頂料針與彈簧,在分模的時候利用頂料針把廢料頂在下模入子裏。這種方(fāng)法適合衝(chōng)切形(xíng)裝比較大而原材料比較厚的場合。
2、下(xià)模入子與衝頭做(zuò)尖角凹坑
即本身的(de)正常步距應該是等於衝頭切離(lí)形狀(zhuàng)麵,但(dàn)是在衝切(qiē)形狀(zhuàng)麵靠近送料一端故意做成一個如三角形等異形(xíng)凹坑而(ér)另一個切邊按正常(cháng)邊(biān)設計,這樣在一步衝切的時候,需要切離邊由於有凹坑而會多出微小三角(jiǎo)形的凸起而大於(實際上是超出)另(lìng)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果,多出來的三角邊就會被拉進下(xià)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吸料(liào)。
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(chōng)頭對等間隙配(pèi)合,而(ér)為了防止浮料,在(zài)下模入子做出1對或(huò)2對對稱點分(fèn)別小於衝壓間隙(xì)1/2左右,這樣在衝切廢料的時候由於(yú)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來完成。
4、把下模入子(zǐ)做成無直(zhí)邊形
這種方法比較適合(hé)薄材料。一般(bān)在設計下模入子(刀口(kǒu))的時候都會留有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(yuè)向上間隙越小,而越往下間隙越大也(yě)就不容易向上跑料反彈了。
5、把下模入子留用3mm切離直(zhí)邊餘下部分用放電的(de)方法把落料部(bù)分加(jiā)大使廢料無積累,加長衝切衝頭的長度。每一次(cì)衝(chōng)切都把廢料衝離(lí)到落料區,使廢料不可能向上浮料(liào)。
6、衝頭(tóu)如(rú)加裝(zhuāng)頂針一樣加吹氣孔與吹氣(qì)裝置。由於吹氣裝置可以和衝床聯動控製吹氣的時間(jiān),因此可以適用較薄材料上(shàng),這一點是頂針(zhēn)防浮料無法比擬的。
7、下模或下模墊板加吹(chuī)氣槽
這一種與衝頭(tóu)吹氣原理相似又有不同,具體做法是在下模墊板(bǎn)做出氣道,然後在需要吹(chuī)氣的落料孔鑽向下45的斜孔貫穿落料孔,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(cái)料。
[浮料之對策]
8、采用外吸力(lì)吸廢料
方法是在下模(mó)模座下再增加一塊下模輔助板把所有有可能甚至所有衝切部(bù)位(wèi)的落料孔在輔助板上(shàng)做成一個大(dà)落料框,焊上一個(gè)類似漏(lòu)鬥的料管,然後用工業吸料(liào)器的連接在料管上。通過吸(xī)料器的吸力把所有的廢(fèi)料都吸入(rù)工業吸(xī)料器裏;什麽廢料廢屑通通進去,保險可靠。嗬(hē)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(chōng)壓間隙較小,上麵一些防止廢料浮料的方法不是十分合適,如頂針頂料、下模(mó)做凸點、工業吸料器等。
對於這種材料來說,一般是把下模入子設計成8-12'無直身,然後通過試模測(cè)試出哪些(xiē)下模入子容易跳屑。再把(bǎ)模具(jù)拆下來,用(yòng)長細頂針加金剛粉(鑽石(shí)膏)小心在下模入(rù)子做成幾個對稱粗糙點。這種方法很管用的,不過需(xū)要鉗工水平很高。
[廢屑浮料之對策]
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(lǐ)方麵(miàn)
在衝切(qiē)工序排樣的時候盡量(liàng)避免有(yǒu)重切、過切現象。由於五金模具一般都是用(yòng)CAD來做設計的,在做一些(xiē)工序的時(shí)候沒有照顧好前麵的工序已經有半(bàn)加工。