浮料現象(xiàng)在五金衝壓模具中是(shì)一種常見的(de)不良之現象,浮料產生的原因是多種的,因此其解決(jué)方法也是多樣的。有的廢料是由於模具設計不良產生的,有的是由於原材料不良造成的,有(yǒu)的是因為衝壓操作者造成的。需作出一個有效的快速的解決方案時,應先仔細研究其種類(lèi)及(jí)原因。下麵以鄙人在五金模具設計之中的經驗與各位朋(péng)友分享(xiǎng)與交流,有不當或不足之外(wài)請指教。
一、浮料之種類
今天先講浮料之種類,對於浮料來說,本人(rén)依據其大小與形成因素把其分為三種
1、廢料之上揚現象
廢料是指在單一衝切(成型)工序中脫離產品之部分。其大(dà)小一(yī)般情況下與下模刀口形狀相(xiàng)同。其麵積與危害在三種現象中(zhōng)是最大的。當這種現象出現的(de)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(shǐ)模板產生裂紋。
2、廢屑之上揚現象
廢屑是指單一工序中產生的非整體產(chǎn)品或是非整(zhěng)體廢(fèi)料。其大小相對比較小(xiǎo),像產(chǎn)品之(zhī)毛邊(毛刺)脫落形成;衝切廢料(liào)細絲等。出(chū)現(xiàn)這(zhè)種情況時(shí)反映在產品出現擦(cā)傷、刮傷、凹坑(kēng)或(huò)凹痕的現象。這種情況最主要是對產品造(zào)成不良,但這種情況在模具(jù)生產是最為常見也是比較隱蔽的。
3、廢(fèi)粉之上揚現象
廢粉是指單(dān)一(yī)工序中因(yīn)衝頭與產品之間的摩擦(cā)產生(shēng)的微細粉屑。這種現象在產生初期肉眼一般難以發(fā)現,隻有當積累一種程度(dù)時,衝頭與入仔發生顏色變化時才容易辨(biàn)別。當廢粉(fěn)達到一定程度時,容易(yì)造成衝(chōng)頭斷裂(liè)或者入模入子崩裂。最容易發生(shēng)在黃銅基(jī)與鋁基材中。
二、浮料之原因
1、廢料上揚之浮料
廢(fèi)料上揚的原因首先來分析(xī)一下(xià)力的來源,廢(fèi)料由於一般與衝頭或下模刀口的形狀相同,因此,廢料在(zài)模具的入子內應該有一定的摩擦力存在,從衝(chōng)切的原理上來說,廢料(liào)在切離以後由於材料的塑性或(huò)者說彈性變(biàn)形的(de)存在其會恢複組織結構,換句話說其在無約束實際形狀應該大於下模刀口形狀,這也是為什麽當把廢料從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(zǐ)裏去的原因。如果促使廢料上揚應該有(yǒu)一個往上的(de)力量而且大於該摩(mó)擦力(lì)及張力總和。這個力量有可能來自兩個方向,一(yī)是廢料材料本(běn)身存在的張力或(huò)彈力,由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(lí)它時,其內(nèi)部的張力會有一個反彈的力(lì)量,或許是向下或許是(shì)向上;二是來自外部的力量,這個力量也有兩個方麵,在衝頭與下模入子切離時,衝頭表(biǎo)麵(miàn)與原材料(及廢(fèi)料)緊密(mì)貼合在
一起(qǐ)與下模(mó)入子(zǐ)組成(chéng)一個封閉的空間產生一個真空狀態,當(dāng)衝頭上升的時候,破壞這一個真空狀態(tài)因此在空氣的負(fù)壓的作(zuò)用誘(yòu)使廢料與衝頭一起上升產生廢料上揚的現象;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,當最新一片廢料(liào)加(jiā)入時,其它的廢料(liào)本身的內力(反彈力)也會促使(shǐ)新廢料上揚。所以當衝壓速度非常(cháng)低,而且無廢料積料的現象存在的進候,廢料類的浮料現象(xiàng)很少(shǎo)發生。這也是其原由之一。
2、廢屑上揚之浮(fú)料
廢屑是如何產生的?它有幾種情況,一是產品或廢料的(de)毛刺(或者稱為毛頭)的脫落;一是衝頭或模(mó)具的其它部(bù)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(shì)由(yóu)於衝頭在需要對原材料作(zuò)出過度作(zuò)用時而沒有相對應的(de)結構;三是(shì)由於原材料在衝壓之(zhī)前已(yǐ)經做了表麵處理,而表(biǎo)麵處理層與材料本身還是存在一定的非結構(gòu)融合性的現象而會使材料的邊(biān)緣分離脫落;還有一種是由於模具(jù)設(shè)計的不合理,存在二次衝(chōng)切(重切)或者過(guò)小廢料切削(xuē),一般來說(shuō)衝(chōng)切的寬(kuān)度不應該小於1/3材料(liào)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(xiè)。
3、廢粉上揚的原因
廢粉是原材料結構性原因造(zào)成的,前麵有說過是鋁基與(yǔ)黃銅基材料容易發生這種狀況。對於原材料來說是沒(méi)有辦法,而形成這種的原因是衝頭或入子的表麵有粗糙度存在也就(jiù)是說在一定放大的程度下其表麵有凹坑。當衝頭或入子接觸原材料的時候,就會摩擦原(yuán)材料(像銼刀(dāo)銼鐵一樣)產生(shēng)廢粉(fěn)了。
三、浮料之對策
1、廢料浮料之對策
通過以上兩則(zé)的現象與形成原因,因此可以分(fèn)析出模(mó)具的對策。先對每一種廢料浮料(liào)的方法來做一下說明(míng)。
A、排料設計不當之引起的浮料
這種浮料最主要出現在排料的過程中,大多數產生了比(bǐ)較簡單的衝切形狀。如方形、較小邊異形(xíng)廢料。
這個時候一般應該在(zài)設計時候故(gù)意做成工藝缺口,如梯形、燕尾形。使簡單的衝切形狀複雜,加大廢料的摩擦力阻(zǔ)止廢料(liào)反彈與真空吸料。
B、衝切孔本(běn)身是形狀簡(jiǎn)單
如圓孔、方孔等(děng)。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(miàn)積(jī)。常有的方法如(rú),1、把(bǎ)衝(chōng)頭磨成單邊(biān)斜(xié)麵(miàn)或雙邊斜麵,這樣一可以使材料變形,使材料內部與外部的反彈力降低,二是降低了真空麵積。2、還可在衝圓(yuán)孔的時候在圓形衝頭(tóu)中央磨一個小(xiǎo)的凸台(tái),其(qí)作用與斜麵一樣,不(bú)過這種方法對圓孔比較有效一些。3、當切離邊為三邊(biān)或兩邊時,不需切離的衝頭邊(biān)做成一定(dìng)的台階,這樣在衝(chōng)壓的(de)時候(hòu)可以先做一個有點折彎的動作使(shǐ)廢料向下變形有利(lì)於廢料落料。4、把衝頭的切離麵做(zuò)成波紋形或者說粗(cū)糙麵,可以用銼刀(dāo)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(shēng)浮料的衝切形狀
上麵B種方法(大多數是(shì)鉗工加工的)有時候並不是可(kě)以完(wán)全解決問題的時(shí),這時應該從設計上靠考慮(lǜ)加以解決
1、衝切衝頭裏加(jiā)頂料針(zhēn)
在容易發生浮料的衝頭裏加裝頂(dǐng)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比較大而原材料比(bǐ)較厚的(de)場合。
2、下(xià)模入子與衝頭做尖角凹坑
即本身的正常步距(jù)應該是(shì)等於衝頭切離形狀麵,但是在衝切形狀麵(miàn)靠近送料(liào)一端故意做成一個(gè)如三角(jiǎo)形等異形凹坑而另一個切邊按正常邊設計,這樣在一步衝切的(de)時候,需要切(qiē)離邊由於有凹坑而會多出(chū)微小三角形(xíng)的凸起而大於(實際上是超出(chū))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果,多(duō)出來的三角(jiǎo)邊就會被(bèi)拉進下模入子而(ér)強力抵住下(xià)模入子(zǐ)增大摩擦(cā)力(lì)從而防止反彈(dàn)或(huò)抵止真空吸料。
3、下模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2對對稱點分別(bié)小於衝壓間隙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(xià)模入(rù)子裏,這種文法可以且放(fàng)電加瘤或者線割方式來完成。
4、把下(xià)模入子做成無直邊形
這種方法比較(jiào)適合薄材料。一般在(zài)設計下(xià)模入子(刀(dāo)口)的時候都會留有3-5mm的直邊。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(xì)越小,而越往下間隙越大也就不容易向上跑料(liào)反彈了。
5、把下模入子留用3mm切離直邊餘下(xià)部分用放電的方法把落料部分加大(dà)使(shǐ)廢料無(wú)積累,加長衝切衝頭的長度。每一次(cì)衝切都把廢料衝離到落料區,使(shǐ)廢料不可(kě)能向上浮料。
6、衝頭如加(jiā)裝(zhuāng)頂針一樣(yàng)加吹氣孔與吹氣裝置。由於吹氣裝(zhuāng)置可以和衝床聯動控(kòng)製吹氣的時間,因此可以適用較薄材料上,這一點是頂針防(fáng)浮料無法比擬的。
7、下模或下(xià)模墊板加吹氣槽
這一(yī)種與衝頭吹氣原理相似又有不同,具體做法是(shì)在下模墊板做(zuò)出(chū)氣道,然後在需要吹氣的落料孔鑽向(xiàng)下45的斜孔(kǒng)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(hòu)形成一個(gè)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
方(fāng)法是在下模模座下再增加一塊下模輔(fǔ)助板把所有有可能甚至所有衝(chōng)切部位的落料孔在輔(fǔ)助板上做成一個大落料框,焊上一個類似漏鬥的料管,然後用工業吸料(liào)器的連接在料管上。通過吸料器的吸力(lì)把所有的廢料都吸入工業吸料器裏;什麽廢(fèi)料廢屑通通(tōng)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隙較小,上(shàng)麵一些(xiē)防止廢料浮料的方法不是十分合適,如頂針頂料、下模做凸點、工業吸料器等。
對於這種材料來說,一般是把(bǎ)下模(mó)入子(zǐ)設計成8-12'無直身,然(rán)後通過(guò)試模測試(shì)出哪些下模入(rù)子容易跳屑。再把模具拆下來,用長細頂針加金(jīn)剛粉(鑽石膏)小心在下(xià)模(mó)入子做成幾個對稱粗糙點(diǎn)。這種方法很管(guǎn)用的,不過需要鉗工水平很高。
[廢屑浮料之對策]
廢悄(qiāo)浮料最主要(yào)是(shì)由於設計的不合理或者材料本身的原因造成(chéng)的。
1、設計不合理方麵
在衝切工序排樣的時候盡量(liàng)避免有重切、過(guò)切現象。由於五金模具一般都是用CAD來做設計的,在(zài)做一些工序的時候沒有照顧好前麵的工序(xù)已經有半加工。