浮(fú)料現象在五金(jīn)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(shì)由於原材料不(bú)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(jīn)模具設計之中的經驗與(yǔ)各位(wèi)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(tiān)先講浮(fú)料之(zhī)種類,對於(yú)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(yáng)現象
廢料是指在單一衝切(成型)工序中脫離產品之部分。其大小一般情況下(xià)與下模刀口形狀相同。其麵積與危害在三種現象中是最大的。當這種(zhǒng)現象出現的時候有可能使衝頭或刀口崩裂甚至崩(bēng)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、廢屑之上揚現象
廢屑是指單一工序中產生的非整體產品或是非整體廢料。其大小相對比(bǐ)較小(xiǎo),像(xiàng)產品之毛邊(毛刺)脫落形成;衝切廢料細(xì)絲等。出現這(zhè)種情況時反映在產品出現(xiàn)擦傷、刮傷、凹坑或凹痕的現象。這(zhè)種情況最主要是對產品造成(chéng)不良,但這種情況(kuàng)在模具生產是最為(wéi)常見也是比較隱蔽(bì)的。
3、廢粉之上揚現(xiàn)象
廢粉是指單一工(gōng)序中因(yīn)衝(chōng)頭與產品之間的摩擦產生的(de)微細粉屑(xiè)。這種現象(xiàng)在(zài)產生初期肉眼一般難以發現,隻有當積累一種程度時(shí),衝頭與入仔發生顏(yán)色變化時才容易辨別。當廢粉達到一定程度時,容易造成衝頭斷裂或者(zhě)入模入子崩裂(liè)。最(zuì)容易發(fā)生在黃銅(tóng)基與鋁基材中(zhōng)。
二、浮料之(zhī)原因(yīn)
1、廢料(liào)上揚之浮(fú)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(dāo)口的形狀相同,因此,廢料在模具的入子內應該有一(yī)定的摩擦(cā)力存在,從衝切的原理上來說,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(zhī)結構,換句話說其在無(wú)約束實際形(xíng)狀應該大於下模刀口形狀,這也是為什麽當把廢料從入子(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(yuán)因。如果促使廢料上(shàng)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向,一是廢料材料本身(shēn)存(cún)在的張力或彈力,由於(yú)廢料在衝切的(de)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(zhè)個(gè)力量也有兩個方麵(miàn),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
一起與(yǔ)下模入子組成一個封(fēng)閉的空間(jiān)產生一個真空狀態,當衝頭上(shàng)升(shēng)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(yī)起上升產生廢料上揚的現象;其次,在一般衝壓過程中,在(zài)下模入子裏麵都有廢料重疊的現象,當最新(xīn)一片廢料加(jiā)入時,其它的廢料本身的內力(反彈力)也會促使新廢料上揚。所以當衝壓速度非常低,而且無(wú)廢料積料的現象存在的進候,廢料類的浮料現象很少發生。這也是其原由之一。
2、廢(fèi)屑上揚之浮料
廢屑是如何產生的?它有幾種情況,一是產品或廢料的毛刺(或(huò)者稱為毛頭(tóu))的脫落;一是衝頭或模具的其它部分與原材料的不正常刮(guā)傷或撞傷造成細小廢料,這最主要是由於衝頭在需要對原(yuán)材料作出過(guò)度作用(yòng)時而沒有相對應的結構;三是由於原材料在(zài)衝壓之前已經做了表(biǎo)麵處理,而表麵處理層與材料本身(shēn)還是存在一定的非結構融合性的現象而會使材(cái)料的邊緣分離脫落;還有一種是由(yóu)於模具(jù)設計的不合理,存在二次衝切(重切)或者過小廢料切削,一般來說衝切的寬(kuān)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(huà)崩斷形成廢屑。
3、廢粉上揚的原因
廢(fèi)粉是原材料(liào)結構性原因造成的,前麵有說過是鋁基與黃銅基材料容(róng)易發生這種狀況。對於(yú)原材料來說是沒有辦法,而形成這種的原因(yīn)是衝頭或入子的(de)表麵(miàn)有粗(cū)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(chōng)頭或(huò)入(rù)子接觸原材料的時候,就(jiù)會摩擦原材料(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(zhī)對策
通過以上兩則的現象與(yǔ)形成原因,因此(cǐ)可以分析出(chū)模(mó)具的對策。先對(duì)每一種(zhǒng)廢料浮料的方法來做一下說明。
A、排料設計不當之(zhī)引起的浮料
這種浮料最主要出現在排料的過程中,大多數產生了比較簡單的衝切形狀。如(rú)方形、較小邊異形廢料。
這個時候一(yī)般應該在設計時候(hòu)故意做成工藝缺口,如梯形、燕尾形。使簡單的衝切形狀複雜,加大廢(fèi)料的摩擦力阻止(zhǐ)廢料(liào)反彈與真(zhēn)空吸料。
B、衝切孔本身是形狀簡單
如圓孔、方孔等。這種情(qíng)況下從廢料浮料形成原因著手,一是改變反彈方(fāng)向,二是減少(shǎo)真空麵積。常有的(de)方法(fǎ)如,1、把衝頭磨成單(dān)邊斜麵或雙邊斜(xié)麵,這樣一可以使材料變形,使材料內(nèi)部與外部的反彈(dàn)力降低,二(èr)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,其作用與斜麵一樣(yàng),不過(guò)這種方法(fǎ)對圓孔(kǒng)比較有效一些。3、當切離邊為三邊(biān)或(huò)兩邊時,不需切離的衝頭邊(biān)做成一定的台階,這樣在衝壓(yā)的時候可以先做一個有(yǒu)點折彎的動作(zuò)使廢料向下(xià)變形有利於廢料落料(liào)。4、把衝頭的切離麵做成波(bō)紋形或者說粗糙(cāo)麵,可以用(yòng)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(fāng)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(jiā)以解(jiě)決
1、衝切衝頭裏加頂料針
在容易(yì)發生浮料的(de)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(dǐng)在下模入子裏。這種(zhǒng)方法適合衝切形裝比較大(dà)而原材料比較厚的場合。
2、下模入子(zǐ)與衝頭做尖角凹坑
即本身的(de)正常步距應該是等於(yú)衝頭切離形(xíng)狀麵,但是在衝切形(xíng)狀麵靠近送料一端故意做成一個如三角(jiǎo)形(xíng)等異形凹坑而(ér)另一個切邊按正(zhèng)常邊設計,這樣在一步衝切的時(shí)候,需要切(qiē)離(lí)邊(biān)由於有凹坑而會多出微(wēi)小三角形的凸起而大於(實際上是超出)另一個切離邊,這樣再把(bǎ)相對應的衝頭做圓角處理(lǐ)不形成(chéng)衝切效果,多出來的三角邊就會被拉進下模入子而強力抵住下模入子(zǐ)增大摩擦力從而防止(zhǐ)反彈或(huò)抵(dǐ)止真空吸料。
3、下模入子孔邊作對稱擠(jǐ)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(mó)入(rù)子做出1對(duì)或2對對稱點分別小於衝壓間(jiān)隙(xì)1/2左右,這樣在衝切廢料的時候由於小間(jiān)隙衝壓而把廢料卡住在下模入子裏(lǐ),這種文法(fǎ)可以且放電加(jiā)瘤或者線割方式來完成。
4、把(bǎ)下模入子做(zuò)成無直邊形
這種方法比較適合薄(báo)材料。一般在設計下模入子(刀口)的時候都會留有3-5mm的直邊。而這種方法是沒(méi)有直邊直接做成8-15'斜度,因此廢料是越向上間隙越(yuè)小,而越往下間隙越大也就不容易向上跑料反彈了。
5、把下(xià)模(mó)入子留用3mm切離直(zhí)邊(biān)餘(yú)下部分用放電的(de)方法把落(luò)料部分加大使廢料無積累,加長衝切衝頭的長度。每一次衝切都把廢料(liào)衝離到落料區,使廢料不可能(néng)向上浮料。
6、衝頭如加裝頂針(zhēn)一樣加吹氣孔與吹氣裝置。由於吹氣裝置可以和衝床聯動控製吹氣的時間,因此可以適用較薄材料上,這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
這一種與衝頭吹氣原理相似又有不同,具體做法是在下模墊板做出氣道,然後在需(xū)要吹氣的落料孔(kǒng)鑽向下(xià)45的斜孔貫穿(chuān)落料孔,而(ér)氣道與落料孔不通(切記這(zhè)一(yī)點),利用空氣住下吹的時候形成一個負壓空(kōng)間把廢料(liào)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
方法(fǎ)是在下(xià)模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)位的落料孔在(zài)輔助(zhù)板上做成一(yī)個大落料(liào)框(kuàng),焊上(shàng)一個類似漏鬥的料管,然(rán)後用工業吸料(liào)器(qì)的連接在料管上。通過吸料器的吸力把所有的廢料都吸入工業吸料器裏;什麽廢料廢屑(xiè)通通(tōng)進去,保險可靠。嗬嗬。
9、極薄材料0.10以(yǐ)下(xià)簡單形狀防浮
由於(yú)極薄材料的衝壓間隙較(jiào)小,上麵(miàn)一些防止廢料浮料的方(fāng)法不是十分合適,如(rú)頂(dǐng)針(zhēn)頂料、下模做凸點(diǎn)、工業吸料器等。
對於這種材料來說,一(yī)般是把(bǎ)下模入子設計成8-12'無直身(shēn),然後通過試模(mó)測試出哪些下模入子容易跳屑。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(gāo)。
[廢屑浮料之對策]
廢悄浮(fú)料最(zuì)主要是由於設(shè)計(jì)的不合理或者材料本身的原因(yīn)造成的。
1、設計(jì)不合理方麵
在衝切工序排樣的時候盡量避免有重切、過切現象。由於五金模具一般都是用CAD來做設計的,在做一些工序的時候沒有(yǒu)照顧好前麵的工序已經(jīng)有半加工。