浮料現象在五金衝壓模具中是一種常見的不良之現象,浮料產生的原因是多種的,因此其(qí)解決方(fāng)法也是多樣的。有(yǒu)的廢料是由於(yú)模具設計(jì)不良產生的,有的是由於原材料不良造成的(de),有的是因為衝壓操作者(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(qí)種類及原因。下麵以鄙人在五金模具設計之中(zhōng)的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,對於浮料來(lái)說,本人依據其大小與形成(chéng)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(zhī)部分。其大小一般情況下與下模刀(dāo)口形狀相同。其(qí)麵積與危害在三種現(xiàn)象中是最大的。當這種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(liè),還有可能使模板產生裂(liè)紋。
2、廢屑之上揚現象
廢屑(xiè)是指單一工序中產生的非(fēi)整體產品或是非整體廢料。其大小相對比較小,像產品(pǐn)之毛邊(biān)(毛刺)脫落形成;衝切廢料細絲等。出(chū)現這種情況時反映(yìng)在產品出現擦(cā)傷、刮傷、凹(āo)坑(kēng)或凹痕的現象(xiàng)。這(zhè)種情況最主(zhǔ)要是對產(chǎn)品造成不良,但這(zhè)種情況在模具生產是最(zuì)為常見也是比較隱蔽的。
3、廢粉之上揚現象
廢粉是指單一(yī)工(gōng)序中因(yīn)衝頭與產品之間的摩擦產生的(de)微細粉屑。這(zhè)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,衝頭與入仔發生顏(yán)色變化時才容(róng)易辨別。當(dāng)廢粉達到一定程度時,容易造成衝頭斷裂或者入模入子崩裂。最容易發生在黃銅基與鋁基材中。
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(xià)力的來源,廢料由(yóu)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(chōng)切的原理上來說,廢料在切離以後由於材料的塑性或者(zhě)說彈性變形的存在其(qí)會(huì)恢(huī)複組織結構,換句話說其在無約(yuē)束實(shí)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(miàn)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。如果促使廢料上揚應該有一個往上的力量而(ér)且大(dà)於該摩(mó)擦力及張力總和(hé)。這個力量(liàng)有可能來(lái)自兩個方(fāng)向,一是廢料材料(liào)本身存在的張力或彈力,由於廢料在(zài)衝切的過程中有折曲(簡單說)塑形變(biàn)形,因此當(dāng)衝頭脫(tuō)離它時,其內部的張力會有一個反彈(dàn)的力量,或許是向(xiàng)下或許(xǔ)是向上;二是來自外部的力量,這個力量也有兩個方麵,在衝(chōng)頭與下模入子切離時(shí),衝頭表麵與原材料(及廢料)緊密貼合在
一起與下模入子組成一個封閉的空間產生一個真空狀態,當衝頭上升的時候,破壞這一個真空狀態因此在空氣(qì)的負壓的作用誘使(shǐ)廢料與衝頭一起上(shàng)升產生廢料上揚的現象;其次,在(zài)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,其它的廢料本身的內(nèi)力(反彈力)也會促使新廢料上揚。所以當衝壓速度非常低,而且無廢(fèi)料積(jī)料的(de)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(zhī)一。
2、廢屑上揚之浮料
廢屑是如何產生的?它有幾種情況,一是產品或廢料的毛刺(或者稱為毛頭)的脫落;一是衝頭或模具的(de)其它部分與原材料的不正常刮傷或撞傷造成(chéng)細小廢料,這最主要是(shì)由(yóu)於(yú)衝(chōng)頭在需要(yào)對原材料作出過度作用時而沒有相對應的結(jié)構;三是由於原材料在衝壓之前已經做了表麵處理,而表麵(miàn)處理層與材料本身還是存在一定的非結構融合性的現象(xiàng)而會使材料的邊緣分離(lí)脫(tuō)落;還有一種是由於模具設計的(de)不合理,存在(zài)二次衝切(重切)或者(zhě)過小廢料切削(xuē),一般來說衝切的寬度不應該小於1/3材(cái)料的厚度,這些過小的切削廢料(liào)容易與(yǔ)主(zhǔ)體大廢料脫離或由(yóu)於硬化崩斷形成廢(fèi)屑。
3、廢粉上揚的原因
廢粉是原材料結構(gòu)性(xìng)原因造成的,前麵有說過是鋁基(jī)與黃銅基材料容易發生(shēng)這種(zhǒng)狀況。對於原材料來說是沒有辦法,而形成這種的原因(yīn)是衝頭或入子的表麵有粗糙度存(cún)在也就(jiù)是說在一定放大的程度(dù)下其表麵有凹坑。當衝頭或入子(zǐ)接(jiē)觸原材料的時候,就會摩擦原材料(像(xiàng)銼刀銼(cuò)鐵(tiě)一樣)產生廢粉了。
三、浮料之對策
1、廢料浮料之對策
通過(guò)以上兩則(zé)的現象與形成原因,因此可以分析(xī)出模具的(de)對策。先對每一種廢料浮(fú)料(liào)的方法來做一下說(shuō)明(míng)。
A、排料設計不當之引起的浮料(liào)
這種浮料最主要出現在(zài)排料的過(guò)程中,大多數產生了比較簡(jiǎn)單的衝切形狀。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(cā)力阻止廢料反彈與真空吸料。
B、衝切(qiē)孔本身是形(xíng)狀簡(jiǎn)單
如圓孔、方孔等(děng)。這種情況下從廢料浮料(liào)形成原因著(zhe)手,一是改變反彈方向,二是減少真空(kōng)麵積。常有的方法如,1、把(bǎ)衝頭磨成單(dān)邊斜麵或雙邊斜麵(miàn),這樣一可以使材料變形,使材料內(nèi)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(dāng)切離邊為三邊或兩邊時,不需切離的衝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(zuò)使(shǐ)廢料向下變(biàn)形有(yǒu)利於廢料落料。4、把衝頭的切離麵做成(chéng)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(yú)所有有可能或者產生浮料的衝切形狀
上麵B種方法(fǎ)(大多數是鉗工加(jiā)工的)有時候(hòu)並不是可以完(wán)全解決問(wèn)題的時,這時應(yīng)該從設(shè)計上靠考(kǎo)慮加以解決(jué)
1、衝切衝頭裏加頂料針
在容(róng)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(mó)入子裏。這種方法適合(hé)衝切形裝比較大(dà)而原材料比較厚的場合。
2、下模入子與衝頭做尖(jiān)角凹坑
即(jí)本身的正常步距應(yīng)該(gāi)是等於衝頭(tóu)切離形狀麵(miàn),但是在衝切形狀麵靠近送料一(yī)端故意做(zuò)成一個如三角形等異形(xíng)凹坑而另一(yī)個切(qiē)邊按正常邊設計,這樣在一(yī)步衝切(qiē)的時候,需要切離邊(biān)由於有(yǒu)凹坑(kēng)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,這樣再把相對應的衝頭做圓角處理不形成衝切效(xiào)果,多出來(lái)的三(sān)角邊就會被拉進下模入子而強力(lì)抵住下模入子增大摩擦力(lì)從而防止反彈或抵止真空吸料。
3、下模入子孔(kǒng)邊作對稱擠壓點(diǎn)
通常在(zài)設計下模入子的時候會與衝頭對等間隙配合,而為了防(fáng)止浮料,在(zài)下模入子(zǐ)做出1對或2對對稱點分別小於衝壓間(jiān)隙1/2左右,這樣在衝切廢料的時候由於小間隙衝壓而把(bǎ)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(chéng)。
4、把下模(mó)入子做成無直邊形
這種方法比(bǐ)較適合薄(báo)材(cái)料。一般在設計下模入子(刀口)的時(shí)候都會留有3-5mm的直邊。而這種方法是沒有直邊(biān)直接做成8-15'斜度(dù),因此廢料是越向上間隙越(yuè)小,而越(yuè)往下(xià)間隙越大也就不容易向(xiàng)上跑料反(fǎn)彈了。
5、把下模入子(zǐ)留用3mm切離直邊餘下部(bù)分用放電的方法把落料(liào)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衝離到落料區,使廢料不可能(néng)向上浮料(liào)。
6、衝頭如加裝(zhuāng)頂針一樣加吹氣孔與吹氣裝置。由於吹氣裝置可以和(hé)衝床聯動控製吹氣的時間,因(yīn)此可以(yǐ)適用較薄材(cái)料上,這(zhè)一點是頂針防浮料無法(fǎ)比擬的(de)。
7、下模或下模墊板加吹氣(qì)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,然後在需要吹氣的落(luò)料孔鑽向下45的斜孔貫穿落料孔,而氣道與落(luò)料孔(kǒng)不通(切記這一點),利用(yòng)空氣住下吹的時候(hòu)形成一(yī)個(gè)負壓空間把(bǎ)廢料吸下去。這種方法適用薄材料。
8、采(cǎi)用外(wài)吸力吸廢料
方法是在(zài)下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位的落(luò)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,然後用工業吸料器的連接在料管上。通過吸料器的吸力把所有(yǒu)的廢料都(dōu)吸入工業吸料器(qì)裏;什麽廢料廢屑通通進去,保險可靠。嗬嗬。
9、極薄材料0.10以下簡單形(xíng)狀防浮
由於極薄(báo)材料的衝壓間隙較(jiào)小,上麵一些防止廢料浮(fú)料(liào)的方法不是十分合適,如頂針頂(dǐng)料、下模做凸點、工業吸料器等(děng)。
對於這(zhè)種材料來說,一般是把下模入子設計成8-12'無直身,然後通過試模測試出哪些下模入(rù)子容易跳(tiào)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(chéng)幾個對稱粗糙點。這種方法很(hěn)管用的,不過需要鉗工水平很高。
廢悄浮料最主要是由於設計的不合理或者材料本身(shēn)的原因造成的。
1、設計不合理方(fāng)麵
在衝切工序排(pái)樣的(de)時候盡量避免有重切、過切(qiē)現象。由於五金模具(jù)一般都是用(yòng)CAD來做設計的,在(zài)做一些工序的時候沒(méi)有照顧好前麵的工序已經有半加工。