浮料現象在五金衝壓模具中是一種(zhǒng)常見的不良之現象,浮料產生(shēng)的原因(yīn)是多種的,因此其解決方(fāng)法也是(shì)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(yuán)材料不良造成的,有的是因(yīn)為衝(chōng)壓操(cāo)作者造成的。需作出一個有效的快速(sù)的解(jiě)決方案時(shí),應先仔細研究其種類及原因。下(xià)麵以鄙人(rén)在五金模具設計(jì)之中的經驗與各位朋友分享與交流,有(yǒu)不當或不足之外請(qǐng)指教(jiāo)。
一(yī)、浮料之種類(lèi)
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(qí)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(zhōng)脫離產品之(zhī)部分。其大小一般情(qíng)況下與下模刀口形狀相同。其麵積與危(wēi)害在三種現(xiàn)象中是最大的。當這種現象(xiàng)出(chū)現的時候有(yǒu)可能使(shǐ)衝頭(tóu)或刀(dāo)口崩裂甚至崩斷,有可能使(shǐ)產品之導正針斷裂(liè),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,像產品之毛邊(毛刺)脫落形成;衝(chōng)切廢料細絲等。出現這種情(qíng)況時反映在產品出現擦傷(shāng)、刮傷、凹坑或凹痕的現象。這種情況最主要是對產品造成不良,但(dàn)這種情況在模具生產是最為常見也是(shì)比較隱蔽(bì)的(de)。
3、廢粉之上揚現象
廢粉(fěn)是指(zhǐ)單一工序中因衝頭與產品之間的摩擦(cā)產生的微細粉屑(xiè)。這種現象在產生初期肉眼一般難以發現,隻有當積累一種程度時(shí),衝頭與入仔發生顏色變化時才容易(yì)辨別。當廢粉達(dá)到一定程度時,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、浮料之原因
1、廢(fèi)料上揚之浮料
廢(fèi)料上揚(yáng)的原因首先來分析一下力的來源(yuán),廢料由(yóu)於一(yī)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(shàng)來說,廢料在切離以後(hòu)由於材料的塑性或(huò)者(zhě)說彈性變形的存在其會恢複組織結構(gòu),換句話說其(qí)在無約束實際形狀應該大於下模(mó)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(zài)也不能輕鬆的(de)把廢料再填充(chōng)到下模入子裏去的原因。如(rú)果促使(shǐ)廢料上揚應該有一個往上(shàng)的力量而且大於該摩擦力及張(zhāng)力總(zǒng)和。這個力量(liàng)有可能來自兩個方向,一是廢料材料本身存在的張力或(huò)彈(dàn)力,由於廢料(liào)在衝切的過程中有折曲(簡單(dān)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力量,或許是向下或許是向上;二是來自外部的(de)力量,這個力量也有兩個方麵,在衝頭與下模入子切離時,衝頭表麵與原材(cái)料(及廢料)緊密貼合在
一起與(yǔ)下模入子(zǐ)組成一個封閉的空間產(chǎn)生一個真空狀態,當衝頭上升的(de)時候,破壞這(zhè)一個真空狀(zhuàng)態因此在空氣的負(fù)壓(yā)的作用誘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)加入時,其它的(de)廢料本身(shēn)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,而且無廢料積料的現象存(cún)在的進候,廢料類的浮料現象很少發生。這也是(shì)其原(yuán)由之一(yī)。
2、廢屑上揚之浮(fú)料
廢屑是如何產生的?它有幾種情況,一是產品或廢料的毛刺(或者稱為(wéi)毛頭)的脫落;一是衝頭或模具的其(qí)它部分與原材料的不正常刮傷或撞傷造成細小廢(fèi)料,這最主要是由於衝頭在需(xū)要對(duì)原材(cái)料作出過度作用時而沒(méi)有相對應的結構;三(sān)是由於原(yuán)材料在(zài)衝壓之(zhī)前已經做(zuò)了表麵處理,而表麵處理層與材料本身還是(shì)存在一定的非結構融合性(xìng)的現象而會使材料的邊緣分離脫落;還有一種是(shì)由於模具設計的不合理,存在二次衝切(重切)或者過小廢料切削,一般來(lái)說衝切的寬度不應該(gāi)小於1/3材料的厚度,這些過(guò)小的切削廢料容易與主體大廢料脫離或由(yóu)於硬(yìng)化(huà)崩斷形成(chéng)廢屑。
3、廢(fèi)粉上揚的原因
廢粉是原材料結構性原因造成(chéng)的,前(qián)麵有說過是鋁基與黃銅基材料容易發生(shēng)這種(zhǒng)狀(zhuàng)況。對於原材料(liào)來說是沒有辦法,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是說在一定放大的程度下其表麵有凹坑。當衝(chōng)頭或入子接觸原材料的時候,就會摩擦原(yuán)材(cái)料(像(xiàng)銼刀銼鐵一樣)產生廢粉了。
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(yīn),因此可以分析出模具的對策。先(xiān)對每一種廢料浮料的方法來做一下說明。
A、排(pái)料設計不當之引(yǐn)起的浮料
這種浮料最主要出現在排料的(de)過程中,大多數產生了比較簡單的衝切形狀。如方(fāng)形(xíng)、較小(xiǎo)邊異形廢料。
這個時(shí)候(hòu)一般應該在設計時候故意(yì)做成工藝缺(quē)口,如梯形、燕尾形。使簡單(dān)的衝切形(xíng)狀複雜(zá),加大廢料的摩擦力阻止廢料反彈與(yǔ)真空吸料。
B、衝切孔本身是形狀簡單
如圓孔、方孔等。這種情況(kuàng)下從廢料浮料形成(chéng)原(yuán)因著手,一是改(gǎi)變反彈方向,二是減少真空麵積。常有的方法如,1、把衝頭磨成單邊斜麵或雙邊斜麵,這樣一可以使(shǐ)材料變(biàn)形,使材料內部(bù)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(tái),其作用與斜麵一樣,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(dòng)作使廢料向下變形有(yǒu)利於廢(fèi)料落料。4、把衝頭的切(qiē)離麵做成波紋形(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(yú)所有有(yǒu)可能或者產生浮料的衝切形狀
上麵B種方法(大多數(shù)是鉗(qián)工加工的)有(yǒu)時候並不是可以完(wán)全解決問題的時,這時(shí)應該從設(shè)計上靠考慮加(jiā)以解決
1、衝切衝頭裏(lǐ)加頂料針
在容易發(fā)生浮料的衝(chōng)頭裏(lǐ)加裝頂料針(zhēn)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(hé)衝切形裝比較大而原材(cái)料比較厚的場合。
2、下模入子與衝頭做尖角凹坑
即本身的(de)正常步距應(yīng)該是等(děng)於衝頭切離形狀麵,但是在衝切形狀麵靠(kào)近送料一端故意做成一個如三角形等異形凹坑而另(lìng)一個(gè)切(qiē)邊按正常邊設計,這樣在一步衝切的時候,需要切離邊由(yóu)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,這樣再把相對應的衝頭做圓角處理不形成衝(chōng)切效果,多出來的三角邊就會被拉進下模入子(zǐ)而強力抵(dǐ)住下模入(rù)子增(zēng)大(dà)摩擦力從而防止反彈或抵止真空吸料。
3、下(xià)模入(rù)子孔邊作對(duì)稱擠壓(yā)點
通常(cháng)在(zài)設計下模入子的時候會(huì)與衝頭對(duì)等間隙配合,而為了防止浮料,在下模入子做出1對或2對對稱點分別小於衝(chōng)壓間隙1/2左右,這樣在衝(chōng)切廢料(liào)的時候由於小間隙衝(chōng)壓而把廢料卡住在下(xià)模入子裏(lǐ),這種文法可以且放電加瘤或者線割方式來完成。
4、把下(xià)模(mó)入子做成無直邊形
這種(zhǒng)方(fāng)法比較適合薄材料(liào)。一般在設計下模入子(刀(dāo)口)的時候都會留有3-5mm的直邊。而這種方法是沒有(yǒu)直邊直接做成8-15'斜度,因此廢料是越向上間隙越小,而越往下間隙越大也就(jiù)不容易向(xiàng)上跑(pǎo)料(liào)反彈了。
5、把下模入(rù)子留用3mm切離直邊餘下(xià)部分(fèn)用放電的方法把落料部分加大使廢料無積累(lèi),加長衝切衝(chōng)頭的長(zhǎng)度。每一次衝切都把廢料衝離到落料區,使廢料不可能向上浮料。
6、衝頭如加裝頂針一樣加(jiā)吹氣(qì)孔與吹氣裝置。由於吹氣裝置可以和衝(chōng)床聯(lián)動控(kòng)製吹氣的時間,因此可以適用較薄材料上,這(zhè)一點是頂針防浮料無(wú)法(fǎ)比擬(nǐ)的。
7、下(xià)模或下模墊板加吹氣槽
這一(yī)種與衝頭吹氣原理相似又有不同,具體做法是在下模(mó)墊板做出氣道,然後在需要吹氣的落料孔鑽向下45的斜(xié)孔貫穿落料孔(kǒng),而氣道與落料孔不通(切記(jì)這一點),利用空氣住下吹的(de)時候形成一個負(fù)壓空間(jiān)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(liào)
方法是在(zài)下模模座下再增加一塊下模(mó)輔助板把所有有可(kě)能甚至所有衝切部位的落料孔在(zài)輔助板上(shàng)做成一個大落料框,焊上(shàng)一個(gè)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的廢料都吸入工業(yè)吸(xī)料器裏;什麽(me)廢料廢屑通通進去,保險可靠。嗬嗬。
9、極薄材料0.10以下簡單形狀防浮(fú)
由(yóu)於極薄材料的衝壓(yā)間隙較小,上麵一些防止廢料浮料的(de)方法不是十分合適,如(rú)頂針頂料、下模做凸點、工業吸料(liào)器(qì)等。
對於這種材(cái)料來說,一般是把下(xià)模入子設計成8-12'無直(zhí)身,然後通過試模測試出哪些下模(mó)入子容(róng)易跳屑。再把模具拆下(xià)來,用長細頂針(zhēn)加金剛粉(鑽石(shí)膏)小心在下模入(rù)子做成(chéng)幾個對稱(chēng)粗糙點。這種方法很管用的,不過需要鉗工水平很高。
[廢屑浮料之對策]
廢悄浮料(liào)最主要是由於設計(jì)的不合理或者材料本身的原因造成的。
1、設計不合(hé)理方麵
在衝切工序(xù)排(pái)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(jì)的,在做一些工序(xù)的時候沒有照顧好前麵的工序已經有半加工。