浮料現象在五金衝壓模具中是(shì)一種常見的不良之現象,浮料產生的原因(yīn)是多種的,因此其解決方法也是多(duō)樣(yàng)的。有的廢料是由於模具設計不良產生的,有的是(shì)由(yóu)於原材料不良造成的,有的是(shì)因為衝壓操作者造成的。需作出一個(gè)有效的快速(sù)的解決方案(àn)時,應(yīng)先仔細研究其種類及原因。下麵以鄙人在五金模具設計之中的經驗與各位朋友分享與交(jiāo)流,有不當或(huò)不足之外(wài)請指(zhǐ)教。
一、浮料之種類
今天先講浮料之種類,對於浮料(liào)來說,本人依據其大小與形成(chéng)因素把其分為三種
1、廢料之(zhī)上揚現(xiàn)象
廢料是(shì)指在單一衝切(成型)工序中脫離產品(pǐn)之(zhī)部分。其大(dà)小一般情況下與下模刀口(kǒu)形狀相同(tóng)。其麵積與危害在三種現(xiàn)象中是最大的。當這種現象(xiàng)出現的時候有可能使衝頭或刀口崩裂甚(shèn)至(zhì)崩斷,有可(kě)能使產品之導正(zhèng)針斷裂,還有可能使模板產生裂(liè)紋。
2、廢(fèi)屑之上揚現象
廢屑是指(zhǐ)單一(yī)工(gōng)序中產生的非整體產品或是(shì)非整體廢料。其大(dà)小(xiǎo)相對比較小,像產品之(zhī)毛邊(毛刺(cì))脫落形成(chéng);衝切廢料細絲等。出現這種情況時反映在產品出現擦傷、刮(guā)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(chǎn)是最為常見也是比較隱蔽的。
3、廢粉之上揚現象
廢粉是指單一工序中因衝(chōng)頭與產品之(zhī)間的(de)摩(mó)擦產生的微(wēi)細粉屑。這種現象在產(chǎn)生初期肉眼(yǎn)一般難以發現,隻有當積累一種程度時,衝頭與入仔發生顏色變(biàn)化時才容易(yì)辨別。當廢粉達到一定程度(dù)時,容(róng)易造成衝頭斷裂或(huò)者入模入子(zǐ)崩裂。最容易(yì)發生在黃銅基與鋁基材中。
二、浮料之原因
1、廢料上揚(yáng)之(zhī)浮料
廢料上揚的(de)原(yuán)因首先來分析一下力(lì)的來源,廢(fèi)料由於一般與衝頭或下模刀口的(de)形狀相同,因此,廢料在模具的(de)入(rù)子內應該(gāi)有(yǒu)一定(dìng)的摩擦力(lì)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(dàn)性變形的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(gāi)大於下模刀口形狀,這也是為什麽(me)當把廢料從入子(zǐ)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。如果促使廢料(liào)上揚應該有一個往(wǎng)上的力量而且大於該摩擦力(lì)及張力總(zǒng)和。這個力量有可能來自兩個(gè)方向,一是廢料材料本身存在的(de)張力或彈力,由於廢料在衝切的過程中有折曲(簡單說)塑形變形,因此當衝頭脫離它時,其內部的張力會有一個反彈的力(lì)量,或許是向下或許(xǔ)是向上;二是來自外部的力量(liàng),這個力量也有兩個方麵,在衝頭與下模入子切離時,衝頭表麵與原材料(及廢料)緊密貼(tiē)合在
一起與下模入(rù)子(zǐ)組成一個封閉的(de)空間產生(shēng)一個真空狀態,當衝頭上升的時候,破壞這一個真空(kōng)狀態因(yīn)此在空氣的負壓的作用誘使廢料與衝頭一起上(shàng)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(piàn)廢(fèi)料加入(rù)時,其(qí)它的廢料本(běn)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低,而且無廢(fèi)料積料的現象存在的進候,廢料類(lèi)的浮料現(xiàn)象很少發生。這也是其原由之一。
2、廢屑上揚之浮(fú)料
廢屑(xiè)是如何產(chǎn)生的?它有幾種情況,一是產品或(huò)廢(fèi)料的(de)毛刺(或者稱為毛頭)的脫落;一是衝頭或模(mó)具的其它部分與原材料的不正常刮傷或撞(zhuàng)傷造(zào)成細小廢料,這最主要(yào)是由於衝頭在需要對(duì)原材(cái)料作出過度作(zuò)用時而沒有相對應(yīng)的結構;三是由於(yú)原材料在衝壓之前已(yǐ)經(jīng)做了表麵處理,而表麵處理層與(yǔ)材料本身還(hái)是存在一定的非(fēi)結構融合性的(de)現象而會使材料的邊緣分離脫落;還有(yǒu)一種是由於模具設計的不合理,存在二次衝切(重(chóng)切)或者過小廢料切(qiē)削,一般來說衝(chōng)切的寬度不應(yīng)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(fèi)料脫離或(huò)由於硬化崩斷形成廢屑。
3、廢粉上揚的(de)原因
廢粉(fěn)是(shì)原材料結構性原因(yīn)造成的,前麵有說過是(shì)鋁基與黃銅基材料容易發生這(zhè)種狀況。對於原材料來說是(shì)沒有辦法,而(ér)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(shì)說在一(yī)定放(fàng)大(dà)的程度下其表麵(miàn)有(yǒu)凹坑。當衝頭或入(rù)子接觸原材料的時候,就會摩擦原材料(像銼刀銼鐵一樣)產生廢粉了。
三、浮料(liào)之對策
1、廢料浮料之對策
通過以上兩則的(de)現象與形(xíng)成(chéng)原因,因(yīn)此可以分析出模(mó)具的對策。先對每一種廢料浮料的方法來做一下說明。
A、排(pái)料設計不當之引起的浮料
這種浮料最主要出現在排料(liào)的(de)過程中,大多數產生(shēng)了(le)比較簡單的衝切(qiē)形狀。如方(fāng)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(shǐ)簡單的衝切形狀複雜(zá),加大廢料的(de)摩擦力阻止廢料反彈與真空吸料。
B、衝切孔本身是形狀簡單
如圓孔、方孔等。這(zhè)種情況下從廢料浮料形成原因著手,一是改變反彈方向(xiàng),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(hái)可在衝圓孔的時候在圓形衝頭中央磨一個小的凸台,其作(zuò)用與斜麵一樣,不過這種方法對圓孔比較有效一些(xiē)。3、當切離(lí)邊為(wéi)三邊(biān)或兩邊時,不需(xū)切離的(de)衝頭邊做成一定的台階,這樣(yàng)在衝壓的時候可以先做一個有點折彎(wān)的動作使廢料向下變形(xíng)有利於(yú)廢料落料。4、把衝頭的切離麵做(zuò)成波(bō)紋形或者(zhě)說粗糙麵,可以用銼(cuò)刀或電磨加工,增加空氣(qì)量而減少(shǎo)真(zhēn)空量。
C、對於所有有(yǒu)可(kě)能或者產生浮料的衝切形(xíng)狀
上麵B種方法(大多數是鉗工加(jiā)工的(de))有時候並不是可以完全解決問題的時,這時應該從設計上(shàng)靠考慮加以解決
1、衝切衝頭裏加頂料針
在容易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。這種方法適合衝切形裝比較大而原材料比較厚的場合。
2、下模入子與衝頭做尖(jiān)角凹坑
即本身的正常步距(jù)應該是等(děng)於衝頭(tóu)切離形狀麵,但是在衝切形狀麵靠近送料一端故意做成一個如三角形等異形凹坑(kēng)而另一個切邊(biān)按正常邊設計,這樣在(zài)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形的凸起而大於(yú)(實際上是(shì)超出)另一(yī)個切離邊,這樣再把相對應的衝頭做圓角處(chù)理不形成衝切(qiē)效果,多(duō)出來的三角邊就會被拉進下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。
3、下模(mó)入子孔邊作對稱(chēng)擠壓點
通(tōng)常(cháng)在(zài)設計下模入子的時候會與衝頭對等間隙配合,而為了防止浮料(liào),在下模入子做出1對或2對對稱點分別小於衝壓間隙1/2左右,這樣(yàng)在(zài)衝切廢料的時候由於小(xiǎo)間隙衝壓而把廢料卡住在下模入子(zǐ)裏(lǐ),這種(zhǒng)文法可以且放電加瘤(liú)或者線割方式來完成。
4、把下模入子做(zuò)成無直邊形
這(zhè)種方法比較(jiào)適合薄材料。一般在設計下模入子(刀口(kǒu))的時候都會留有(yǒu)3-5mm的直邊。而這種方法是沒有直邊(biān)直接做成8-15'斜度,因此廢料是越向上間隙越小,而越(yuè)往下間(jiān)隙越大也就不容易向上跑料反彈了。
5、把下模入子留用(yòng)3mm切離直(zhí)邊餘下(xià)部分用放電的方法把落料部分加大使廢料無積累,加長衝(chōng)切衝頭(tóu)的長度。每(měi)一次衝切都把廢料衝離到落料區,使廢料不可能向上(shàng)浮料。
6、衝頭如加裝頂針一(yī)樣加(jiā)吹氣孔(kǒng)與吹氣裝(zhuāng)置。由於吹氣裝置可以和衝(chōng)床聯(lián)動控製吹氣的時間,因此(cǐ)可以適用較薄材料上,這一點是頂針防浮(fú)料無(wú)法比擬的。
7、下模或(huò)下模墊板(bǎn)加吹氣槽
這一種與衝頭吹(chuī)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料孔鑽向下45的斜孔貫穿落料孔,而氣道(dào)與落料孔不通(切(qiē)記這一點),利用空氣住下吹的時(shí)候形成一個負壓空間(jiān)把廢料吸下去。這種方(fāng)法適用薄材料。
[浮料之對策]
8、采(cǎi)用外吸力(lì)吸廢料
方法是在下模模座下再(zài)增加一塊下模輔助板把所有有可能甚至所有衝(chōng)切部位的落料孔(kǒng)在輔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的廢料都吸入工業吸料器裏;什麽廢料廢屑通通進去,保險可(kě)靠。嗬嗬。
9、極薄材料0.10以下簡(jiǎn)單形狀防浮
由於極薄材料的衝壓間隙較小,上麵一些防止(zhǐ)廢料浮料的方法不是十分合適,如頂(dǐng)針(zhēn)頂料、下模做凸點、工業吸料器等。
對於這(zhè)種材料來(lái)說,一般是把下模(mó)入子設計成8-12'無直身,然後通過試模測試出哪些下(xià)模入子(zǐ)容易跳屑。再把模具拆下來,用長細頂(dǐng)針加金剛粉(鑽石膏)小心在下模入子做(zuò)成幾(jǐ)個對稱粗糙點。這種方(fāng)法很管用的,不過需要鉗工水平很高。
[廢(fèi)屑浮料之對策]
廢悄浮料(liào)最主要是由於設計的不合理或者材料本(běn)身的(de)原因造成的。
1、設計不合理方麵
在衝切工序排樣的時候盡量避免(miǎn)有重切、過切(qiē)現象。由於(yú)五金(jīn)模具一般都是用CAD來(lái)做設計(jì)的,在(zài)做一些工序的(de)時候沒有照顧(gù)好前麵的工序已經有半加工。