浮料現象在五金衝壓模具中(zhōng)是一種常(cháng)見的不良之現象,浮料產生的原因是多種(zhǒng)的,因(yīn)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,有的是由於原材(cái)料不良造(zào)成的,有的是因為衝壓操作者造成的。需(xū)作出一個(gè)有(yǒu)效(xiào)的快速的解決方案時,應先仔細研(yán)究其種類及原因。下麵以鄙人在五金模具設計(jì)之中的經驗與各位朋友分(fèn)享與交流,有不當(dāng)或不足之外請指教。
一、浮料之種類
今天先講(jiǎng)浮料之(zhī)種類,對於浮(fú)料來說,本人(rén)依據其大小與形(xíng)成因素把其分為三種
1、廢料之上揚現象
廢料(liào)是指在(zài)單一衝切(成型)工序中脫離產品之(zhī)部分。其大(dà)小一般情況下與下模刀口形狀(zhuàng)相同。其麵積與危害(hài)在三種現象中是最大(dà)的。當這種現象出(chū)現的時候有(yǒu)可能使(shǐ)衝頭或刀口崩裂甚(shèn)至崩斷,有可能使(shǐ)產品之導(dǎo)正針斷裂,還有可能使模板產生裂紋。
2、廢屑(xiè)之上揚現象
廢屑是指單一工序中產生的(de)非(fēi)整體產品或是非整體廢料。其大小相(xiàng)對(duì)比較小(xiǎo),像產品之毛邊(毛刺)脫落形成;衝切廢料細(xì)絲等。出現這種情況時反映在產品(pǐn)出現擦傷、刮傷、凹坑或凹痕的現象(xiàng)。這種情況最主要是對產品造成不良(liáng),但這種情況在模具生產是(shì)最為常見也是比較隱蔽的。
3、廢粉之上(shàng)揚現象
廢粉是指單一工序中因衝頭與產品之間的摩擦(cā)產生(shēng)的微細粉(fěn)屑。這種現(xiàn)象在產生初期肉眼一般難以發現,隻有當積累一種程度時,衝頭與入仔發生顏色變化時才容易辨別。當(dāng)廢(fèi)粉達到一定程度時,容(róng)易造成衝(chōng)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(fú)料之原因
1、廢料上揚(yáng)之(zhī)浮(fú)料
廢料上揚的原因首先來分析一下力的來源,廢料由於一般與衝頭或下模刀口的形狀(zhuàng)相同,因此,廢料(liào)在模具的入子內應該有一定的摩擦力存在,從衝切的原理上來說(shuō),廢料在切離以後由於材料(liào)的塑性或者說彈性變(biàn)形的存在其會恢複組織結構,換句話說其在無約束實際(jì)形狀應該大(dà)於下模刀口(kǒu)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能輕鬆的把廢料再填充(chōng)到下模入(rù)子裏去的原因。如果促使廢(fèi)料上揚應該有一個往上的力量而(ér)且大於該摩擦(cā)力及張力總(zǒng)和。這個力量有可能來(lái)自兩個方向(xiàng),一是廢料材料本身存在的張力或彈力,由於廢料在衝切的過程中有折曲(簡單說)塑形變形,因此(cǐ)當衝頭脫離它時,其(qí)內部的張力會有(yǒu)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,這個力量也有兩個方麵,在衝頭與下(xià)模入子切離時,衝頭表麵(miàn)與原材料(及廢料)緊密貼合在
一起(qǐ)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(zhè)一個真空狀態因此在空氣的負壓的作用誘(yòu)使廢料與衝頭一起上升產生廢料上揚(yáng)的(de)現象;其次,在一般衝壓過程中,在下模入子裏麵都有廢料重(chóng)疊的現象,當最新(xīn)一片廢料加(jiā)入時,其它(tā)的廢料本身的內力(反彈力)也會(huì)促使新廢料上揚。所以當衝壓速(sù)度非常低,而(ér)且無廢料(liào)積料的現象存在的進候,廢料類的(de)浮料現象很少發生。這也是其(qí)原由(yóu)之一。
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(pǐn)或(huò)廢(fèi)料的毛刺(或者稱為毛頭)的(de)脫落;一是(shì)衝頭(tóu)或模具的其它部分(fèn)與(yǔ)原材料的不正(zhèng)常刮傷或撞傷造成細小(xiǎo)廢料,這最(zuì)主要是由於衝頭在(zài)需要對原材料作出過度作用時而沒有(yǒu)相對應的結構(gòu);三(sān)是由於原材料在衝壓之前已經做了表麵處理(lǐ),而表(biǎo)麵處理層與材料(liào)本身還是存在一定的非(fēi)結構融合性(xìng)的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(重切)或者過小廢料切削,一般來說衝切的寬度不應該小於1/3材料的厚度,這(zhè)些過小的切削廢料容易與主體大廢料脫離(lí)或由於硬化崩斷形成廢(fèi)屑。
3、廢粉上揚的原因
廢粉是原材料結構性原因造成的,前麵有說過是鋁基與黃銅(tóng)基材料容(róng)易發生這種狀況。對於原材料(liào)來說是沒有辦法,而形成這種的原因是(shì)衝頭或入子的表麵有粗糙度(dù)存在也就是說在一定放大的(de)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(huì)摩擦原材料(像銼刀銼(cuò)鐵一樣)產生廢粉了。
三、浮料之對策
1、廢料浮料之對策(cè)
通過(guò)以上兩則的現象與形成原因,因此可以分析出模具的對策。先對每一種廢料浮料(liào)的方(fāng)法來做一下說明。
A、排料設計不當之引起的浮料(liào)
這種浮料(liào)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。如方形、較小邊異形廢料(liào)。
這個時候一般應該在設(shè)計時候故意做成工藝缺口,如梯形、燕尾形。使簡單(dān)的衝切形狀複(fù)雜,加(jiā)大廢料的摩擦力阻止(zhǐ)廢料反彈與真空吸料。
B、衝切孔本身是形狀簡(jiǎn)單
如圓孔、方孔等。這種情況下(xià)從廢料浮料形成(chéng)原因著手,一是改變反彈方向,二是減少真空麵(miàn)積。常有的方法如,1、把衝(chōng)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(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(xíng)衝(chōng)頭中央磨(mó)一個小的凸台,其作用與斜麵(miàn)一樣,不(bú)過這種方法對(duì)圓孔比(bǐ)較有效一些。3、當切離邊為三邊(biān)或兩邊時,不需(xū)切離的衝(chōng)頭邊做成一定的(de)台階,這樣在衝(chōng)壓的時候可以先做一個有點折彎的動作(zuò)使廢料向下變形有利於廢料(liào)落(luò)料。4、把衝頭的切離麵做成波紋形或者說粗糙麵,可以用銼刀或電磨加(jiā)工,增加空(kōng)氣量而減少真(zhēn)空量。
C、對(duì)於(yú)所有有(yǒu)可能或者產生(shēng)浮(fú)料的衝切形狀
上麵B種方法(大多數是鉗工加工的)有時候並不是可以完(wán)全解決問題的時,這時應該從設計上靠(kào)考慮加以解決
1、衝(chōng)切衝頭裏加頂料針
在容(róng)易發(fā)生浮料(liào)的衝頭裏加裝頂料針(zhēn)與彈簧,在分模的時候利(lì)用頂料針把廢料頂在下模(mó)入子裏。這種方法適(shì)合衝切形裝比較大(dà)而原材料比較厚的場合。
2、下模入子與衝頭做尖角凹坑
即本身的正常步距應該是等於衝頭切離形狀麵,但是在衝切形狀(zhuàng)麵靠近送料一端故意做(zuò)成一個如三角形等異形凹坑而另一個切邊按正常邊設計,這樣在一(yī)步衝切的時(shí)候,需要切離邊由於(yú)有凹坑而會多出微小三角形的凸起而大於(實(shí)際上是超出)另一個切離邊(biān),這樣再把相對應的衝頭做圓角(jiǎo)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而強力抵住下模(mó)入子增大(dà)摩擦力從而(ér)防止反彈或抵止真空吸料。
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(liào),在下模入子做出1對或2對對(duì)稱點分別小於(yú)衝壓間隙1/2左右,這樣(yàng)在衝切廢料的時候由於小間隙衝壓(yā)而把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(fāng)式來完成。
4、把下模入子做成無直邊形
這種方法比較適合薄材料。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(fāng)法是沒有直邊直接做成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不容(róng)易向上(shàng)跑(pǎo)料反彈了。
5、把下模入子留用3mm切離(lí)直邊餘下部分用放電的方法把落料(liào)部分加大使廢料無積累(lèi),加長衝切衝頭(tóu)的長度。每一次衝切都把廢料衝(chōng)離到落料(liào)區,使廢料(liào)不可(kě)能向上(shàng)浮料。
6、衝頭如加裝頂針一(yī)樣加吹氣孔(kǒng)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(kě)以適用較(jiào)薄材料上,這一點是頂針防浮料無(wú)法比擬的(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(shì)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(luò)料孔,而氣道與落料孔不通(切(qiē)記這一點(diǎn)),利用空氣住下吹的(de)時候形(xíng)成一個負壓空間把廢料吸下去。這種方法適用薄材料(liào)。
[浮料(liào)之對(duì)策]
8、采用外吸力吸廢料
方法是在下模模座下再增加一塊下模輔助板把所有有可能甚至所(suǒ)有衝切部位的(de)落(luò)料孔在輔助板上做成一(yī)個大(dà)落料框,焊上一個(gè)類似漏鬥的料管,然後用工業吸料器的連(lián)接在料管上。通過吸料器的吸力把所有的廢料都吸(xī)入工業吸料器裏;什麽廢料廢屑通(tōng)通進去,保險可靠(kào)。嗬嗬。
9、極薄材料0.10以下簡單(dān)形狀防浮
由(yóu)於極薄材料的衝壓間隙較小(xiǎo),上麵(miàn)一些防止廢料浮料的方法不是十分合(hé)適,如頂針頂料、下模做凸點、工業(yè)吸料器等。
對於這種材料來說,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(nǎ)些下模入子(zǐ)容易跳屑。再把模具拆下來,用長細頂(dǐng)針加金(jīn)剛粉(鑽石膏)小心在(zài)下模入子(zǐ)做成幾個對稱粗糙點。這種方(fāng)法很管(guǎn)用的,不過需要鉗工水平很高。
[廢屑浮料之對策]
廢悄浮料最主要是由於設計的不合理或者材料本(běn)身的原因造(zào)成的。
1、設計不合理方麵
在衝切(qiē)工序排(pái)樣的時(shí)候盡量避免有重切、過切現象。由於五金模具一般都是用(yòng)CAD來做設計的,在做一些工序的時候沒有照(zhào)顧好(hǎo)前麵的工序已經有半加工。