浮料現象在五金衝壓模(mó)具中是一種常(cháng)見的不良之現象,浮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(de),有的是由於原材料不良造成的,有的是因為衝壓(yā)操作者(zhě)造成的。需作(zuò)出一個有效(xiào)的(de)快速的解決方案時,應先仔細研究其種類及原因。下麵以鄙人在五金模具設計之中的經驗(yàn)與各位(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
今天先講浮料之種類(lèi),對於浮料(liào)來說,本人依據其大小與形(xíng)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(gōng)序中脫離產品之部分。其大小一般情況下(xià)與(yǔ)下模刀口形狀相(xiàng)同。其麵積與危害在三種現象中是最大的。當這種現象出現的時候有可能使(shǐ)衝頭或刀口崩裂甚至崩斷,有可能使產品之(zhī)導(dǎo)正針(zhēn)斷裂,還有可能使模板產(chǎn)生(shēng)裂紋。
2、廢屑之上揚(yáng)現象(xiàng)
廢(fèi)屑(xiè)是指單一工序中產生(shēng)的非整體產品或(huò)是非整體廢料。其(qí)大小相對比較小,像產品之毛邊(毛刺)脫落形成;衝切廢(fèi)料(liào)細絲等。出現這(zhè)種情況時反映在產品出現擦傷、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,但這種情況在模具生產是最為(wéi)常見也是比(bǐ)較隱蔽的。
3、廢粉之上揚現象
廢粉是指單(dān)一工序中因衝頭與產品(pǐn)之間的摩(mó)擦產生的微細粉屑。這種(zhǒng)現象在產生初期肉眼一般難(nán)以發現,隻有當積累一種程度時,衝頭(tóu)與入(rù)仔發生顏色變化時(shí)才容易辨別。當(dāng)廢粉達到一定程度時,容易造成衝(chōng)頭斷裂或者入模入子崩(bēng)裂。最容易發生在黃銅(tóng)基與鋁基材中。
二、浮料之原因
1、廢料上(shàng)揚之浮料
廢(fèi)料(liào)上揚的原因首先(xiān)來分析一(yī)下力的來源,廢料由於(yú)一般(bān)與衝頭(tóu)或下(xià)模刀(dāo)口的形狀(zhuàng)相同(tóng),因此,廢料在模具的入子內應該有一定的(de)摩擦力存在(zài),從衝切(qiē)的原理上來說(shuō),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(huàn)句話說其在(zài)無約束實際形狀應該大於(yú)下(xià)模刀口(kǒu)形狀,這也是為什麽當把廢料從入子裏麵取(qǔ)出來的後(hòu)再也不能輕鬆的把廢料再填充到下模(mó)入子裏去的原(yuán)因。如果促使廢料上揚應該有(yǒu)一個往上的力量而且大於該摩擦力及張力總和(hé)。這個力量有可能來自兩個方向,一是廢料材料(liào)本身存在的(de)張力或(huò)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(bù)的(de)張力會有一個反彈的力量,或許是向下或(huò)許是向上;二是來自(zì)外部的力量,這(zhè)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(shēng)的時候,破壞這一個真空狀態因此在空(kōng)氣的負(fù)壓的作用誘使(shǐ)廢(fèi)料(liào)與衝(chōng)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(zài)下模入子裏(lǐ)麵都有廢料重疊的現象,當最新一片廢料加入時,其它(tā)的廢料本身的內力(反(fǎn)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在的進候,廢料類的浮料現象(xiàng)很少發生。這也是其原(yuán)由之一。
2、廢屑上揚之浮(fú)料
廢屑是如何產(chǎn)生的?它有幾種情況,一是(shì)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(cái)料的(de)不正常刮傷(shāng)或(huò)撞傷造成細(xì)小廢料,這最主要是由於衝頭在需要對(duì)原材料作出過度(dù)作用時而沒有相對(duì)應的結構(gòu);三是由於原(yuán)材料在(zài)衝壓之前已經做了表麵處理,而表麵處理層與(yǔ)材料本身還是存在一定的非結構融合(hé)性的現(xiàn)象(xiàng)而會使材料的邊緣分離脫(tuō)落;還有一種是由於模具設計的不合理,存在二次衝切(重(chóng)切)或(huò)者過小廢料切(qiē)削,一般來說衝切的寬度不應該小於(yú)1/3材料的(de)厚度,這些過小的切削廢料容易與主體大(dà)廢料脫離或(huò)由於硬化崩斷形成廢(fèi)屑(xiè)。
3、廢粉上(shàng)揚的原因(yīn)
廢粉是原材料結構(gòu)性原(yuán)因造成的,前麵有說過是鋁(lǚ)基與黃銅基(jī)材料容易發生這種狀況。對於(yú)原材料來說是沒有辦(bàn)法,而形成這種的原因是(shì)衝頭或入子的表麵(miàn)有粗糙度存在也就是(shì)說在一定放大的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(dāo)銼鐵一樣(yàng))產生廢粉了。
三(sān)、浮料(liào)之對策
1、廢料(liào)浮料之對策
通過以上兩則的現象與形(xíng)成原因,因此可以分析(xī)出模具的(de)對策。先對每一種廢料浮料的方法來做一下說明。
A、排料設計不(bú)當之引起的浮料
這種浮料最主(zhǔ)要出現在排料的過程中,大多數產生了(le)比較簡單(dān)的衝切(qiē)形狀。如方形、較小邊異形廢料。
這個時候一般應該在設計時(shí)候故意做成工藝缺口,如梯形、燕(yàn)尾形。使簡單(dān)的衝切形狀複(fù)雜,加(jiā)大(dà)廢料的摩擦力(lì)阻止廢料反彈與真空(kōng)吸料。
B、衝切孔本身是形狀(zhuàng)簡單(dān)
如圓孔、方孔等。這(zhè)種(zhǒng)情況下從廢料浮料形成原因著手,一是改變反彈方向,二是減少真空麵積(jī)。常有的方(fāng)法如,1、把衝頭磨成單邊斜麵或雙(shuāng)邊斜麵,這樣(yàng)一可以使材料變形,使材料內部與(yǔ)外部的(de)反彈力降(jiàng)低,二是(shì)降低(dī)了真空麵積。2、還可(kě)在衝圓孔的時候在(zài)圓形(xíng)衝頭中央磨一個小的凸台,其作用與斜麵一樣,不過這種方(fāng)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(lí)的衝頭邊做成(chéng)一定的台(tái)階,這樣在衝壓的時候可以先做一個有點折彎的動作使廢料向下變形有利於廢料落(luò)料。4、把衝頭的切離麵做(zuò)成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(de)衝切(qiē)形狀
上麵B種方法(大多數是鉗(qián)工加工的)有時候並不是可以完全解決(jué)問(wèn)題的時,這時應該從設計上靠考慮加以(yǐ)解決
1、衝切衝頭裏加(jiā)頂料針
在容易發生(shēng)浮料的衝頭裏加(jiā)裝頂料針(zhēn)與彈簧,在分模的時候利用(yòng)頂料(liào)針把廢料頂在(zài)下模入子裏。這種方(fāng)法適合衝切形裝比較大(dà)而原材料比較厚的場合。
2、下模入子與衝(chōng)頭做尖角凹坑
即本身的正常步距應該(gāi)是等於衝頭切(qiē)離形狀麵,但是在衝切形狀(zhuàng)麵靠近送料一端故意做成一個如三角(jiǎo)形等異形凹坑而另一個切(qiē)邊按正常邊設(shè)計,這(zhè)樣在一步衝切的(de)時候,需要切離邊(biān)由於有凹坑而(ér)會(huì)多出微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(zuò)圓角處(chù)理不形成(chéng)衝切效(xiào)果,多出來的三角(jiǎo)邊就會被拉進下模入子而強(qiáng)力抵住下模(mó)入子增大摩擦力從而防止反彈或抵止真空吸料。
3、下模入子孔邊作對稱擠(jǐ)壓點
通常在設計下(xià)模入(rù)子的時候會與衝頭對等間隙配(pèi)合,而為了防止浮料,在下模入子做出1對或2對對(duì)稱(chēng)點分別小於衝壓間隙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(liào)卡(kǎ)住在下模入子裏,這種文法可以且放電加瘤或(huò)者線(xiàn)割方式(shì)來完成。
4、把下模入子做成無直(zhí)邊形(xíng)
這種方法比較適合薄材料。一(yī)般在設計下模(mó)入子(刀口)的時候都會留有3-5mm的直邊。而這種(zhǒng)方法是沒有直邊直(zhí)接做成8-15'斜度,因此廢料是越向上間隙(xì)越(yuè)小,而越往下間隙越大也就不容易向(xiàng)上(shàng)跑料反(fǎn)彈了。
5、把下模入子留用3mm切(qiē)離(lí)直(zhí)邊餘(yú)下部分用放電的方法把落料部分加大使廢料(liào)無積累,加長衝(chōng)切衝頭的長度。每一次衝切都把廢料衝離(lí)到(dào)落料區,使廢料不可能向上浮料。
6、衝頭如加(jiā)裝頂針一樣加吹氣孔與吹氣裝置。由於吹氣(qì)裝置可(kě)以和衝床聯動控製吹氣(qì)的時間,因此可以適用較薄材料(liào)上,這一點是(shì)頂針防浮料無法比擬的。
7、下模或下(xià)模(mó)墊板(bǎn)加吹氣(qì)槽
這(zhè)一種與衝頭吹氣原理相似(sì)又有不(bú)同,具體做法是在下模(mó)墊板做(zuò)出氣道,然後在需要吹氣的落料孔鑽向下45的斜孔貫穿(chuān)落料孔,而氣道與落料孔不通(切(qiē)記這一點),利用空氣住下吹(chuī)的時候(hòu)形成一個負壓(yā)空間把廢料吸下去。這種方法適用薄材料。
[浮料之對策(cè)]
8、采用外(wài)吸力吸廢料
方法是在下模(mó)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(bù)位的落料孔在輔助板上做成一個大落料框,焊上一個(gè)類(lèi)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(xiè)通通進去,保險可靠。嗬嗬(hē)。
9、極(jí)薄材料0.10以(yǐ)下簡單形狀防浮(fú)
由於極薄(báo)材料的衝壓間隙較小,上麵一些防止廢料浮料的方法不是十分合適,如頂針頂料、下模(mó)做凸點(diǎn)、工業吸料器等。
對於這種(zhǒng)材料來(lái)說,一般是(shì)把下模入子(zǐ)設計成(chéng)8-12'無直身,然後通過試模測試出哪(nǎ)些下模(mó)入子容易跳(tiào)屑。再把模具拆下來,用長細頂針加金剛粉(鑽石(shí)膏)小心在(zài)下模入子做(zuò)成幾個對(duì)稱粗糙(cāo)點。這種方(fāng)法很管用的,不過需要鉗工水平很高。
[廢屑(xiè)浮(fú)料之對策]
廢悄浮料最主要是由於設計的不合理或者材料(liào)本身的原因造(zào)成的。
1、設計不合理方麵
在衝切工序排樣的時候盡量避免有重(chóng)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照顧好前(qián)麵的工序已經有(yǒu)半加工(gōng)。