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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,因此其解決方法(fǎ)也是多樣的(de)。有的(de)廢(fèi)料是由於模具設(shè)計不良產生的,有的是由於原材料不良造成的,有的是因為衝壓操作者造成的。需作出一個有效的快速(sù)的解決方案時,應(yīng)先仔細研究其種類及原因(yīn)。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流,有不當或不足之外請指教。
一、浮料之種類
今天先講(jiǎng)浮料之(zhī)種(zhǒng)類,對於浮料來說,本人依據其大小與形成因素把其分為三種
1、廢料之(zhī)上揚現象
廢料是指在單一衝切(成型)工序中脫(tuō)離產品之部分。其大小一般情(qíng)況下與下模(mó)刀口形狀(zhuàng)相同。其麵積與危害在三種(zhǒng)現象中(zhōng)是最大的。當這種現象(xiàng)出現的時候有可(kě)能使衝(chōng)頭或刀口崩裂甚至崩斷,有可能使(shǐ)產品之(zhī)導正針斷裂,還(hái)有可(kě)能使(shǐ)模板產(chǎn)生裂紋。
2、廢屑之上揚現象
廢(fèi)屑是指單一工序中產生的非整體產品或是非整體廢(fèi)料。其大小相對比較小,像產品之毛(máo)邊(毛刺)脫落(luò)形成;衝切廢料細絲等。出現這種情況時反映在產品出現擦傷、刮傷、凹(āo)坑或凹痕的現象。這種情(qíng)況最主要是對產品造成不良,但這種情況(kuàng)在模具生產是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(yīn)衝頭(tóu)與產(chǎn)品之間的摩擦產生的微細粉屑(xiè)。這種現象在產生初期肉眼一般難以發現,隻有當積累(lèi)一種程度時(shí),衝頭與入仔發生顏色變化時才容易辨別。當廢粉達到一(yī)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(zài)黃銅基與(yǔ)鋁基材(cái)中。
二、浮料之原因
1、廢料上揚之浮料
廢料上揚的原因首(shǒu)先來分析一下力的來源,廢料由於一般與衝頭(tóu)或下模刀(dāo)口的形狀相同,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,廢料在切離以後由(yóu)於材料的(de)塑(sù)性或者說彈性變形的存在其會恢複(fù)組織結構,換句(jù)話說其在無約束實際形狀(zhuàng)應該大於下模刀口形(xíng)狀,這也是為什麽當把(bǎ)廢料從(cóng)入子裏麵取出來的(de)後再(zài)也不能(néng)輕(qīng)鬆(sōng)的(de)把廢料再填充到下模入子裏去的原因。如果促(cù)使廢(fèi)料上揚應該有一個往上的力量而且大(dà)於該摩擦(cā)力(lì)及張力總和(hé)。這個力量有可能來自兩個方向,一是廢料材料本身存在的張力或彈(dàn)力,由於廢料在衝切的過程中有折曲(簡單說)塑(sù)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(shì)來自外(wài)部的力量,這個力量也有兩個方麵,在衝頭與下模入子切離時,衝頭表麵與原材料(及廢料)緊(jǐn)密貼合在
一起與下模(mó)入子組成一個封閉的(de)空間產生一(yī)個真空狀態,當(dāng)衝頭上升的(de)時候,破壞這一個真空狀態因此在空氣的負壓的作用誘使廢料與衝頭一起上升產生廢(fèi)料上揚的現象;其(qí)次,在一(yī)般衝壓過程中,在下模入子裏麵都有(yǒu)廢料重疊的現象,當最新(xīn)一片廢料加(jiā)入時(shí),其它的廢料本身的內力(反彈力)也會促使新廢料上揚。所以(yǐ)當衝壓速度非常低,而且無廢料積料的現象存在的進候,廢料類的浮料現象很少發生。這也是其原由之一(yī)。
2、廢屑上揚之浮料
廢屑是如(rú)何產生的?它有幾種情況,一(yī)是產品或廢料的(de)毛刺(或者稱(chēng)為毛頭)的脫落;一是衝頭或模具的其它部分與原材料的不正常刮傷或撞傷造成細小廢料,這(zhè)最主要是由於衝頭在需要對原材料作出過度作用時而沒有相對應的結構;三是由於原材料在衝壓之前已經做了表(biǎo)麵處理,而表麵處理層與材料本身還是存在一定的非結(jié)構(gòu)融合性的現象(xiàng)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(de)不合理,存在二次衝切(重(chóng)切)或者過小廢料切削,一般來說衝切的寬度不應(yīng)該小於1/3材料的厚度,這(zhè)些過小的切(qiē)削廢(fèi)料容易與主體大廢料脫離或由於硬化崩斷形成(chéng)廢屑。
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基材料容(róng)易發(fā)生這種狀況。對於原材料來說是沒有辦法,而形成這種(zhǒng)的原因是衝頭或(huò)入子的表(biǎo)麵有粗糙度存在也就是說在一定放大的程度下其(qí)表麵有凹坑。當衝頭或入子接觸原材料的時候(hòu),就會(huì)摩擦原材(cái)料(像銼刀銼鐵(tiě)一樣)產生廢粉了。
三、浮料之對策
1、廢料浮料之對策
通(tōng)過以上兩則的現象與形成原因,因此可以(yǐ)分(fèn)析出模具的對(duì)策。先對每一種廢料浮料的方法來做一下說明。
A、排料設計(jì)不當之引起的浮料
這種浮料最主要出現在排(pái)料的過程中,大(dà)多數產生了比較簡單的衝切形狀。如方形、較小邊異(yì)形廢料。
這個時候一般應(yīng)該在設(shè)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,加大廢料的摩擦力(lì)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。這種情況下從(cóng)廢料浮料形成(chéng)原因著手,一是改變反彈方向,二(èr)是減少真空麵積。常有的方法如,1、把(bǎ)衝頭磨成單邊斜麵或雙邊斜麵,這樣一可以使材料變(biàn)形,使材料內部(bù)與外部的反彈力降低,二是降低了真空(kōng)麵積(jī)。2、還可在(zài)衝圓孔的時候在圓(yuán)形衝頭中央磨一(yī)個小的凸(tū)台,其作用(yòng)與斜麵一樣(yàng),不過這種方法對(duì)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(zuò)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使廢料向下變形有利(lì)於(yú)廢料落料(liào)。4、把衝頭的切離麵做成波紋形(xíng)或者說粗糙麵,可以用銼刀或電磨加工(gōng),增加空氣量而(ér)減少(shǎo)真空量。
C、對於所有有可能或者產生浮料的衝切形狀
上麵B種方法(大多數(shù)是鉗工加工的)有時候並不是可以完(wán)全解決(jué)問題的時,這時應該(gāi)從設計上靠(kào)考慮加以(yǐ)解決
1、衝切衝頭裏加頂料針
在容易發生浮(fú)料的衝頭裏加裝頂料針(zhēn)與彈簧,在(zài)分(fèn)模(mó)的時候利用頂(dǐng)料針(zhēn)把廢料頂在下模(mó)入子裏(lǐ)。這(zhè)種方法適(shì)合衝切形裝比較大而原(yuán)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(lí)形狀麵(miàn),但是在(zài)衝切形狀麵靠近(jìn)送料一端故(gù)意做成一個如三角形等異形凹坑而另一個切邊按正常(cháng)邊(biān)設計,這樣在一(yī)步衝切的時候,需要切離邊由於有凹坑而會多出(chū)微(wēi)小三角形的(de)凸起而大於(yú)(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(bú)形成衝切效果,多出來的三角邊就會被拉進下模入子而強力抵住下模入子(zǐ)增(zēng)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(chēng)擠壓點
通常在設計下模入子(zǐ)的時候會與(yǔ)衝頭對等間隙配合,而為了防(fáng)止浮料,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,這樣在衝切(qiē)廢料的時候由於小間隙(xì)衝壓而把廢料卡住在下模入子裏,這種文法可以(yǐ)且放(fàng)電加瘤或者線割方式來完成。
4、把下模入子做成(chéng)無直邊形
這(zhè)種方法比較適合(hé)薄材料。一般在設計下模入子(zǐ)(刀口)的(de)時候都會留有3-5mm的直邊。而(ér)這種方法是沒有直邊直接做成8-15'斜度,因(yīn)此(cǐ)廢料(liào)是越向(xiàng)上間隙越小,而越往(wǎng)下間隙越大也(yě)就不容易向上跑料反彈了。
5、把下模入子留(liú)用3mm切離直邊餘下部(bù)分用(yòng)放電的方法把落料部分加大使廢料(liào)無積累,加長衝切衝頭的(de)長度。每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、衝頭如加裝頂針一樣加吹氣(qì)孔與吹氣裝置。由(yóu)於吹氣裝置可以和衝床聯動控(kòng)製吹氣的時間,因此可以適用較薄材(cái)料上,這一點是頂(dǐng)針防浮料無(wú)法比擬的。
7、下模或下模墊板加吹(chuī)氣槽
這一種與(yǔ)衝(chōng)頭吹氣原理相似又有不(bú)同,具體做法是(shì)在下模墊板(bǎn)做出氣(qì)道,然後在需要吹(chuī)氣(qì)的落料孔鑽向下45的斜孔貫穿落料孔(kǒng),而氣道與落料孔不通(切記這(zhè)一點),利用空氣(qì)住下吹的時候形成一個負壓(yā)空間把廢料吸下去。這種方法適用薄材料。
[浮(fú)料之對策]
8、采用外吸力吸廢料
方法是在下模模座下再增加(jiā)一塊下模輔助板把所有有可能甚至(zhì)所(suǒ)有衝(chōng)切部位的落料孔在輔助板上做成一個大落料框,焊上一個類似漏鬥的料(liào)管,然後用(yòng)工業吸料(liào)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(tōng)通進去,保險可靠。嗬嗬。
9、極(jí)薄(báo)材料(liào)0.10以下簡單形狀防浮
由於極薄材料的(de)衝壓間隙較小(xiǎo),上(shàng)麵一(yī)些防止廢料浮料的方法不是十分合適,如(rú)頂針頂料、下模做凸點、工業吸(xī)料器等。
對於這種材料來說,一般是(shì)把下模入子設計成8-12'無(wú)直身,然後通過試模測試出哪些下模入子容(róng)易跳屑。再把模具拆下來,用長(zhǎng)細頂針加金剛粉(鑽石膏)小心在下模(mó)入子做成(chéng)幾個對稱粗糙點。這種方法(fǎ)很管用的,不過需要鉗工水平很高。
[廢屑浮料之對策]
廢悄浮料最主要是由於設計的不合理或者材(cái)料本身的原因(yīn)造成的。
1、設計不合理方麵
在衝切工序排樣的時候(hòu)盡量避免有重切、過切現(xiàn)象。由於五金模具一般都是用CAD來做設計的(de),在做一些工序的時候沒有照顧好前麵的工序已經有半加工。