浮料现象在五金冲压模具中(zhōng)是一种常见的(de)不良之现象,浮料产生的原因是多(duō)种的,因此其解决(jué)方法也是多样的。有的废料是由于模具设计不良产生的,有的是由于原材料不良造成的,有的是(shì)因为冲压操作者造成的。需作出一个有效的快速的解决方案时,应先仔细研(yán)究其种类及原因。下(xià)面以鄙人在五金模具(jù)设计之中的经验(yàn)与各位朋友分享与交流,有(yǒu)不当或不足之外请指教。
一、浮料之种类
今天先讲浮料之种类,对于浮料来说,本人依据其大(dà)小与形成因(yīn)素把其分为(wéi)三种
1、废(fèi)料之上(shàng)扬现象
废(fèi)料是指在单一冲切(成型)工序(xù)中脱离产品之部分。其大小一般情况下与(yǔ)下模刀口形状相同。其面(miàn)积与危害在三种现象中是最大的。当(dāng)这种现象出现的时候有(yǒu)可能使冲头或刀口崩裂(liè)甚至崩断,有可能使产品之导正针断裂,还有可能使模板产生裂纹。
2、废屑之上扬现象
废屑是指单一工序中产生的非整体产品或是非(fēi)整体废(fèi)料。其大小(xiǎo)相对比较(jiào)小,像产品之毛边(毛刺)脱落形成;冲切废料细丝等。出现这种情况(kuàng)时反映在产品出现擦伤、刮伤、凹坑或凹痕的现象。这种情况最主要是对产品(pǐn)造成不良,但这种(zhǒng)情况在模(mó)具生产是最为常见也是比较(jiào)隐蔽(bì)的。
3、废粉之上扬现象
废粉是指单一工序中因冲头与产品之间的摩擦产(chǎn)生的微细粉屑。这种现象在产生初期肉眼一(yī)般难以发现,只有当积累一种程度时,冲(chōng)头与入仔发生颜色变化时才容易辨别。当废粉达到一定程度时,容易造(zào)成冲头断裂或者入模入子崩裂。最容易发生在黄铜基与铝基材中(zhōng)。
二、浮料(liào)之(zhī)原(yuán)因(yīn)
1、废料(liào)上扬之浮料
废料(liào)上扬的原(yuán)因(yīn)首(shǒu)先来分析一下力的来源,废料由于一般与冲头或下模刀口的形(xíng)状(zhuàng)相同,因此,废料在(zài)模具的入子内应该有一定的摩擦力存在(zài),从冲切的(de)原理上来说,废料在切离以后由于材料的塑性或者(zhě)说弹性变形的存(cún)在其会恢复组织结构,换(huàn)句话说其在无约束实(shí)际形状应该大于下(xià)模刀口形状,这也(yě)是为什么当把废料从入子(zǐ)里面取出来的后再也不能轻松的把废(fèi)料再填充(chōng)到下模(mó)入子里去的(de)原因。如果(guǒ)促使废料上扬应该有一个往上的(de)力量而且大于该摩擦力(lì)及(jí)张力总和。这个力量有可能来自两个方向,一是废(fèi)料材料本(běn)身存在的张力或弹力(lì),由于(yú)废料在冲切的过程中有折曲(简单说)塑形变形,因(yīn)此(cǐ)当(dāng)冲头脱离它时,其内部的张力会有一个反弹的力量,或许是向下或许是向上;二是来自外部的力量,这个力量也有两个方面,在冲头与下模入子切离(lí)时,冲头表面与原材料(及废料)紧密贴合(hé)在
一(yī)起(qǐ)与下模(mó)入子组成一个封闭的空间产生一(yī)个真空状(zhuàng)态,当冲头上升的(de)时候,破坏这(zhè)一个真空状态因此在空气的(de)负压的(de)作(zuò)用(yòng)诱使废(fèi)料与冲头一起上升产生废料上扬的(de)现(xiàn)象;其次,在一(yī)般冲(chōng)压过程中,在下模(mó)入(rù)子(zǐ)里面都(dōu)有废料重(chóng)叠的现象,当(dāng)最新一(yī)片废料加入时(shí),其它的废料本身的内力(反弹力)也会促使新废料上扬。所以当冲压速度非常低,而且无废料积料的现象存在的进候,废料类的浮料现象很少发生。这(zhè)也(yě)是其原由之一。
2、废屑上扬之浮料
废屑是如何产生的?它有几种情况,一是产品或废料的(de)毛刺(或者称为毛头)的脱落;一是冲头或(huò)模具的其它部分与原(yuán)材料的不正常刮伤或撞伤造成细小废料,这最主要是由于冲头在需要对原材料作出过度作用时而没(méi)有相对应的结构;三是由于原材料在冲(chōng)压之前已经做了(le)表面处理,而(ér)表面处理层与材料本身还(hái)是存在(zài)一定的非(fēi)结构融合性的现象而会使材料的边缘分离脱落;还有一种是由于模(mó)具设计的不合理,存在二次冲切(重切)或者过小(xiǎo)废料切削(xuē),一般来说冲切的宽度不(bú)应该小于1/3材料的(de)厚度(dù),这些过小(xiǎo)的切削废料容易(yì)与主体大废料脱(tuō)离或由于硬化崩断形成废(fèi)屑(xiè)。
3、废粉上(shàng)扬的原因
废粉是原材料结构性原因造成的,前面有说过是铝基与黄铜基材料容易发生这(zhè)种(zhǒng)状况。对于原材料来说(shuō)是没有办法,而形成这种的原因是冲头或入子的表(biǎo)面有粗糙度存在也就是说在一定放大的程度下其(qí)表面有凹坑。当冲头或入子接(jiē)触原材料的时候(hòu),就会摩(mó)擦(cā)原材料(像锉刀锉铁一样)产生废粉了。
三、浮料之对策
1、废料(liào)浮料之对策
通过以上两则的现(xiàn)象与形成原因,因(yīn)此可以分析出模具(jù)的对策。先对每一种废料浮料的方法来做(zuò)一下说明。
A、排料设计不当之引起的浮料
这种浮料最主要出现(xiàn)在排料的过程中,大多数产生(shēng)了比较简单(dān)的冲切形状。如方形(xíng)、较小边异形废料。
这个时候一般应该在设计时候故意做成工艺缺口,如梯形、燕尾形。使简单的冲(chōng)切形(xíng)状复杂,加大废料的摩擦力阻止废料反弹与真(zhēn)空吸(xī)料。
B、冲(chōng)切孔本身是(shì)形状简单
如圆孔、方孔等。这(zhè)种情况下从废(fèi)料浮料形成原因着手,一是改变反弹(dàn)方向,二是减少真空面(miàn)积。常有的方法如,1、把(bǎ)冲头磨成单边斜面或双边斜面,这样一可以使材料变形,使材料内部与外部的反弹力降低,二是降低了真空面积。2、还可在冲圆孔(kǒng)的时候在圆形冲头中(zhōng)央磨一个小的凸台(tái),其作用与斜面一样,不过这种方法对圆孔比较有效一些。3、当切离边为(wéi)三边或两边(biān)时,不需切离的(de)冲头边做(zuò)成一定的台阶,这样在冲压的时候可以先做一个有点(diǎn)折弯的动作使废料向下变形有利于废料落料。4、把冲头的(de)切离面做成波纹形或者说粗糙面,可以用锉刀或电磨加工,增加空气量而减少真空量。
C、对于所有有可能或者产生浮(fú)料的冲切形状
上(shàng)面B种方(fāng)法(大多数是钳工(gōng)加工的)有时候并不是可以(yǐ)完全解决(jué)问题的时,这时应该从设计(jì)上靠考虑(lǜ)加以解决
1、冲切冲(chōng)头里加顶料针
在容易发生(shēng)浮料的冲头里(lǐ)加装(zhuāng)顶料针与(yǔ)弹簧,在(zài)分模的时候利用顶料针把废料顶在下模入子里。这种方法适合冲切形装比较大而原材料比较厚的场合。
2、下(xià)模入子与冲头做(zuò)尖角凹坑
即本身的正常步距应该是等于冲头(tóu)切离形状面,但是在冲切形状面(miàn)靠(kào)近送料一端故意做成一个(gè)如三角形等异形凹坑而另一个切边按正常(cháng)边设计,这(zhè)样在(zài)一步冲切的时候,需(xū)要切离边由于有凹坑(kēng)而会多出微(wēi)小三(sān)角形的凸起而大于(实际上是超出)另一个切离边,这样再把相对应的冲头做圆角处理不形成冲切效果,多出来的三角边就会被拉进下(xià)模(mó)入子而(ér)强力抵住下模入子增大摩擦力从而防(fáng)止反弹或抵止(zhǐ)真(zhēn)空吸料。
3、下模入子孔边(biān)作对称挤压点
通常在设计下模(mó)入子的时候会与冲头对(duì)等间(jiān)隙配合,而为了防止浮料,在下模入子做出1对(duì)或(huò)2对对称点分别小于(yú)冲(chōng)压间隙1/2左右,这(zhè)样在冲切废料的(de)时候由于小间(jiān)隙冲压而把废料卡住在下模(mó)入子里(lǐ),这种文法可以且放电加瘤或者线割方式来完成。
4、把下模入子做成无直边形
这种方法比较适合薄材料。一般在设计下模入子(刀口)的时候都会留有3-5mm的直边。而这种方法是没有直边直接做成8-15'斜度,因此废料是越向上间隙越小(xiǎo),而(ér)越往下间隙越大也就(jiù)不容易向上跑料反弹了。
5、把下模入子留用3mm切离直边余下部分用放电的方法把落料部分加大使废料无积累,加长冲切冲头的长度。每一次冲切都(dōu)把废料冲离(lí)到落料区,使废料不可能向(xiàng)上浮料。
6、冲头如(rú)加(jiā)装顶针(zhēn)一样加吹气孔与(yǔ)吹气装置。由于吹气装置可以和(hé)冲床联动控制吹气的时间,因(yīn)此可以适(shì)用较(jiào)薄(báo)材料上,这一点是顶针防浮料无法比拟的。
7、下模或下模垫板加吹气槽
这一种与冲头吹气原理相似又有不同,具(jù)体做法是在下模垫板做出气道,然后在需要吹气的落料孔钻向下45的斜孔贯穿落料孔,而气道与落料孔不通(tōng)(切记这一点),利用空气住下吹的时候形成一个负压空间把废料吸下去。这种方(fāng)法适用薄(báo)材(cái)料。
[浮料之(zhī)对策]
8、采用外吸力吸废料
方法是在下模(mó)模座下再增加一块下模辅(fǔ)助(zhù)板把(bǎ)所有有可能甚至所有冲切部位的落料孔在辅助板上做成一个大落(luò)料框,焊上一个类似漏斗的料管,然后用工(gōng)业吸料器的连接在料管上。通过吸料器的吸(xī)力(lì)把所有的废料都吸入工业吸料器里;什么(me)废料废屑通通进去(qù),保险可靠。呵呵。
9、极薄材料0.10以下简(jiǎn)单形状防浮
由于极薄材料(liào)的冲压间(jiān)隙较小,上面(miàn)一些防止废(fèi)料浮料的方法不(bú)是十分合(hé)适,如顶(dǐng)针顶料、下模做凸点、工(gōng)业吸料器(qì)等。
对于这种材料(liào)来说,一般(bān)是把下模入子(zǐ)设计成8-12'无直身,然后通过试模测试出哪些下模入(rù)子容易跳屑。再把模具拆下来,用长细顶针加金刚粉(钻石膏)小心在下模入子做成几个对称粗糙点。这种方法(fǎ)很管用的,不过需要钳工水平很(hěn)高。
[废屑浮料之对策]
废悄浮料最主(zhǔ)要是由于设计的不合理或者材料(liào)本身的原因造成(chéng)的。
1、设计不合理方面
在冲切工序排样的时(shí)候尽(jìn)量避免有重切、过切现象。由于五金模(mó)具一般都是用CAD来做设计的,在做一些工序的(de)时候没(méi)有(yǒu)照顾好前面的工序已经有半加工。