全切入凹模,根据理论经验,普通冲模的切入量应在3-5mm,而高速级进模考虑提升模具的运行速度,可控制在1mm,凹模的刃口有效端长度L应保证凸模完全切入凹模后,残留屑料不超过3片,下面再做成一个倒退拔的角度或者让位,利于屑料下落,防止回跳,如图12。
2.1.4模具结构上的考虑
(1)凸模中间钻孔通压缩空气,如图13示:利用凸模端面吹出的高压气体吹落屑料,但此种方法有其局限性,如果屑料受力不均,发生翻转反翘,容易迭加在一起,出现堵料。
(2)借鉴真空发生器原理吹落屑料。如图14所示:在凹模垫板的下方通入高压气体,使凹模刀口里的屑料下方形成负压,从而将废料吸下去。
(3)凸模前端加顶料销。为了防止吸附,可在较大的凸模上设计增加顶料销机构,对于防止跳屑很有效果,但需注意顶料销设计的大小及位置。直径过大,顶料销端面会产生吸附效应,位置偏离中心过多,会使屑料发生翻转跳出,或迭加堵料。正确的方法是将顶料销设计在凸模中心,端部做成半球形,防止吸附跳屑。如图15所示。
2.2组装试模段的改善与防止
对于跳屑,永久性的对策是在设计段就应该考虑,并且能够兼顾模具结构的合理性和保证模具的使用寿命。
组装调试阶段所采取的措施基本都是临时性的对策,针对性很强,并可能会影响模具刃口寿命,或者降低生产效率。
2.2.1增加凹模刀口的粗糙度
对于有些容易跳屑的工站,拆下凹模镶件在显微镜下仔细观察,如果发现刃口侧壁的光洁度非常高,应该考虑使用放电被覆机把侧壁面修整粗糙,被覆上一些金属颗粒,增大摩擦系数,提高对屑料的咬合力。注意被覆时应尽量让开凸模所切入的1mm深度,防止凸凹模剪切时咬伤凸模。或者在凹模的刃口部位用锉刀进行倒角,修钝刃口的锋利度,深度不要超过0.05mm,修整后,凹模上表面的切削部位会比下面大,因此屑料被凸模挤入下面后,会与比它尺寸小的凹模紧紧咬合而难以跳屑。
2.2.2修整凸模的端面
如果模具发生了跳屑,除了观察凹模之外,凸模的作用也应充分考虑到。很多的跳屑,是因为吸附作用造成的。对于外形全部为钝角的屑料,特别要考虑凸模的吸附作用。在模具装配阶段,可以在凸模前端焊接一些小凸起物,或者直接将凸模的切刃边进行倒角,以降低吸附产生的风险。
2.2.3降低模具的SPM
对于活塞效应或者因空气压缩而发生的跳屑,除了上述方法之外,可以在调机的时候。实践证明,模具在低速运转时,可以大大减少跳屑的机会。这是因为SPM低,模具打开时,屑料上方的负压真空来的及补充空气,同时低速运转时机台有充分的时间响应紧急停止,降低模具打坏的风险,但此举会影响模具的产能。考虑到切削油会产生吸附剂的效果,应根据不同的材料应选用不同黏度的切削油。对于材料很薄容易产生吸附跳屑的模具,应考虑将切削油加在材料的下表面,防止与凸模产生黏连吸附。切削油的用量,应根据模具运转SPM的不同而改变,在生产中,需遵循以下原则:
SPM<400时,1滴/4秒;
400
700
2.2.4加装吸尘器
对于某些因真空吸附而频繁发生跳屑的模具,为了不降低SPM而影响产能,可在机台下方模具废料收集箱上加装吸尘器,如图16所示。由于吸尘器的作用,屑料下方产生一个负压,可以抵消上方的负压,使废料易于从凹模中脱落。
在模具生产过程中,为了防止屑料跳出后,模具继续高速拍打,损坏模具,模具上必须加装跳屑检知块。一旦有屑跳出,卸料板压下时会有倾斜,立即被跳屑检知块检测到,自动紧急停机,从而有效保护模具。
3 小结
在精密高速级进模设计生产中,跳屑是无可避免的一大困扰。本文从设计和生产的角度分别提出的几点解决手法,可以有效防止跳屑的发生,值得借鉴一用。同时,也旨在抛砖引玉,希望业内的行家能够提出更好的解决方法,供大家参考,共同提高我国的模具制作水平。
参考文献
[1]日本.press技术.1997年6月号.
[2] 姜奎华.冲压工艺及模具设计.北京:机械工业出版社,1998.
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