五金,端子下料型模具维修之能力

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1、前 言,本課程主要目的是通過課堂學習,使沖模維修工程師 具備五金,端子下料型模具維修之能力. 上課對象衝模維修師1 ,希望透過此課程 ,強化沖壓模具維修人員對下料型模具的異常問題分析及處理能力,在此課程中你將學習到 1.下料模具異常問題的發生現象 2.常見下料模具異常問題處理基本手法,課 程 目 標,課程大綱,一.下料型模具介紹,下料型模具主要包括五金模具和端子模具中純下料的模具。 端子模具中較常見的如:BTB,FPC產品系列等;五金模具中常見的如:PAD系列等。 廣義地講,凡是涉及下料的模具都可稱之為下料型模具。,1.1定義,一.下料型模具介紹,1.2 常見產品,下料型模具較常見產品如BTB

2、系列,FPC系列等,通常這些產品的尺寸要求比較高一般需要滿足公差在正負0.02mm以內。,一.下料型模具介紹,二.下料原理,下料指在壓力機的作用下利用模具使材料產生局部或整體塑性變形以實現分離或成形從而獲得一定形狀和尺寸制件的加工方法。,2.1定義,二.下料原理,如圖所示為沖Q235樣品時的沖裁力曲線。其中AB段為彈性變形區域即第一階段 BC為塑性變形并開始發生裂紋即第二階段C點沖裁力最大以后剪變位繼續增加壓力下降至D點材料完全破壞。由D至E點沖頭繼續下行以克服摩擦力和將沖下部分向凹模推進即第三階段。,二.下料原理,2.2力學特點,2.2.1 彈性變形階段由于凸模所施加的壓力材料產生彈性彎曲并

3、略有擠入凹模刃口,(如圖a)。,整個沖裁過程可分為三個階段彈性變形階段塑性變形 階段和剪裂階段。,2.2.2 塑性變形階段:材料受力已超過彈性限度,這時凸模擠入材料,同時 材料也擠入凹模由于材料反抗凸模 及凹模的擠入,產生彎矩M。(如圖b),二.下料原理,2.2力學特點,2.2.3 剪裂階段靠近凹模刃口邊的材料所受應力先達到材料的抗剪 強度,凹模刃邊材料發生裂紋此時凸模刃邊材料尚處于塑性狀態凸模 繼續擠入材料(圖a)。接著凸模刃邊的材料也產生了裂紋當凸模與凹模 單面間隙z/2合適時從凸模和凹模分別出現的剪裂紋擴展重合而使沖裁件 與材料分離(圖b)。分離后凸模繼續移動將沖裁件推入凹模(圖c) 。

4、,2.2力學特點,二.下料原理,沖裁所得的表面如右圖所示在沖出孔的上部有些微圓角稱塌角接著是由剪切形成的光亮光面最后是撕裂形成的毛面。而在廢料上也有類似的三部分只是分布位置的上下次序相反。,2.3沖裁斷面,二.下料原理,2.4沖裁斷面與間隙,I型 間隙很大 R很大 a很大 拉毛很大,II型 間隙較大 R較大 a正常 拉毛正常,III型 間隙適中 R減小 a正常 拉毛正常,IV型 間隙較小 R減小 a正常 拉毛及擠毛一般,V型 間隙很小 R很小 a很小 拉毛及擠毛增大,二.下料原理,附:低碳剛與沖裁斷面與間隙的關系:,二.下料原理,在沖裁過程中模具刃口處所受的壓力非常大使模具刃口與材料接觸面間出

5、現局部附著現象產生附著磨損。其磨損量與接觸壓力相對滑動距離成正比與材料 的屈服強度成反比是模具磨損的主要形式。 當間隙較小時接觸壓力會增大摩擦距離增長摩擦發熱嚴重導致模具磨損加劇使模具與材料間產生粘結現象還會引起刃口的壓縮疲勞破壞使之崩刃。 而間隙較大時材料彎曲拉伸相對增加模具刃口端面的正壓力增大容易產生崩刃或塑性變形使磨損加劇。,2.5下料間隙與模具壽命,二.下料原理,間隙過大或過小都會降低模具壽命。因此間隙合適或適當增大模具間隙可使凸凹模與材料間的摩擦減小并減緩間隙不均勻的不利因素從而提高模具壽命。 凹模端面磨損比凸模大原因是凹模端面材料滑動較為自由而凸模下的材料沿板面方向的滑動則受到了限

6、制。 凸模側面的磨損最大則是因為凸模側面受到卸料作用的長距離摩擦而加劇了磨損。 為了提高模具壽命可采用較大間隙若用較小間隙就必須提高模具硬度和制造精度對沖模刃口充分潤滑以減少磨損。,二.下料原理,2.5下料間隙與模具壽命,三.常見問題點及維修,3.1.1跳屑,所謂跳屑是被下掉的材料在落料孔內回跳對產品和模具本身都會 有較大影響。在試模中我們經常會碰到模具跳屑現象從而使產品有壓 痕料帶扇形等,進一步還會損傷模具。,3.1.2毛頭(邊),所謂毛頭是指在產品的邊緣出現的金屬絲或者金屬小顆粒塊。通常在 兩個工站接刀時都會產生或刀口衝子磨損較嚴重的情況下產生; 毛頭影響 產品的外觀若出現在功能區則會導致

7、產品喪失應有之功能。,3.1常見問題點,三.常見問題點及維修,三.常見問題點及維修,3.1.3壓傷,壓傷主要是指產品表面被破壞,導致外觀甚至功能NG。,3.1.6尺寸NG,產品下料尺寸不在規格內。,3.1.7其他,其他的問題比如V-CUT不良等。,3.1.4擠料,3.1.5扇形,扇形主要指料帶產生之弧形超過規格時影響后續制程。 (如電鍍自動裁切等),擠料通常是只由于跳屑等原因導致料帶不能順利通過模具。也 可以稱為誤送。,3.2.1.跳屑 引起被下掉材料回跳的主要原因是(從力學角度分析) 吸附于沖子刃口的力材料與下模內模壁的摩擦力+材料本身的重力,其原因分類有如下 落料形狀 落料孔間隙太大 分體

8、式模仁 沖切速度 沖子與模仁刃口磨損 沖子較短 加油太多或沖壓油過粘 模具零件未充分退磁 安裝吸塵器位置不對或安裝后未打開吸塵器,三.常見問題點及維修,3.2 維 修,三.常見問題點及維修,該模具刀口形狀如圖陰影部份為落去的材料刀口采用線割加工。在試模過程中沖切邊與圓孔都有跳屑現象發生。,3.2.1.1 落料形狀引發跳屑,材料下落過程材料被沖子切斷后和沖子一起做向下運動到位后沖子向上運動材料受力如圖所示。由于F1F2F3F4所示的四個面受力不均勻如圖面1和面4的材料在模仁內易往上翻當P吸力f摩擦力+G重力時材料就往上跳。,I:原因分析,三.常見問題點及維修,II:維修策略 對策一 沖子刃口下表

9、面划個小槽(也可在砂輪上磨一圓弧)使材料變形防真空吸附 如下圖所示。,對策二 沖子刃口做成如圖的斜刃口(陰影部分為材料)如上圖所示。,三.常見問題點及維修,對策三 在沖子邊緣用小銼刀銼三個斜面形成一錐形(原理如同在沖子端面磨一個凸筋)如下圖所示,通過上述几個對策的改善減小材料往上吸力加劇材料變形 (材料張力增大)與模仁干涉增加向下的磨擦力會增大從而降低跳屑機率。對于規則孔(包括封閉與半封閉)比如圓形(近視圓形)方形(近視方形)或細長方形(近視長方形)的下料形狀在設計時盡量變成異形孔。對于半封閉材料如可加燕尾槽以此來防模具跳屑。,1. 半封閉材料的下料易造成跳屑那是不是所有的半封閉材料都容易跳屑

10、?,2. 半封閉材料的下料易造成跳屑那是不是全封閉材料的下料就不易造成跳屑?,3.被下掉材料的大小有無不同呢?,?,三.常見問題點及維修,思考 :,三.常見問題點及維修,3.2.1.2 落料間隙太大引發跳屑,有一異形孔料厚為0.10MM模仁所放間隙為8 在試模過程中易發生跳屑現象。,如左圖所示的材料在沖切過程(廢料)從沖頭接觸加壓至完全切斷分離可分為三個階段 (1)彎垂期(彈性變形5%t) (2)剪斷期(塑形變形1/3t-與模仁干涉區) (3)撕裂期(撕斷區62%t) 最后由于材料受力產生塑性變形產生一個毛頭區(510%t)。,三.常見問題點及維修,I:原因分析 廢料切落時料帶與廢料上的變形區

11、如圖所示。當落料間隙太大(b值)則孔壁與廢料的撕斷裂痕相距較遠不能沿著傾斜方向相互迎合因此C90度而E90度使材料與模仁的干涉面(2)區域減小向下磨擦力減小從而在沖子往上運行時材料往上跳。,II:維修策略 對策一: 對模仁進行被覆(對于精密沖切Pitch1.0不易采用此法而改用吸塵器)觀察模仁有一光亮帶與暗色帶的分界線大概在離模仁表面1毫米左右(因為沖子下模仁1毫米左右)料卡住的地方在此處輕輕被覆一下可起到防跳屑作用(如右圖)。,對策二: 設變模仁. 1.重新設計使模仁間隙變小; 2.加工方面而言模仁有線割與研磨。 (1)就新模而言設計成所有模仁采用線割(線割可行的情況下)因為研磨面比較光滑與

12、光亮線割面則比研磨面的粗糙度大則材料受摩擦力大從而不易發生跳屑。 (2)從大量生產方面考慮設計成所有模仁加工由線割改為研磨(一般采用PG)因為線割會使模仁內表面產生氧化層(23 )使用久了易磨損導致間隙變大(且不易修復壽命短)造成跳屑。,三.常見問題點及維修,三.常見問題點及維修,3.2.1.3 分體式模仁引發跳屑 I:原因分析,如左圖所示由于ABC每個入塊本身有加工誤差(+/-2 )當沖子進入模穴時每個入塊的落料孔處受到向四周的擴散力從面導致落料孔的間隙增大易發生跳屑。,II:改善對策 設計時在周圍加砌塊。如右圖所示:用砌塊把ABC夾緊,且便于后續的修模。,三.常見問題點及維修,3.2.1.

13、4 沖切速度引發跳屑,I:原因分析 當沖切速度越來越高時沖子與材料產生的局部真空吸附就越大。如下圖,II:改善對策 盡量使設計合理化或安裝吸塵器。,如左圖當速度增高時P吸力越大 當Pf+G,材料就吸附在沖子上從而發生跳屑現象。,3.2.1.5 沖子與模仁刃口磨損引發跳屑,沖子與模仁刃口磨損如左圖所示磨損后沖切間隙加大。如圖落料間隙太大使剪斷區變小干涉面變小從而易跳屑。,II:改善對策 研磨沖子與模仁刃口.,I:原因分析,三.常見問題點及維修,3.2.1.6 沖子較短引發跳屑,三.常見問題點及維修,I:原因分析 下料完畢因為沖子較短被下掉的材料停留在離模面很近的地方沖子往上運動產生吸附使材料有往

14、上運動的趨勢材料還沒在模仁內滑動就因為翻轉面離開模仁往上跳了。,II:改善對策 加長沖子長度使沖子進入模仁的長度增加。,3.2.1.7 加油太多或沖壓油過粘引發跳屑 I:原因分析 因為油具有附著性而模具加油太多廢料也會因為沾上油具有附著性。從而使往上的吸附力更大發生跳屑。 II:改善對策 適當減少模具加油量并選用優質沖壓油。,3.2.1.8 模具零件未充分退磁引發跳屑 I:原因分析 當下完料沖子往上運行時由于模具零件未充分退磁材料受向上的磁力(僅限于鋼材類)吸引引起材料往上跳發生跳屑。 II:改善對策 組模時對模具零件充分退磁。,三.常見問題點及維修,II:改善對策 細心安裝吸塵器安裝完畢后D

15、ouble Check有無安裝錯誤同時把吸塵器打開。,I:原因分析 吸塵器裝偏漏空氣吸力沒有達到實際效果等使材料向下受力不夠發生跳屑。,3.2.1.9 安裝吸塵器位置不對或安裝后未打開吸塵器,三.常見問題點及維修,3.2.2 毛頭(邊),II:改善對策: 1.設變接刀工站; 2. 研磨刀口/衝子至適合位置;,I:原因分析 1.接刀處設計不合理; 2.刀口衝子磨損鈍化;,三.常見問題點及維修,I:原因分析 模具表面不平,鑲件/下模仁高度過高等 II:改善對策 使上下模仁和模板平整,3.2.3 壓傷,三.常見問題點及維修,下料尺寸NG,首先檢測下料工站尺寸是否NG,如果是,只有設變下料刀口。 有時下料尺寸是因后工站壓寬造成尺寸NG,只要是磨刀口與衝子就可改善。,三.常見問題點及維修,3.2.4 下料尺寸NG,3.2.5擠料,II:維修對策: 確認衝子高度,重新被覆刀口; 確認圓孔毛頭(邊),研磨刀口和衝子; 確認定位針磨損狀況有無變形;將變形更換定位針,檢查定位針與BUSH的配合狀況; 研磨刀口;衝子并合模觀察其間隙.架模前檢查模面是否平整;不平整則用油石和砂紙拋光;,I:原因分析: 1.跳屑( 被覆層失效) ; 2.定位不准,帶料; 3.夾屑;4.模面不平; 5.扇形; 6.壓力彈簧斷,lift不浮料;7.鎢鋼PIN磨損