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在模具圈里混，不能不懂沖壓模具這18般武藝
一、從廢料情況看出的信息
廢料本質(zhì)上就是成形孔的反像。即位置相反的相同部位。通過檢查廢料，你可以判斷上下模間隙是否正確。如果間隙過大，廢料會(huì)出現(xiàn)粗糙、起伏的斷裂面和一窄光亮帶區(qū)域。間隙越大，斷裂面與光亮帶區(qū)域所成角度就越大。如果間隙過小，廢料會(huì)呈現(xiàn)出一小角度斷裂面和一寬光亮帶區(qū)域。
過大間隙形成帶有較大卷邊和邊緣撕裂的孔，令剖面稍微有一薄邊緣突出。太小的間隙形成帶稍微卷邊和大角度撕裂，導(dǎo)致剖面或多或少地垂直于材料表面。
一個(gè)理想的廢料應(yīng)有合理的壓塌角和均勻的光亮帶。這樣可保持沖壓力最小并形成一帶極少毛刺的整潔圓孔。從這點(diǎn)來(lái)看，通過增大間隙來(lái)延長(zhǎng)模具壽命是以犧牲成品孔質(zhì)量換取的。
二、模具間隙的選擇
模具的間隙與所沖壓的材料的類型及厚度有關(guān)。不合理的間隙可以造成以下問題：
(1)如間隙過大，所沖壓工件的毛刺就比較大，沖壓質(zhì)量差。如果間隙偏小，雖然沖孔的質(zhì)量較好，但模具的磨損比較嚴(yán)重，大大降低模具的使用壽命，而且容易造成沖頭的折斷。
(2)間隙過大或過小都容易在沖頭材料上產(chǎn)生粘連，從而造成沖壓時(shí)帶料。過小的間隙容易在沖頭底面與板料之間形成真空而發(fā)生廢料反彈。
(3)合理的間隙可以延長(zhǎng)模具壽命，卸料效果好，減小毛刺和翻邊，板材保持潔凈，孔徑一致不會(huì)刮花板材，減少刃磨次數(shù)，保持板材平直，沖孔定位準(zhǔn)確。
請(qǐng)參照下表選擇模具間隙(表中數(shù)據(jù)為百分?jǐn)?shù))
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間隙的選擇（總間隙） |
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材料 |
最小 |
最好 |
最大 |
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紫銅 |
8% |
12% |
16% |
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黃銅 |
6% |
11% |
16% |
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低碳鋼 |
10% |
15% |
20% |
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鋁（軟） |
5% |
10% |
15% |
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不銹鋼 |
15% |
20% |
25% |
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%×材料的厚度=模具間隙 |
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三、如何提高模具的使用壽命
對(duì)用戶來(lái)講，提高模具的使用壽命可以大大降低沖壓成本。影響模具使用壽命的因素如下：
1、材料的類型及厚度;
2、是否選擇合理的下模間隙;
3、模具的結(jié)構(gòu)形式;
4、材料沖壓時(shí)是否有良好的潤(rùn)滑;
5、模具是否經(jīng)過特殊的表面處理;
6、如鍍鈦、碳素氮化鈦;
7、上下轉(zhuǎn)塔的對(duì)中性;
8、調(diào)整墊片的合理使用;
9、是否適當(dāng)采用斜刃口模具;
10、機(jī)床模座是否已經(jīng)磨損;
四、沖壓特殊尺寸孔應(yīng)注意的問題
(1)最小孔徑?jīng)_φ0.8——φ1.6范圍的沖孔請(qǐng)用特殊沖頭。
(2)厚板沖孔時(shí)，相對(duì)于加工孔徑，請(qǐng)使用大一號(hào)的模具。注意：此時(shí)，若使用通常大小的模具，會(huì)造成沖頭螺紋的破損。
例1、如下表的加工條件，加工孔徑雖然和A工位模具對(duì)應(yīng)，但請(qǐng)使用B工位模具。
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材質(zhì) |
板厚(mm) |
孔徑(mm) |
|
軟鋼(40Kg/mm2) |
6.0 |
8.2-12.7 |
|
4.5 |
11.0-12.7 |
|
|
不銹鋼(60Kg/mm2) |
4.0 |
8.2-12.7 |
例2、如下表的加工條件，加工孔徑雖然和B工位模具對(duì)應(yīng)，但請(qǐng)使用C工位模具。
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材質(zhì) |
板厚(mm) |
孔徑(mm) |
|
軟鋼(40Kg/mm2) |
6.0 |
22.9-31.7 |
|
4.5 |
30.6-31.7 |
|
|
不銹鋼(60Kg/mm2) |
4.0 |
22.9-31.7 |
(3)沖頭刃口部分，最小寬度與長(zhǎng)度的比例一般不應(yīng)小于1:10。
例3、長(zhǎng)方形沖頭，刃口長(zhǎng)度80mm時(shí)，刃口寬度取≥8mm最合適。
(4)沖頭刃口部分最小尺寸與板厚的關(guān)系。建議沖頭刃口部分最小尺寸取板厚的2倍。
五、模具的刃磨
1、模具刃磨的重要性
定期刃磨模具是沖孔質(zhì)量一致性的保證。定期刃磨模具不僅能提高模具的使用壽命而且能提高機(jī)器的使用壽命，要掌握正確的刃磨時(shí)機(jī)。
2、模具需要刃磨的具體特征
對(duì)于模具的刃磨，沒有一個(gè)嚴(yán)格的打擊次數(shù)來(lái)確定是否需要刃磨。主要取決于刃口的鋒利程度。主要由以下三個(gè)因素來(lái)決定：
(1)檢查刃口的圓角，如果圓角半徑達(dá)到R0.1毫米(最大R值不得超過0.25毫米)就需要刃磨。
(2)檢查沖孔質(zhì)量，是否有較大的毛刺產(chǎn)生?
(3)通過機(jī)器沖壓的噪聲來(lái)判斷是否需要刃磨。如果同一副模具沖壓時(shí)噪聲異常，說明沖頭已經(jīng)鈍了，需要刃磨。
注：刃口邊緣部變圓或刃口后部粗糙，也要考慮刃磨。
3、刃磨的方法
模具的刃磨有多種方法，可采用專用刃磨機(jī)也可在平面磨床上實(shí)現(xiàn)。沖頭、下模刃磨的頻度一般為4：1，刃磨后請(qǐng)調(diào)整好模具高度。
(1)不正確刃磨方法的危害：不正確的刃磨會(huì)加劇模具刃口的迅速破壞，致使每次刃磨的打擊次數(shù)大大縮小。
(2)正確的刃磨方法的益處：定期刃磨模具，沖孔的質(zhì)量和精度可以保持穩(wěn)定。模具的刃口就損壞較慢，壽命更長(zhǎng)。
4、刃磨規(guī)則
模具刃磨時(shí)要考慮下面的因素：
(1)刃口圓角在R0.1-0.25毫米大小情況下要看刃口的鋒利程度。
(2)砂輪表面要清理干凈。
(3)建議采用一種疏松、粗粒、軟砂輪。如WA46KV
(4)每次的磨削量(吃刀量)不應(yīng)超過0.013毫米，磨削量過大會(huì)造成模具表面過熱，相當(dāng)于退火處理，模具變軟，大大降低模具的壽命。
(5)刃磨時(shí)必須加足夠的冷卻液。
(6)磨削時(shí)應(yīng)保證沖頭和下模固定平穩(wěn)，采用專用的工裝夾具。
(7)模具的刃磨量是一定的，如果達(dá)到該數(shù)值，沖頭就要報(bào)廢。如果繼續(xù)使用，容易造成模具和機(jī)器的損壞，得不償失。
(8)刃磨完后，邊緣部要用油石處理，去掉過分尖銳的棱線。
(9)刃磨完后，要清理干凈、退磁、上油。
注：模具刃磨量的大小主要取決于所沖壓的板材的厚度。
六、沖頭使用前應(yīng)注意1、存放
(1)用干凈抹布把上模套里外擦干凈。
(2)存放時(shí)小心表面不要出現(xiàn)刮痕或凹痕。
(3)上油防銹。
2、使用前準(zhǔn)備
(1)使用前徹底清潔上模套。
(2)查看表面是否有刮、凹痕。如有，用油石去除。
(3)里外上油。
3、安裝沖頭于上模套時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)
(1)清潔沖頭，并給其長(zhǎng)柄上油。
(2)在大工位模具上把沖頭插入上模套底部，不能用力。不能用尼龍錘。安裝時(shí)，不能通過旋緊上模套上的螺栓來(lái)固定沖頭，只有在沖頭正確定位后才能旋緊螺栓。
4、安裝上模組合入轉(zhuǎn)塔
如果想延長(zhǎng)模具使用壽命，上模套外直徑和轉(zhuǎn)塔孔之間的間隙要盡可能地小。所以請(qǐng)小心執(zhí)行下列程序。
(1)清潔轉(zhuǎn)塔孔的鍵槽和內(nèi)直徑并上油。
(2)調(diào)整上模導(dǎo)套的鍵槽，使之與轉(zhuǎn)塔孔的鍵吻合。
(3)把上模套導(dǎo)直直地插入塔孔，小心不能有任何傾斜。上模導(dǎo)套應(yīng)該靠自身重量滑入轉(zhuǎn)塔孔。
(4)如果上模套向一邊傾斜，可用尼龍錘之類的軟材料工具把它輕輕敲正。重復(fù)敲擊直至上模導(dǎo)套依靠自身重量滑入正確位置。
注意：不能用力于上模導(dǎo)套外直徑，只能在沖頭頂上用力。不能敲擊上模套頂部，以免損壞轉(zhuǎn)塔孔，縮短個(gè)別工位使用壽命。
七、模具的檢修
如果沖頭被材料咬住，取不出來(lái)，請(qǐng)按如下所記項(xiàng)目檢查。
1、沖頭、下模的再刃磨。刃口鋒利的模具能加工出漂亮的切斷面，刃口鈍了，則需要額外的沖壓力，而且工件斷面粗糙，產(chǎn)生很大的抵抗力，造成沖頭被材料咬住。
2、模具的間隙。模具的間隙如果相對(duì)板厚選得不合適，沖頭在脫離材料時(shí)需要很大的脫模力。如果是這個(gè)原因沖頭被材料咬住，請(qǐng)更換合理間隙的下模。
3、加工材料的狀態(tài)。材料弄臟了、或者有污垢時(shí)，臟東西附著到模具上，使得沖頭被材料咬住而無(wú)法加工。
4、有變形的材料。翹曲的材料在沖完孔后，會(huì)夾緊沖頭，使得沖頭被咬住。有翹曲的材料，請(qǐng)弄平整后再加工。
5、彈簧的過度使用。會(huì)使得彈簧疲勞。請(qǐng)時(shí)常注意檢查彈簧的性能。
八、注油
油量和注油次數(shù)視加工材料的條件而定。冷軋鋼板、耐蝕鋼板等無(wú)銹無(wú)垢的材料，要給模具注油，注油點(diǎn)為導(dǎo)套、注油口、刀體與導(dǎo)套的接觸面、下模等。油用輕機(jī)油。
有銹有垢的材料，加工時(shí)鐵銹微粉會(huì)吸入沖頭和導(dǎo)套之間，產(chǎn)生污垢，使得沖頭不能在導(dǎo)套內(nèi)自由滑動(dòng)，這種情況下，如果上油，會(huì)使得銹垢更容易沾上，因此沖這種材料時(shí)，相反要把油擦干凈，每月分解一回，用汽(柴)油把沖頭、下模的污垢去掉，重新組裝前再擦干凈。這樣就能保證模具有良好的潤(rùn)滑性能。
九、模具使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題及解決方法
問題一、板材從夾鉗口脫出
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原因 |
解決方法 |
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模具卸料不完全 |
1.采用帶斜度的沖頭 |
|
2.在板材上涂潤(rùn)滑液 |
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3.采用重載模具 |
問題二、模具磨損嚴(yán)重
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原因 |
解決方法 |
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不合理的模具間隙（偏�。� |
增加模具間隙 |
|
上下模座不對(duì)中 |
1.工位調(diào)整，上下模對(duì)中 2.轉(zhuǎn)塔水平調(diào)整 |
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沒有及時(shí)更換已經(jīng)磨損的模具導(dǎo)向組件及轉(zhuǎn)塔的鑲套 |
更換 |
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沖頭過熱 |
1、在板料上加潤(rùn)滑液 2、在沖頭和下模之間保證潤(rùn)滑 3、在同一個(gè)程序中使用多套同樣規(guī)格尺寸的模具 |
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刃磨方法不當(dāng)，造成模具的退火，從而造成磨損加劇 |
1、采用軟磨料砂輪 2、經(jīng)常清理砂輪 3、小的吃刀量 4、足量的冷卻液 |
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步?jīng)_加工 |
1、增大步距 2、采用橋式步沖 |
問題三、沖頭帶料及沖頭粘連
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原因 |
解決方法 |
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不合理的模具間隙（偏小） |
增加模具間隙 |
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沖頭刃口鈍化 |
及時(shí)刃磨 |
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潤(rùn)滑不良 |
改善潤(rùn)滑條件 |
問題四、廢料反彈
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原因 |
解決方法 |
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下模問題 |
采用防彈料下模 |
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對(duì)于小直徑孔間隙減少10% |
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直徑大于50.00毫米，間隙放大 |
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凹模刃口側(cè)增加劃痕 |
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沖頭方面 |
增加入模深度 |
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安裝卸料聚胺酯頂料棒 |
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采用斜刃口 |
問題五、卸料困難
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原因 |
解決方法 |
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不合理的模具間隙（偏小） |
增加模具間隙 |
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沖頭磨損 |
及時(shí)刃磨 |
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彈簧疲勞 |
更換彈簧 |
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沖頭粘連 |
除去粘連 |
問題六、沖壓噪音
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原因 |
解決方法 |
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卸料困難 |
增加下模間隙、良好潤(rùn)滑 |
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增加卸料力 |
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采用軟表面的卸料板 |
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板料在工作臺(tái)上及轉(zhuǎn)塔內(nèi)的支撐有問題 |
采用球面支撐模具 |
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減小工作尺寸 |
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增加工作厚度 |
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板料厚 |
采用斜刃沖頭 |
十、使用特殊成型工具的注意事項(xiàng)
1、不同型號(hào)的機(jī)器滑塊的行程不同，因此要注意成型模具封閉高度的調(diào)整。
2、一定要保證成型充分，因此需要仔細(xì)調(diào)整，每次調(diào)整量最好不要超過0.15毫米，如果調(diào)整量過大，容易造成機(jī)器的損壞和模具的損壞。
3、對(duì)于拉伸成型，請(qǐng)選用輕型彈簧組件，以防止板料的撕裂，或因變形不均勻卸料困難等。
4、在成型模具周圍安裝球型支撐模具，防止板料傾斜。
5、成型位置應(yīng)當(dāng)盡量遠(yuǎn)離夾鉗。
6、成型加工最好放在加工程序的最后來(lái)實(shí)現(xiàn)。
7、一定要保證板材良好的潤(rùn)滑。
8、定貨時(shí)注意特殊成型工具的讓位問題，如果兩個(gè)成型的距離比較近，請(qǐng)一定要跟本公司銷售員進(jìn)行溝通。
9、因?yàn)槌尚凸ぞ咝枰^長(zhǎng)的卸料時(shí)間，因此成型加工時(shí)一定要采用低速，最好要有延時(shí)。
十一、使用長(zhǎng)方形切斷刀的注意事項(xiàng)
1、步距盡量大，要大于整個(gè)刀具長(zhǎng)度的80%。
2、最好通過編程來(lái)實(shí)現(xiàn)跳躍步?jīng)_。
3、建議選用斜刃口模具。
十二、在不超過機(jī)器公稱力的情況下如何沖孔
生產(chǎn)過程中需要沖大于114.3mm直徑的圓孔。如此大的孔會(huì)超出機(jī)器公稱力上限，特別對(duì)于高剪切強(qiáng)度材料。通過多次沖孔的方法沖出大尺寸孔可以解決這一問題。使用小尺寸模具沿大圓周長(zhǎng)剪切可以降低一半或更多的沖壓力，在你已經(jīng)擁有的模具中可能大部分模具都能做到。
十三、一個(gè)沖大圓孔的簡(jiǎn)易方法
這種凸透鏡的模具可被制成你所需半徑尺寸。如果孔徑超出沖床公稱力，我們推薦使用(A)方案。用此模具沖出圓形的周邊。如果孔徑能在沖床公稱力范圍內(nèi)沖成，那么一個(gè)放射形模具和一凸透鏡模具就能在四次之內(nèi)沖壓出所需的孔而無(wú)須旋轉(zhuǎn)模具(B)
十四、最后才向下成形
當(dāng)選用成形模具時(shí)，應(yīng)避免進(jìn)行向下成形操作，因?yàn)檫@樣會(huì)占用太多垂直空間和導(dǎo)致額外的平整或彎曲板材工序。向下成形也可能陷入下模，然后被拉出轉(zhuǎn)塔，然而，如果向下成形是唯一的工藝選擇，那么應(yīng)該把它作為對(duì)板材的最后一步處理工序。
十五、防止材料扭曲
如果你需要在板材上沖切大量孔而板材又不能保持平整，成因可能是沖壓應(yīng)力累積。沖切一個(gè)孔時(shí)，孔周邊材料被向下拉伸，令板材上表面拉應(yīng)力增大。下沖運(yùn)動(dòng)也導(dǎo)致板材下表面壓應(yīng)力增大。對(duì)于沖少量的孔，結(jié)果不明顯，但隨著沖孔數(shù)目的增加，拉應(yīng)力和壓應(yīng)力也成倍增加直到令板材變形。
消除這種變形的方法之一是：每隔一個(gè)孔沖切，然后返回沖切剩余的孔。這雖然在板材上產(chǎn)生相同的應(yīng)力，但瓦解了因同向連續(xù)一個(gè)緊接一個(gè)地沖切而產(chǎn)生拉應(yīng)力/壓應(yīng)力積聚。如此也令第一批孔分擔(dān)了第二批孔的部變形效應(yīng)。
十六、如果你的不銹鋼翻邊變形
在制造翻邊之前向材料施用優(yōu)質(zhì)成形潤(rùn)滑劑，這能令材料更好地從模具中分離出來(lái)，在成形時(shí)順暢地在下模表面移動(dòng)。如此給予材料一個(gè)更好的機(jī)會(huì)去分布被彎曲和被拉伸時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力，防止在成形翻邊孔邊上出現(xiàn)的變形和翻邊孔底部的磨損。
十七、克服卸料困難的幾點(diǎn)建議
1、使用帶有細(xì)芯膠粒的沖頭。
2、增加下模間隙。
3、檢查彈簧的疲勞程度。
4、使用重載型模具。
5、適當(dāng)采用斜刃口模具。
6、潤(rùn)滑板材。
7、大工位模具需要安裝聚胺脂卸料頭。
十八、造成廢料反彈的主要原因
1、刃口的鋒利程度。刃口的圓角越大，越容易造成廢料反彈。
2、模具的入模量。每個(gè)工位模具沖壓時(shí)，入模量的要求是一定的，入模量小，易造成廢料反彈。
3、模具的間隙是否合理。不合理的模具間隙，易造成廢料反彈。
4、被加工板材的表面是否有油污。
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