冲压模具的一些问题和处理方法

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冲压模具的一些问题和处理方法

在产品类别日益增多的情况下,随着制造公差的细小,有着违反冲切特性,料料特性的挑战,在满足客户需求的基本前提下 ,冲压加工在其高速量产的本务上,工程中 人,事,地,物,机具,管理等的种种差异与变化 ,使得延生出许多无奇不有的技术障碍 ,随着冲压团队经验的累积,对较严重且易发生的变因以能对其根本掌握并加以控制,此将针对模具生产部份所生之不良付诸文字,其列举之例并非以篇盖全 ,技术之渊至深广仍需团队诸君共同努力研究.

跳屑 :
由于高速冲切时,冲头吃入材料,造成冲头端部与材料间呈真空状态,故冲切后料片随之吸附跳出模穴. 造成行进间的料带压伤,及变形.其冲切的轮廓形状,间隙,材料特性及厚度,冲切油选用及用量 ,S.P.M速度, 刀口利钝,冲切深度- - - - -等.都是影响跳屑的主要因素.厂内以下模披覆和空气吸引最为常用, 另有落料锥度的变化, 吹气法,冲头端面变化法,顶料杆设制,下模抓料法,下料轮廓变化法,下模刃口修角法及吃入深度,- - - 等调整法视实务搭配使用.

防跳屑法举例:
a.披覆法

b.倒锥度

c.阶级孔 &抓料钩.

d.修R弧

e.下料轮廓改变轮廓

2.偏摆:
细长件在冲切时,因受冲切断面来自的分力影响, 使得成品偏移所规范理想的中心线, 其受异物压挤亦会造成偏摆之不良.

在弯曲工程中 , 针长扭转,弯曲成形冲头与下模不对称, 亦会造成弯曲后成品的偏摆 . 一般就藉其特性 ,施以打点,斜面,设计补正等调整措施来控制.

3.冲头研削方向
冲头加工成形,其加工方向及粗糙度,将会影响冲切剥料阻力,成品精度,切线美观,切断面,刀具寿命,摩擦力造成之扭曲,粉屑,- - - - 等不良.

若要求甚严之高速精密冲切,其冲头更须施以抛光, 以控制上述之变因.

4.切边之必要性
由于卷材系由呀压延后裁分所需之宽度尺寸,故卷材之边侧留存较不均的应力及毛边,随冲压工站的传送及冲压处的不平均,导致应力随之释放, 使得料带受力变形. 另因铜材搬运和堆栈的方式, 材料边际会受外力碰撞些许变形;分条裁切之直线性亦会受材料特性差异的影响,所以在确保连续模制品均质性和顺送的考虑,会施以适当之切边工站.

5.细 • 圆孔之阻塞
由于落料路径的不顺畅 ,造成废屑屯塞,迭挤堵住落料口,经下料次数的增多,反作用力终将冲头挤压造成挫屈断裂.

其下模 a.落料斜度大小 b.刃口直线部的长短 c.背板模座逃孔的大小 d.切削油的粘度 e.冲剪的轮廓 f.落料过度翻转,- - - 等,均影响落料的难易.

6.尖角不良:
当成品要求锐角时,常因刀具的加工极限和角隅冲剪的尖端应力集中,导致成品无法达尖锐之要求并有受冲剪之拉应力向下成一模辊.

一般会分割其下模入块来克服加工之死角,或以间隙经验值来减低, 另角隅要求高时剥板亦可采分割研磨方式来缩小R弧,对于较厚之材料亦可施以较重的压料力剪切或二次修边冲切,其较高速的冲压亦可改善, 若允许其刀口的利钝及较小剪斜角都是可缓和的措施.

7.粉屑:
在冲压过程中,因模具,材料,机具特性的不协调导致在高速的冲切中,材料受摩擦延伸有刮,搓,挫,压,磨,- - - 等破坏. 使料带边际 ,表面 ,毛边 ,晶粒,镀层,- - -等,受力脱离 ,由于体积细微 ,在长期的冲压中积累,不管是对模具寿命,成品尺寸外观和电镀功能性都是严重的致命伤.

常见原因有 a.冲剪间隙不当 b.弯曲冲子下模角隅无消除 c.过切重复切刀口模摩擦 d.毛边过大 e. 穿越间隙过小 f. 刀具加工痕及面粗度 g. 弯曲间隙擦光 h.导位销刮磨 i. 材料硬度 j.模具本身零件摩擦剥落 k.导套铝屑,- - -- 等.

8.压伤:
因模具零件的安装不当,或异物 ,零件干涉所造成料带表面破坏成品外观上的不良.

常见的有a.冲子未让位 b.跳屑 ,模具脏污c.冲子下模长度错误 d. 角隅无消除 e.模仁面粗糙 f.扇形,来料不良 g. 送料段干涉不良 h.模具合模线中的干涉 i.模具零件的崩落- - - 等造成原因.

操作者必须依实际料条不良情况,对照上述等假设变因,逐样于以彻底修除.

9.翘曲:
料带经冲切成形后所造成之本体的弯曲现象. 其造成的原因除冲切成形不平衡应力导致桡度外,其卷材包装造成的弹性疲乏,切边的有无 ,送料的平顺性 ,材料本身的内应力大小,均质性等.都是影响的要因.

除模具设置的调整站外,辗平机的使用,料带 Layout的强度 ,空站的设置 ,浮升具与剥板的配合 ,物料搬运的稳定性及存放,- - - 都有其改善的空间.

10.擦伤:
材料或成品在成形过程中,受模仁摩擦所造成之表面之损伤. 另铜材氧化的判别亦需注意.

常见有 a.直角弯曲间隙过小 b.接触R弧过小 c.面粗度不佳 d.摩擦面过长过大 e.润滑不当,模具精度不佳 f. S.P.M 的速度,行程速度的等速性 g.模仁加工对称度不佳h.调整杆斜面角度 i.料片成形中的滑移 j.冲床下死点精度不良 - - -等均会造成.

所以必视产品的要求性 ,及后加工性质, 在变项中加以控制及优化.

11.弯曲变形 :
由于材料本身大小 ,厚度,形状等特性的不同,在不同位置的弯曲成形在线做功,加上成形模仁设计的不适当,延伸出成形的困难性 ,造成无法全达到我们预设的永久变形.

常见有细长件的偏摆,细窄边缘的折弯,折法籣 ,摩擦干涉,流动不良的成形弯曲 ,都可因为模具及成行条件的不良造成,由其在成形条件无法覆盖料材内应变时 ,不均匀的弹性变形就会产生.

12.剪切方向对弯曲裂痕之影响:
料片剪切面及撕裂面在弯曲侧的不同,裂痕产生的可能性亦有所高低 ,当R/T值不变时,光滑的剪切光泽面于外拉伸侧,边际较不会产生裂痕 ,反之则裂痕易从粗糙的撕裂面顺隙产生裂痕,影响成品强度.

另在材料压延方向 (Good way & Bad way) ,对弯曲裂痕影响更大. 所以在功能性要求高的弯曲处 ,要考虑是否超越其最小弯曲 R .

13.弯曲回弹:
材料弯曲成形后 ,当外力消除后 ,材料本身的弹性变形会导致成形夹角会外弹变大; 其R/T,材质,冲床吨数及弯曲型式都会对回弹角度的值有所影响.

除倚靠经验值及缩小R补正外,还会采用偏移中心二次弯折,压折线,角隅逃逸 ,折弯 R弧浮凸,冲头接触面逃逸和运用调整杆,侧滑块等加以运用控制.

14.预镀材较佳之成形R:
依产品的功能性不同,会使用以完成电镀的料材,因镀附材的特性和基材的特性有异,外观亦较细致光亮,故较剧烈的成形及过小的成形R,都是造成成形过程中路径不滑顺,而导致摩擦力过高伤害表面镀层,降低其电气特性.

常施以钳工抛光,加大R,增加工站来于以优化. 附图为较佳之参考值.

15.送料不准 & 误送:
料带在进给过程中,其进给行程(Pitch)会有所变化,而导致成品尺寸差异,严重者导致误送无法再进进给.

一般造成原因有 a.送料机垫片磨损 b.标准Gauge 安装错误 c.卧式送料机无作动d. 送料垂弧导致后缩 e.导料销位置精度f.导料销的初始定位g.放松时间的调整 h.导料销的直线长度 i.是否需踢料 j. 料条前端及缺口处有无碰撞干涉 k.扇形 l.翘曲 m. 浮升具型式弹簧强度n.导板与料带的滑动间隙及平行性 o.导板有无平顺 - - -等变因.

16.扇形:
料带在经冲压工过程中,其料带会遭受来自冲剪,弯曲成形 ,压料力,和料带本身桡度 ,其料带会产生曲率呈一扇形 .

扇形不但影响冲模本身的顺送性,更会导致后制程电镀及装配无法上线,除上述外 ,其非常态的压伤,成形的拉扯亦是造成扇形的要因 .

一般采其特性 ,利用调整杆打点冲挤来抵消其变形桡度,其它异物的清扫及模具的钳工修整都是必要的优化措施 .

17. 高低针 :
在长针弯形端子 ,在其接触区或身长 ,易受成形因素影响 ,在其标齐在线呈高低起浮状. 使产品易产生短路现象.

一般除成形回弹造成的不同外,模具压着,二次冲压的不良,包装纸张力的压着,后制程不良的拉扯,装配夹具的配合性等 .

可由模具的调整站来矫正,但须注意来料的均质性及机具的周期变化,适时的察验,才不会跳脱质量的规范 .

18.结合自动化落料:
除多数料带是卷收外,有多数散装的端子或五金壳件,都必须考虑在高速冲压中考虑落料收集的确实性.

一般有自由落体 ,踢料杆采用,空气的吹移吸引,斜落,二次机具剥除,弹性体的弹出.

在低速加工中 ,可采机构拨杆,吸盘手,磁性手 ,机构推移- - -等模具机构自动化来配合作动.

19.有关顺送不良:
料带在模具中进给,其顺送性是影响冲压S.P.M的要因之一 ,必将阻碍消除或至碰触的平滑性提高 . 所以 a.浮料的高度和平衡性 b.浮升具的型式 c.成品形态的进给方向 d.料带厚度强度是否易于传送 e.送料的幅长 f.多料带的几何变化 g.导板的滑动间隙高度 h.定位导引具的脱离性 i.跳屑 j.扇形 k.模具安装正确的定位 l.来料的平整性.m.空站设置的搭配 n.来自送料机段的不良 o.送料高度调整 p.定位销的确实定位 q. V-Cut深度 r.寸动的进给速度控制及辅助调整- - -等都是设计前及遭遇顺送不良可改善的空间.