浮料現象在五金沖壓模具中是一種常見的不良之現象，浮料產生的原因是多種的，因此其解決方法也是多樣的。有的廢料是由于模具設計不良產生的，有的是由于原材料不良造成的，有的是因為沖壓操作者造成的。需作出一個有效的快速的解決方案時，應先仔細研究其種類及原因。下面以鄙人在五金模具設計之中的經驗與各位朋友分享與交流，有不當或不足之外請指教。

 

 

 

一、浮料之種類

 

 

 

今天先講浮料之種類，對于浮料來說，本人依據其大小與形成因素把其分為三種

 

 

 

1、廢料之上揚現象

 

 

 

廢料是指在單一沖切（成型）工序中脫離產品之部分。其大小一般情況下與下模刀口形狀相同。其面積與危害在三種現象中是最大的。當這種現象出現的時候有可能使沖頭或刀口崩裂甚至崩斷，有可能使產品之導正針斷裂，還有可能使模板產生裂紋。

 

 

 

2、廢屑之上揚現象

 

 

 

廢屑是指單一工序中產生的非整體產品或是非整體廢料。其大小相對比較小，像產品之毛邊（毛刺）脫落形成；沖切廢料細絲等。出現這種情況時反映在產品出現擦傷、刮傷、凹坑或凹痕的現象。這種情況最主要是對產品造成不良，但這種情況在模具生產是最為常見也是比較隱蔽的。

 

 

 

3、廢粉之上揚現象

 

 

 

廢粉是指單一工序中因沖頭與產品之間的摩擦產生的微細粉屑。這種現象在產生初期肉眼一般難以發現，只有當積累一種程度時，沖頭與入仔發生顏色變化時才容易辨別。當廢粉達到一定程度時，容易造成沖頭斷裂或者入模入子崩裂。最容易發生在黃銅基與鋁基材中。

 

 

 

二、浮料之原因

 

 

 

1、廢料上揚之浮料

 

 

 

廢料上揚的原因首先來分析一下力的來源，廢料由于一般與沖頭或下模刀口的形狀相同，因此，廢料在模具的入子內應該有一定的摩擦力存在，從沖切的原理上來說，廢料在切離以后由于材料的塑性或者說彈性變形的存在其會恢復組織結構，換句話說其在無約束實際形狀應該大于下模刀口形狀，這也是為什么當把廢料從入子里面取出來的后再也不能輕松的把廢料再填充到下模入子里去的原因。如果促使廢料上揚應該有一個往上的力量而且大于該摩擦力及張力總和。這個力量有可能來自兩個方向，一是廢料材料本身存在的張力或彈力，由于廢料在沖切的過程中有折曲（簡單說）塑形變形，因此當沖頭脫離它時，其內部的張力會有一個反彈的力量，或許是向下或許是向上；二是來自外部的力量，這個力量也有兩個方面，在沖頭與下模入子切離時，沖頭表面與原材料（及廢料）緊密貼合在

 

 

 

 

 

 

 

一起與下模入子組成一個封閉的空間產生一個真空狀態，當沖頭上升的時候，破壞這一個真空狀態因此在空氣的負壓的作用誘使廢料與沖頭一起上升產生廢料上揚的現象；其次，在一般沖壓過程中，在下模入子里面都有廢料重疊的現象，當最新一片廢料加入時，其它的廢料本身的內力（反彈力）也會促使新廢料上揚。所以當沖壓速度非常低，而且無廢料積料的現象存在的進候，廢料類的浮料現象很少發生。這也是其原由之一。

 

 

 

2、廢屑上揚之浮料

 

 

 

廢屑是如何產生的？它有幾種情況，一是產品或廢料的毛刺（或者稱為毛頭）的脫落；一是沖頭或模具的其它部分與原材料的不正常刮傷或撞傷造成細小廢料，這最主要是由于沖頭在需要對原材料作出過度作用時而沒有相對應的結構；三是由于原材料在沖壓之前已經做了表面處理，而表面處理層與材料本身還是存在一定的非結構融合性的現象而會使材料的邊緣分離脫落；還有一種是由于模具設計的不合理，存在二次沖切（重切）或者過小廢料切削，一般來說沖切的寬度不應該小于1/3材料的厚度，這些過小的切削廢料容易與主體大廢料脫離或由于硬化崩斷形成廢屑。

 

 

 

3、廢粉上揚的原因

 

 

 

廢粉是原材料結構性原因造成的，前面有說過是鋁基與黃銅基材料容易發生這種狀況。對于原材料來說是沒有辦法，而形成這種的原因是沖頭或入子的表面有粗糙度存在也就是說在一定放大的程度下其表面有凹坑。當沖頭或入子接觸原材料的時候，就會摩擦原材料（像銼刀銼鐵一樣）產生廢粉了。

 

 

 

三、浮料之對策

 

 

 

1、廢料浮料之對策

 

 

 

通過以上兩則的現象與形成原因，因此可以分析出模具的對策。先對每一種廢料浮料的方法來做一下說明。

 

 

 

A、排料設計不當之引起的浮料

 

 

 

這種浮料最主要出現在排料的過程中，大多數產生了比較簡單的沖切形狀。如方形、較小邊異形廢料。

 

 

 

這個時候一般應該在設計時候故意做成工藝缺口，如梯形、燕尾形。使簡單的沖切形狀復雜，加大廢料的摩擦力阻止廢料反彈與真空吸料。

 

 

 

B、沖切孔本身是形狀簡單

 

 

 

如圓孔、方孔等。這種情況下從廢料浮料形成原因著手，一是改變反彈方向，二是減少真空面積。常有的方法如，1、把沖頭磨成單邊斜面或雙邊斜面，這樣一可以使材料變形，使材料內部與外部的反彈力降低，二是降低了真空面積。2、還可在沖圓孔的時候在圓形沖頭中央磨一個小的凸臺，其作用與斜面一樣，不過這種方法對圓孔比較有效一些。3、當切離邊為三邊或兩邊時，不需切離的沖頭邊做成一定的臺階，這樣在沖壓的時候可以先做一個有點折彎的動作使廢料向下變形有利于廢料落料。4、把沖頭的切離面做成波紋形或者說粗糙面，可以用銼刀或電磨加工，增加空氣量而減少真空量。

 

 

 

C、對于所有有可能或者產生浮料的沖切形狀

 

 

 

上面B種方法（大多數是鉗工加工的）有時候并不是可以完全解決問題的時，這時應該從設計上靠考慮加以解決

 

 

 

1、沖切沖頭里加頂料針

 

 

 

在容易發生浮料的沖頭里加裝頂料針與彈簧，在分模的時候利用頂料針把廢料頂在下模入子里。這種方法適合沖切形裝比較大而原材料比較厚的場合。

 

 

 

2、下模入子與沖頭做尖角凹坑

 

 

 

即本身的正常步距應該是等于沖頭切離形狀面，但是在沖切形狀面靠近送料一端故意做成一個如三角形等異形凹坑而另一個切邊按正常邊設計，這樣在一步沖切的時候，需要切離邊由于有凹坑而會多出微小三角形的凸起而大于（實際上是超出）另一個切離邊，這樣再把相對應的沖頭做圓角處理不形成沖切效果，多出來的三角邊就會被拉進下模入子而強力抵住下模入子增大摩擦力從而防止反彈或抵止真空吸料。

 

 

 

3、下模入子孔邊作對稱擠壓點

 

 

 

通常在設計下模入子的時候會與沖頭對等間隙配合，而為了防止浮料，在下模入子做出1對或2對對稱點分別小于沖壓間隙1/2左右，這樣在沖切廢料的時候由于小間隙沖壓而把廢料卡住在下模入子里，這種文法可以且放電加瘤或者線割方式來完成。

 

 

 

4、把下模入子做成無直邊形

 

 

 

這種方法比較適合薄材料。一般在設計下模入子（刀口）的時候都會留有3-5mm的直邊。而這種方法是沒有直邊直接做成8-15'斜度，因此廢料是越向上間隙越小，而越往下間隙越大也就不容易向上跑料反彈了。

 

 

 

5、把下模入子留用3mm切離直邊余下部分用放電的方法把落料部分加大使廢料無積累，加長沖切沖頭的長度。每一次沖切都把廢料沖離到落料區，使廢料不可能向上浮料。

 

 

 

6、沖頭如加裝頂針一樣加吹氣孔與吹氣裝置。由于吹氣裝置可以和沖床聯動控制吹氣的時間，因此可以適用較薄材料上，這一點是頂針防浮料無法比擬的。

 

 

 

 

 

 

 

7、下模或下模墊板加吹氣槽

 

 

 

這一種與沖頭吹氣原理相似又有不同，具體做法是在下模墊板做出氣道，然后在需要吹氣的落料孔鉆向下45的斜孔貫穿落料孔，而氣道與落料孔不通（切記這一點），利用空氣住下吹的時候形成一個負壓空間把廢料吸下去。這種方法適用薄材料。

 

 

 

8、采用外吸力吸廢料

 

 

 

方法是在下模模座下再增加一塊下模輔助板把所有有可能甚至所有沖切部位的落料孔在輔助板上做成一個大落料框，焊上一個類似漏斗的料管，然后用工業吸料器的連接在料管上。通過吸料器的吸力把所有的廢料都吸入工業吸料器里；什么廢料廢屑通通進去，保險可靠。呵呵。

 

 

 

9、極薄材料0.10以下簡單形狀防浮

 

 

 

由于極薄材料的沖壓間隙較小，上面一些防止廢料浮料的方法不是十分合適，如頂針頂料、下模做凸點、工業吸料器等。

 

 

 

對于這種材料來說，一般是把下模入子設計成8-12'無直身，然后通過試模測試出哪些下模入子容易跳屑。再把模具拆下來，用長細頂針加金剛粉（鉆石膏）小心在下模入子做成幾個對稱粗糙點。這種方法很管用的，不過需要鉗工水平很高。

 

 

 

廢悄浮料最主要是由于設計的不合理或者材料本身的原因造成的。

 

 

 

1、設計不合理方面

 

 

 

在沖切工序排樣的時候盡量避免有重切、過切現象。由于五金模具一般都是用CAD來做設計的，在做一些工序的時候沒有照顧好前面的工序已經有半加工。