如何避免凹模废料堵塞？——原因剖析与解决办法

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：废料堵塞的原因主要是由凹模漏料孔引起的。防止的方法应围绕凹模漏料孔的设计与相关件之间的结合关系来采取措施。图6-146所示为软性废料堵塞原因的示意图。由于在真空泵或吸尘器的作用下，废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，可以防止废料堵塞。

废料堵塞的原因主要是由凹模漏料孔引起的。防止的方法应围绕凹模漏料孔的设计与相关件之间的结合关系来采取措施。

图6-145 采用短直壁后面有台阶孔的凹模

1.废料堵塞的原因

1）多工位级进模在高速冲压制件材料是软材质、磁性吸附材质时，如果冲孔凹模的漏料台阶孔尺寸放得越大，反而越容易诱发横向的摩擦阻力，最终导致落料孔被堵塞现象。其形成原因如下：

当冲压纯铜、铝等低熔点软性薄材时，高速冲压会使高速分离又迅速叠合在一起的冲孔废料，在冲裁面发生相互融结现象，冲孔废料不再是呈现一片片能分离的状态，而是融结成一根条状物的状态向下排出。当刃口设计成有透空台阶孔时，脱离有效刃口壁约束的条状物废料，在扩大的台阶孔内就有了弯曲的空间，弯曲是因刃口壁四周的摩擦因数不同诱发的，而摩擦因数不同则是由冲头、凹模装配间隙不均匀、凹模刃口壁四周加工的表面粗糙度不一致等问题造成的，当条状废料的弯曲头部接触到扩大的台阶孔一侧后，单侧摩擦阻力就会使条状废料产生横向扭曲变形，进一步导致条状废料在阶梯孔内的镦粗变形，直至填满整个漏料孔。条状废料与漏料孔孔壁之间逐渐增大摩擦阻力，可以大到折断冲头、胀碎凹模的程度。图6-146所示为软性废料堵塞原因的示意图。

图6-146 软性废料堵塞原因的示意图

1—废料 2—凹模 3—凹模固定板 4—凹模垫板 5—下模座

2）当冲压制件是磁性吸附材料时，凹模放大漏料台阶孔尺寸，也会使高速冲压下的冲孔废料受凹模刃磨后没有退尽磁性的磁性吸附力影响，在扩大的台阶孔中翻滚下落时被吸附到孔壁上，逐渐堆积起来形成在台阶孔内交错重叠的相互搁置现象，不断增大冲孔废料的横向作用力，累计与阶梯孔孔壁之间的摩擦力，最后影响冲孔废料的正常下落，导致整个落料孔堵塞。图6-147所示为磁性吸附材料造成落料孔堵塞原因的分解示意图。图6-147a为冲切下的废料刚开始吸附在漏料台阶孔的孔壁上；图6-147b为冲切下的废料局部堆积在漏料台阶孔的孔壁上，将要堵塞漏料台阶孔；图6-147c为冲切下的废料完全堵在漏料台阶孔的孔壁上，它是经过图6-147a、b的示图废料堆积后，当压力机再继续冲压就形成图6-147c的视图。

图6-147 磁性吸附材料造成落料孔堵塞原因的分解示意图

1—废料 2—凹模 3—凹模固定板 4—凹模垫板 5—下模座

冲孔废料在台阶孔内产生如此之大的漏料摩擦阻力，其原因是某些特定材料在高速冲压中所产生的物理变化，一旦在漏料台阶孔中产生横向的作用力，与凹模孔壁逐渐增大摩擦阻力，这样的摩擦阻力可以成为阻止冲孔废料正常下落的原因。

因此，在设计高速多工位级进模时，首先要有是否会产生冲孔落料堵塞的忧患意识，要充分分析被冲压材料在高速冲压条件下的物理变化特性，慎重选择凹模刃口的设计形式。

2.防止凹模废料堵塞的方法

（1）合理设计漏料孔对于薄料的小孔冲裁（直径小于1.5mm），废料堵塞是经常发生的，因为废料质量轻，又同润滑油黏在一起，容易把漏料孔堵塞。在不影响刃口重磨的前提下，应尽量减小凹模刃口高度H，一般H取1～1.5mm，对于精密制件在刃口部加工成θ=3′～10′的锥角，漏料孔壁锥角θ₁=1°～2°，∅D比漏料孔锥角大端大1.5～2.0mm，D₁比D大2～3mm，而且各孔中心要同轴，孔壁不能错位，如图6-148所示。

图6-148 凹模漏料孔相关尺寸

在侧冲孔时，必须有足够的漏废料空间，冲切下的废料是靠自重自由下落，如果横向空间受到限制，必须把方向转换。图6-149所示为侧冲孔漏料孔结构示意图，图6-149a是利用废料方向转换后与凹模孔垂直的顶料销的锥度部分把废料顶出凹模；图6-149b是由垂直方向和水平方向混合漏料；图6-149c是把转换后的漏料孔制成锥度。

如图6-150所示，当凹模孔与孔之间比较集中时，可在下模座上开出集中斜漏料孔。斜漏料孔与底平面夹角应大于45°。斜滑面应光滑，以免影响废料排出。

图6-149 侧冲孔漏料孔结构示意图

图6-150 下模座上开斜漏料孔的结构示意图

（2）压缩空气、真空泵或吸尘器吸附废料利用压缩空气、吸尘器或真空泵吸附废料，既能防止废料回跳，又可以防止废料堵塞。

如图6-137所示，在凹模刃口里的废料下方注入压缩空气形成负压，将废料吸下去，使冲切下的废料能顺畅地从漏料孔中利用压缩空气吹吸下去。

图6-140所示为采用真空泵或吸尘器吸附废料。由于在真空泵或吸尘器的作用下，废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，可以防止废料堵塞。

（3）凹模刃口下的垫板、下模座的漏料孔加工在设计凹模时，必须强调与凹模漏料孔配合的垫板、下模座漏料孔的加工，同样存在一个漏料孔阶梯放大尺寸的精度控制问题。如台阶孔尺寸放得太大易造成落料孔堵塞的忧患意识。

至于对凹模、垫板、下模座三者的落料孔如何配合加工问题，是采用注小公差、提高尺寸标注精度的分开加工方式来完成，还是对垫板、下模座的漏料孔，采用由钳工总装时配合加工的工艺措施来确保精度，要根据各生产厂家的传统工艺标准、拥有数控设备等综合因素而定，只要能保证凹模、垫板、下模座三者的漏料孔同心度、适当逐次放大孔径尺寸以及满足孔的加工粗糙度要求，最终达到漏料孔不发生堵塞的目的即可。

另外，高速冲压要采用凹模全刃口形式来确保冲孔防堵塞意识，不仅要让每个设计、工艺人员知道，而且也要让每个加工制造人员知道，因为有时模具钳工为图总装时的方便，会自作主张扩大垫板、下模座的漏料台阶孔尺寸，这就会增加诱发漏料孔堵塞的可能性。

如何避免凹模废料堵塞？——原因剖析与解决办法

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