1、冲压不良及其对策实例,目录1,一 冲切加工1.毛边对策-1.外缘部毛边2.毛边对策-2.角部毛边3.毛边对策-3.对稍部毛边4.毛边对策-4.冲切制品形状面时发生之毛边5.尺寸不良-1.单冲工程之尺寸不良6.尺寸不良-2.连续模具之尺寸不良7.形状不良-1.冲切加工之形状不良8.加工时之异常-1.冲头之破损9.加工时之异常-2.模组之破损10.加工时之异常-3.屑料之上升,二. 弯曲加工1.形状不良-1.U弯之左右高度有误差而不安定2.形状不良-2.接近弯曲部之孔发生变形3.形状不良-3.切口弯曲加工部分无法成一直线4.形状不良-4.U弯曲使制品密贴于冲头而不脱落，强喷射销使其变形、或残留销痕
2、5.形状不良-5.想以弯曲加工制成圆筒，却无法有良好之圆弧6.形状不良-6.以U弯曲制造内侧有突起之制品，无法从冲头脱离7.尺寸不良-1.想要缩小弯曲加工之回弹,目录2,毛边对策-1.外缘部毛边原因 1.在全部外缘出现毛边（图1） 间隙太大 冲头或模组之磨耗 因模组之刃尖加工问题，如图2所示，在模组内形成摩擦阻塞的状状态. 2次倒角不完全. .刃尖之倒锥形 2.偏向单侧之毛边（图3） 模具刃部接合时之间隙偏向一侧 则对单侧进行冲切时间，冲头承受到侧压，间隙变大（图4） 对策 1.在全部外缘出现毛边 使剪断面成为1/3左右之适当间隙. 刃尖之再研削收集冲切数之资料，做为定期维修之参考. 缩短刀刃
3、长度，对刀刃进行锥形加工（图5-6） 2.偏向单侧之毛边 间隙较小时，以薄纸或塑料布来确认，间隙较大时，以间隙尺规等确认（图7） 附加承受冲头之侧压的BACKUP（图8）,毛边对策-2 角部毛边 原因 和直线部分及较大圆弧部分之冲切相比，角部之冲切在加工时会有压力之情形，冲头及模族很快就会发生磨损。所以,很容易发生毛边（图1） 对策 在角部附加R若制品设计上没有问题，则在角部附加R是最有效的对策。若为薄板，只需附加0.5T以上之R，毛边会变的很小，但厚板时，则最好有较大的R。另外，若为90度之角部时，使其间隙比其他部分稍大，将会获得更大的效果（图2）。 分成2工程来实施冲切制品设计上若在角部附
4、加R时，可以如图3所示，将其分成2工程来实施冲切。 如A部所示，无法分成2工程时，必须在冲切加工后实施修边、或再度实施制品形状之检讨,毛边对策一3.对称部毛边,原因 1.直线部之对称前工程冲切之角部，若R俞小则破断会俞少，因为R之结束部分的宽幅俞来俞窄，材料有间隙后退，不会破断，而会发生片断式拉伸毛边（图1） 2.角R部之对称如图2所示，在角部有对称时，若角度俞小则交叉部分只宽度会变的俞窄，而发生和直线部之对称相同的状况，发生片断式拉伸毛边。 对策 1.直线部之对称 如图3之（A）、（B）所示，附加比间隙稍大之段差来进行加工。 在对称部之两端附加如图4所示之凹状切口。但，汽车部品等之厚度的对称
5、形状，X之宽幅通常会比间隙小，图3（B）之方法具有效果. 2.角R部之对称 如图5所示，交叉角度应尽量接近0。以0=2045度为最佳。另外，如图6所示，应对以90度相交之对称形状的制品进行检讨,毛边对策-4.冲切制品形状面时发生之毛边,原因在制品之形状面实施孔冲切时，如图2所示，若加工方向未垂直冲切面，则冲头会承受侧压，间隙会偏向一侧，和模具发生咬合，因而发生毛边。另外，实施形状面之修整时，若冲头配合制品形状则会形成同样状况，而发生毛边（图3） 对策 改变制品之角度，使其可以对制品形状进行垂直加工。 利用凸输从垂直方向进行冲切。但，必须依制品需要何种角度，变更冲头之直径（图4） 如图5所示，采
6、用可消除冲头承受之侧压的冲头形状。虽然只要在冲头附加HRRL即可，无法附加时，在冲头或模具上附加BACKUP，或以脱模装置来导引冲头,尺寸不良-1.单冲工程之尺寸不良,原因 单冲工程之孔位置等尺寸精度不良的原因，应该为制品之定位精度的问题。 无法是梢或板之一方，只要扩大C之设定的话，精度就会恶化。另外，导引部之磨损也会导致精度恶化 销（图1）时，基本上会以4点之销来定位，但是扩大C的话，则旋转方向会发生误差。 板（图2）时，精度会较佳，但板本身之定位精度会发生误差。 对策 销或板及制品间之间隙，在作业上应尽量缩小使其不会发生不良（销导致摩擦伤痕、因间过窄而发生制品变形）。C=0.050.1左右
7、。导引部之磨损对策上，销或板必须实施淬火。销时，应如图3所示，在制品之较长方向设置4位置之销，消除旋转方向之误差。此时，为了使销之位置能具有机械加工之精度，最好应为同轴。板时，为了获得板本身之位置精度，应以使板之定位销位置为同轴之方式等来获得精度（图4）如图5所示，在制品中追加导引孔的话，可更为提升尺寸精度。,尺寸不良-2.连续模具之尺寸不良,原因 连续加工中，孔位置等之尺寸精度不良的最大原因，应为导引之进给精度的矫正不足。 和单冲模具一样。导引冲头直径及导引孔之间隙若变大，则进给精度会变差，而发生尺寸误差（图1） 即使有这当之导引冲头直径，在实施导引时，若进给装置之释放时机不对，则会发生强制
8、导引而形成进给不良。 制品形状及废料率之关系上，若为中心运送装置时，如哦继续加工则材料本身会朝进给方向之左右方向转向，导引会承受没有必要之力量，而发生偏离。进给精度以外之原因，则为冲头之固定不良，弯曲加工等之影响所导致的变形等 对策 应将导引孔及导引冲头直径之间隙缩小至不会发生加工中不良之程度。 为中心运送装置时，应如下面所示，检讨脱料配置（图2） 1）扩大运送装置之宽度。2）取稍大之导引孔直径（即使导引承受到偏离力时，导引也会不会倾斜）。3）若有制品孔可利用，则应加以利用，应考虑在1步骤内有2筒以上之导引 尤其是孔销需要位置精度时，在同一步骤进行加工。 考虑弯曲、拉伸等之影响时，应在该步骤以
9、后进行加工。 应注意使冲头之固定保持垂直，尤其应绝对避免利用铆接来进行调整。,形状不良-1.冲切加工之形状不良,原因 冲切加工上之形状不良的主要原因，应该为图1所示之超越加工限界之加工、或接近该状态。如（A）及（B）之案例，为了使材料能后让，而容易发生毛边。尤其是薄板时，虽然没有问题，但在厚板及高张力钢板等材质改变时，就可能发生毛边。例如，同一制品形状时，板厚改变的话，剪断荷重就会变大，（A）及（B）之材料的退让量也会变大。 对策 如图2所示，若能在考虑加工限界下实施制品设计变更当然最好，若无法采取前述措施，则可以考虑下述对策。 提高脱料器之刚性、增加弹簧之荷重等，提升初期压力。另外，如图3所
10、示，在压材料部分采用嵌入方式，将其调整为比脱料面稍高的位置，使荷重更为集中。 针对材料之退让方向，装配强制防退块等（图4） 不采取一次对全整进行大型冲切，而将其分割并进行部分冲切，设法分散应力。 如图5所示，配合必要尺寸，考虑加工之工程顺序。,加工时之异常-1.冲头之破损,原因 1.压曲、弯曲（图1） 刃尖承受较大压力，被压缩而发生压曲。尤其是经常发生于冲头直径较细时。 如图2所示，小直径孔之冲头承受侧压时。 冲头及模具之偏心、冲头本身之偏心等，使冲头承受偏心力时。 2.卷曲导致之破损 因工具材质及热处理之不当而发生卷曲 利用铆接实施合刃时，生产中之冲头及模具很有可能发生咬合。 3.头部之破损
11、 如图3所示，若底座不良，则加工时之上突力会增加，脱料时之侧面摩擦力会增大。 进行厚板监工时，上述之力量会更大，会更快破损。 对策 1.压曲、弯曲 增加硬度。 如图4所示，缩短刃尖之较细直径部分，并逐渐加粗（可以减少冲头本身之偏心）。 如图5所示，错开冲切时间，减少冲头承受之侧压。 2.卷曲导致之破损 选择符合生产数及被加工材质之工具材质，实施适当热处理及表面处理。 3.头部之破损 要求头部之底座精度 .消除上下之间隙.在底座面取倒角 采取图6所示之头部形状 使用厚板用之市贩冲头。,加工时之异常-2.模组之破损,原因 1.一体型之模组的破裂 热处理不良 如图1所示，因为各孔太接近冲切部。 模组
12、较薄时、或隔板之位置不当，集中之压力使模组变形甚至破裂（图2）。 2.模组之凸部破裂（图3）若以断面来考虑凸部之根部，和单侧贴附相同，根部会承受冲头之荷重。1及W之比俞大则俞容易破裂 对策 1.一体型之模组的破裂 在模具设计阶段，即应避免孔等太过接近。 模组之厚度应为对应冲切力之充分厚度。另外，也应考虑隔板之位置，使变形量按近于0之状态（图4） ， T= 3F（F的三次根号）=冲切力 2.模组之凸部破裂 模具构造采落料冲孔模，承受模组整面。 如图5所示，凸部采嵌入件形式。 如图6所示，避免形成凸部状，分2次加工。,加工时之异常-3.屑料之上升,原因屑料上升系加工时发生图1所示之状态，真空导致负
13、压大于使屑料咬入模组之力 u.F大时，就会发生屑料上升。另外，如图2所示之单纯形状，咬入模组之力较小而容易发生屑料上升。如图3所示之直线部较多的形状时，若有角部，则该部分对模组之咬入力较大，而不易发生屑料上升。其他原因方面，可以考虑下列事项。一般而言，硬质材料容易发生屑料上升。剪断面较少时，容易发生屑料上升。 间隙较大 。厚板时。对策 避免形成真空状态，在冲头上附加气孔（图4） 在冲头上附加喷射器（图5） 在冲头上附加切角，使屑料产生变形，使其能确实咬入模组。 缩小间隙。 以放电或超硬等覆盖模组之侧面，使其变粗而容易咬入。 从模组侧产生真空，强制吸取屑料。 在模组之切刃部附加微妙之R，使切痕变
14、差而获得确实之咬入。,形状不量-1.U弯之左右高度有误差而不安定,原因 材料或弯曲加工前之制品定位不完全。材料引导及材料之间隙若太大，则偏差会较大。 模组之左右的模组R、面粗细度等不一致（图1）。所以，左右之材料流动不平衡 左右之间隙不一致。间隙不一致的话，材料之伸展就会不同，高度也会改变（图2） 弯曲冲头之R的尺寸，左右不同。 弯曲之高度会随冲头R之尺寸而变化. 缓衡垫(落料器)之防皱压板不完全(无缓衡垫时或压力低时) 对策 将材料定位从销方式改为板导引方式. 又,若采用模组一体式,则可提高刚性,增加确实性(图3) 使模组之左右条件相同. 为了使模组之左右条件保持一定,分割式左右模组应两者同
15、时进行R加工,研,磨及其他家用也应同时实施. 正确调整间隙. 以导引及BUSH来正确调整间隙. 缓衡垫应该稍为高于模组之表面,左右则应该避免高度差异及缓衡垫差异(图4之S),形状不良-2.接近弯曲部之孔发生变形,原因 接近弯曲之部分的材料,会发生拉伸张力,若为其附近之孔,则会被拉伸而变形(图1) 对策 以制品设计来对应孔的位置当然距离弯曲部分越远越好,但机能上无法实现时,可以在弯曲部开挖支撑孔即可(图2)利用此孔,在该部分不会发生拉伸应力,可确保正确形状的孔 分2次实施弯曲,实行预备弯曲后开孔,其后再将弯曲成正规形状(图3).U弯曲也为空及弯曲部接近时的有效方法. 在弯曲部加入刻痕(V形或U形
16、之凹痕)(图4)此种方法系可以减弱弯曲之抵抗力、容易弯曲的方法,具有减小拉伸力之效果. 在冲头上附加突起,提高缓冲压.以冲头之突起部及缓衡材强力压抑材料,抑制材料之移动.,形状不良-3.切口弯曲加工部分无法成一直线,原因 实施切口弯曲之部位无法形成直线之原因如下. 反翘图1(A)所示之反翘,系以倾斜之冲头实施切口弯曲时发生弯曲(图1(B). 压曲图2所示之S字形,系在弯曲加工后之落料时,勉强将密合于模组之上切口弯曲部推出. 对策 冲切周边后实施弯曲切口弯曲除了上述之问题以外,尚有刃尖磨损剧烈、容易发生毛边等问题,最佳的方法系将周边冲切成U字形在进行弯曲(图3) 分成切入及弯曲之工程.切入采较小
17、角度(30度以下),冲切及落料则采面压(图4) .在以其后之工程弯曲成正规角度 使切口弯曲部具有小锥度 利用附加前端较小之锥形,减少和模组之摩擦,减小落料时之抵抗 缩小弯曲之间隙. 系减薄并拉伸之方法,容易发生尺寸变化及伤痕、弯曲部容易破裂等问题.,形状不良-4.U弯曲使制品密贴于冲头而不脱落,强喷射销使其变形、或残留销痕,原因密著之原因系冲头之弯曲部对材料发生咬入、压接、烧著等(图1(A)、及压缩使多余材料鼓起而压向冲头(图1(B),尤其是小弯曲半径弯曲时更容易发生.虽然可以固定脱模装置取出,但作业性不良,但在传送加工及冲压用自动机械之搬运上会造成妨碍若为较薄且较深之弯曲,在脱模时有时会发生
18、变形,故有很多使用喷射销之实例. 对策在冲头之角部附加微小的R,仔细研磨此部分.冲头R较大时,回弹必须增大,尺寸也会改变,应特别注意. 喷射销应尽可能接近弯曲部之位置,销之前端应为圆弧状(图2).喷射销若离弯曲部较远,则除了制品之底部会变形外,也会发生将制向推向冲头的力量 喷射销应组合使用强而移动量少之物、及弱而移动量多之物(图3).以较强之一方使密著部分脱离,较弱之一方则使整体从冲头上脱离.,形状不良-5.想以弯曲加工制成圆筒,却无法有良好之圆弧,原因 以弯曲加工制作高真圆度之圆筒是相当困难的,依实际形状可以考虑各种原因. 材料之端面无法形成接近直线之完美圆弧(图1).其原因系因为以和其他部
19、位之相同加工方法来对端面进行加工,因回弹较大,故R(接近直线)比其他部分大. 以R状之冲头及模组压制,也会因位置不同而 改变压制强度(图2). 冲头及模组之形状不一致.会出现强力接触部分及轻微接触部分(未接触部分) 对策 在初工程只针对材料之端部,再以其他工程强力弯曲(图3)因端部之回弹较大,以较小之R弯曲即可. 使冲头及模组之形状一致.个别制造很难一致时,以线切放电加工机同时制造,然后再分离即可. 不是从单一方向弯曲,而是利用逆弯曲使其和冲头密合(图4). 板厚较厚且直径较小之制品时,冲切加工后,以转造之相同工程进行矫正.,形状不良-6.以U弯曲制造内侧有突起之制品,无法从冲头脱离,原因 以
20、U弯曲制造内侧有内缘或雕花等之突起的制品时,若在冲头之横向加入沟来退让,则可以有较完美之弯曲,但加工后为了从冲头上取外则必须向侧面偏离(图1)此种方式之生产性较差,连续及传送加工等之自动化也困难.若冲头之突起部机器他朝纵向退让,则此部分之弯曲将不完全,而会出现鼓起(图2). 对策 在制品设计阶段若在具有突起部之弯曲部有退让用之支撑孔,即使冲头采纵向退让,也不会变形(图3).这是最简单而确实的方法,应用范围也较广. 配合弯曲线置入凹痕.和 接近弯曲部之孔会变形 相同,系减弱弯曲之抵抗、减少变形之方法. 实施预备弯曲.在弯曲成90度前先实施4560度之预备弯曲,然后再弯曲成90度. 此时,冲头之突
21、起部下方朝纵向土壤也只有较小之变形,若能和前述(2)组合则更佳.,尺寸不良-1.想要缩小弯曲加工之回弹,原因金属材料在承受力量而变形时,具有保持变形状态而无法恢复原状之性质(塑性)、及如弹簧可恢复原状之性质(弹性)弯曲加工之外侧会向外拉、内侧会被压缩,但加工后都会稍为恢复原状,这就是张开角度之回弹(图1).对弯曲部施加之压力越小则回弹会越大,和板厚相比,弯曲半径较大时、或未在下死点实施面压时,也容易有较大之回弹. 对策 基本对策系对弯曲部施加较大的力量,实际方法则如下所示: 1.V弯曲加工 缩小弯曲半径利用此方式可以使弯曲部产生较大的拉伸压力.然而,因容易发生破裂,故因制品之材质及厚板而有其限
22、度. 对模组之V沟顶点附加R,以弯曲部之全面承受(图(A).利用此方式可以在弯曲部施加高压缩力. 除尖端部外,冲头之其他部分皆采斜面(图2(B).利用此方式可以使加压力集中于弯曲部 使冲头之角度小于规格(图2(C),此系预估回弹来制造模具,并依据规格制造制品之角度,同时,具有将力量集中于前端之效果.冲头之角度会因材质、板厚、模具构造、及荷重大小等而改变,90度弯曲时以8度为简易指标. 2.U弯曲加工U弯曲加工之回弹对策上,基本上也是在弯曲部施加较大力量之概念,有下列方法: 在冲头之端面附加压缩用之突起(图3)利用此方式可以压缩弯曲部并减少回弹.突起之高度为板厚之1020度,若加深则制度强度会不足,而容易折断. 在模组之底部附加R,承受弯曲部之外侧(图4).利用此方式可以强力压缩弯曲部. 将模组之角部从R形状改变为30度左右之角度(图5) 缩小冲头之角度,并以侧凸压制模组(图6)这些U弯曲对策也为L弯曲之有效方法.(完)本文摘自日本PRESS技术1997年2月号,
