沖模失效形式主要為磨損失效名惩、變形失效蛮拔、斷裂失效和啃傷失效等。然而晃财,由于沖壓工序不同叨橱,工作條件不同,影響沖模壽命的因素是多方面的断盛。下面就沖模的設(shè)計(jì)罗洗、制造及使用等方面綜合分析沖模壽命的影響因素,并捉出相應(yīng)的改善措施钢猛。
1 沖壓設(shè)備
沖壓設(shè)備(如壓力機(jī))的精度與剛性對(duì)沖模壽命的影響極為重要伙菜。沖壓設(shè)備的精度高、剛性好命迈,沖模壽命大為提高贩绕。例如:復(fù)雜硅鋼片沖模材料為Crl2MoV,在普通開(kāi)式壓力機(jī)上使用壶愤,平均復(fù)磨壽命為1-3萬(wàn)次淑倾,而新式精密壓力機(jī)上使用,沖模的復(fù)磨壽命可達(dá)6~12萬(wàn)次涮饱。尤其足小間隙或無(wú)間隙沖模绸廉、硬質(zhì)合金沖模及精密沖模必須選擇精度高、剛性好的壓力機(jī)常择,否則姨痊,將會(huì)降低模具壽命科贬,嚴(yán)重者還會(huì)損壞棋具兆览。
2 模具設(shè)計(jì)
(1)模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)精度。準(zhǔn)確和可靠的導(dǎo)向肃径,對(duì)于減少模具工作零件的磨損把毒,避免凸裹耗、凹那谟遥啃傷影響極大徽捶,尤其是無(wú)間隙和小間隙沖裁模、復(fù)合模和多工位級(jí)進(jìn)模則更為有效虫甲。為提高模具壽命淡箱,必須根據(jù)工序性質(zhì)和零件精度等要求,正確選擇導(dǎo)向形式和確定導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的精度辩块。一般情況下蛔六,導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的精度應(yīng)高于凸、凹模配合梢度废亭。
(2)模具(凸国章、凹模)刃口幾何參數(shù)具钥。凸、凹模的形狀液兽、配合間隙和圓角半徑不僅對(duì)沖壓件成形有較大的影響骂删,而且對(duì)于模具的磨損及壽命也影響很大。如模具的配合間隙直接影響沖裁件質(zhì)量和模具壽命四啰。精度要求較高的宁玫,宜選較小的間隙值;反之則可適當(dāng)加大間隙柑晒,以提高模具壽命欧瘪。
3 沖壓工藝
(1)沖壓零件的原材料。
實(shí)際生產(chǎn)中匙赞,由于外壓零件的原材料厚度公差超差佛掖、材料性能波動(dòng)、表面質(zhì)量較差(如銹跡)或不干凈(如油污)等季距,會(huì)造成模具工作零件磨損加劇恕孙、易崩刃等不良后果。為此淑储,應(yīng)當(dāng)注意:①盡可能采用沖壓工藝性好的原材料帘缤,以減少?zèng)_壓變形力;②沖壓前應(yīng)嚴(yán)格檢查原材料的牌號(hào)俏堆、厚度及表面質(zhì)量等憋屑,并將原材料擦拭干凈,必要時(shí)應(yīng)清除表面氧化物和銹跡篡呆;③根據(jù)沖壓工序和原材料種類汽后,必要時(shí)可安排軟化處理和表面處理,以及選擇合適的潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑工序摇龟。
(2)排樣與搭邊两胃。
不合理的往復(fù)送料排樣法以及過(guò)小的搭邊值往往會(huì)造成模具急劇磨損或凸、凹恼谇啃傷专肪。因此,在考慮提高材判利用畢的同時(shí)堪侯,必須根據(jù)零件的加工批量嚎尤、質(zhì)量要求和模具配合間隙,合理選擇排樣方法和搭邊值伍宦,以提高模具壽命芽死。
4 模具材料
模具材料對(duì)模具壽命的影響是材料種類、化學(xué)成分次洼、組織結(jié)構(gòu)关贵、硬度和冶金質(zhì)量等諸岡索的綜合反映遇骑。不同材質(zhì)的模具壽命往往不同。為此揖曾,對(duì)于沖模工作零件材料提出兩項(xiàng)基本要求:①材料的使用性能應(yīng)具有高硬度(58~64HRC)和高強(qiáng)度质蕉,并具有高的耐磨性和足夠的韌性,熱處理變形小翩肌,有一定的熱硬性模暗;②工藝性能良好。沖模工作零件加工制造過(guò)程一般較為復(fù)雜.因而必須具有對(duì)各種加工工藝的適應(yīng)性念祭,如可鍛性沽票、可切削加工性、淬硬性裙系、淬透性憋考、淬火裂紋敏感性和磨削加工性等。通常根據(jù)沖壓件的材料特性眼膊、生產(chǎn)批量绪樊、精度要求等,選擇性能優(yōu)良的模具材料舆鸿,同時(shí)兼顧其工藝性和經(jīng)濟(jì)性藐篡。
5 熱加工工藝
實(shí)踐證明.模具的熱加工質(zhì)量對(duì)模具的性能與使用壽命影響甚大。從模具失效原因的分析統(tǒng)計(jì)可知翰发,因熱處理不當(dāng)所引發(fā)模具失效“事故”約占40%以上辑剿。模具工作零件的淬火變形與開(kāi)裂,使用過(guò)程的早期斷裂吮骑,均與摸具的熱加工工藝有關(guān)坚浩。
(1)鍛造工藝,這是模具工作零件制造過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)循头。對(duì)于高合金工具鋼的模具绵估,通常對(duì)材料碳化物分布等金相組織提出技術(shù)要求。此外卡骂,還應(yīng)嚴(yán)格控制鍛造溫度范圍国裳,制定正確的加熱規(guī)范,采用正確的鍛造力法偿警,以及鍛后緩冷或及時(shí)退火等躏救。
(2)預(yù)備熱處理唯笙。應(yīng)視模具工作零件的材料和要求的不同分別采用退火螟蒸、正火或調(diào)質(zhì)等預(yù)備熱處理工藝, 以改善組織崩掘,消除鍛造毛坯的組織缺陷七嫌,改善加工工藝性少办。高碳合金模具鋼經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)念A(yù)備熱處理可消除網(wǎng)狀二次滲碳體或鏈狀碳化物,使碳化物球化诵原、細(xì)化英妓,促進(jìn)碳化物分布均勻性。這樣有利于保證淬火狠寒、回火質(zhì)量呈篱,提高模具壽命。
(3)淬火與回火伐狼。這是模具熱處理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)臣塑。若淬火加熱時(shí)產(chǎn)生過(guò)熱,不僅會(huì)使工件造成較大的脆性岁十,而且在冷卻時(shí)容易引起變形和開(kāi)裂特干,嚴(yán)重影響模具壽命。沖模淬火加熱時(shí)特別應(yīng)注意防止氧化和脫碳惦踩,應(yīng)嚴(yán)格控制熱處理工藝規(guī)范涨剧,在條件允許的情況下,可采用真空熱處理敲骏。淬火后應(yīng)及時(shí)回火樊淑,并根據(jù)技術(shù)要求采用不同的回火工藝。
(4)消應(yīng)力退火蝇降。模具工作零件在粗加工后應(yīng)進(jìn)行消應(yīng)力退火處理丽示,具目的是消除粗加工所造成的內(nèi)應(yīng)力,以免淬火叫產(chǎn)生過(guò)大的變形和裂紋菲饼。對(duì)于精度要求高的模具肾砂,在磨削或電加工后還需經(jīng)過(guò)消應(yīng)力回火處理,有利于穩(wěn)定模具精度宏悦,提高使用壽命镐确。
6 加工表面質(zhì)量
模具工作零件加上表面質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)于模具的耐磨性、抗斷裂能力及抗粘著能力等有著十分密切的關(guān)系饼煞,直接影響模具的使用壽命源葫。尤其是表面粗糙度值對(duì)模具壽命影響很大,若表面粗糙度值過(guò)大砖瞧,在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象息堂,并在其峰、谷間容易產(chǎn)生裂紋块促,影響沖模的耐用度荣堰,還會(huì)影響工件表面的耐蝕性,直接影響沖模的使用壽命和精度竭翠,為此振坚,應(yīng)注意以下事項(xiàng):①模具工作零件加工過(guò)程中必須防止磨削燒傷零件表面現(xiàn)象薇搁,應(yīng)嚴(yán)格控制磨削工藝條件和工藝方法(如砂輪硬度、粒度秤淀、冷卻液挺皆、進(jìn)給量等參數(shù));②加工過(guò)程中應(yīng)防止模具工作零件表面留有刀痕.夾層世荐、裂紋否因、撞擊傷痕等宏觀缺陷。這些缺陷的存在會(huì)引起應(yīng)力集中介腻,成為斷裂的根源万杉,造成模具早期失效;③采用磨削抗躺、研磨和拋光等精加工和精細(xì)加工奸冶,獲得較小的表面粗糙度值,提高模具使用壽命蛀篓。
7 表面強(qiáng)化處理
為提高模具性能和使用壽命卢历,模具工作零件表面強(qiáng)化處理應(yīng)用越來(lái)越廣。常用的表而強(qiáng)化處理方法有:液體碳氮共滲丸爵、離子滲氮蜒秤、滲硼、滲釩和電火花強(qiáng)化亚斋,以及化學(xué)氣相沉積法(CVD)作媚、物理氣相沉積法(PVD)和在鹽浴中向工件表面浸鍍碳化物法(TD)等。此外帅刊,采用高頻淬火纸泡,液壓、噴丸等表面強(qiáng)化處理赖瞒,使模具工作零件表面產(chǎn)生壓應(yīng)力女揭,提高其耐疲勞強(qiáng)度,有利于模具壽命的提高栏饮。
8 線切割變質(zhì)層的控制
沖模刃口多采用線切割加工吧兔。由于線切割加工的熱效應(yīng)和電解作用,使模具加工表面產(chǎn)生一定厚度的變質(zhì)層袍嬉,造成表面硬度降低境蔼,出現(xiàn)顯微裂紋等,致使線切割加工的沖模易發(fā)生早期磨損伺通,直接影響模具沖裁間隙的保持及刃口容易崩刃箍土,縮短模具使用壽命。因此,在線切割加工中應(yīng)選擇合理的電規(guī)準(zhǔn)山椎,盡量減少變質(zhì)層深度吸坐。
9 正確使用和合理維護(hù)
為了保護(hù)正常生產(chǎn)宗瓢,提高沖壓件質(zhì)量徒妒,降低成本,延長(zhǎng)沖模壽命旷厨,必須正確使用和合理維護(hù)模具乘恩,嚴(yán)格執(zhí)行沖模“三檢查”制度(使用前檢查腋意,使用過(guò)程中檢查與使用后檢查)容蕉,并做好沖模與維護(hù)檢修工作。其主要工丁作包括模具的正確安裝與調(diào)試往软;嚴(yán)格控制凸模進(jìn)入凹模深度亩当;控制校正彎曲、冷擠哟蝉、整形等工序上模的下止點(diǎn)伸置蜓耻;及時(shí)復(fù)磨、研光棋具刃口械巡;注意保持棋具的清潔和合理的潤(rùn)滑等刹淌。模具的正確使用和合理維護(hù),對(duì)于提高摸具壽命事關(guān)重大讥耗。
總之有勾,在模具設(shè)計(jì)、制造古程、使用和維護(hù)全過(guò)程中蔼卡,應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)和實(shí)行全面質(zhì)量管理,是提高模具壽命的有效保證挣磨,并且致力于發(fā)展專業(yè)化生產(chǎn)菲宴,加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)化工作,除零件標(biāo)準(zhǔn)化外趋急,還有設(shè)計(jì)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化喝峦、組合形式標(biāo)準(zhǔn)化、加工方法標(biāo)準(zhǔn)化等呜达,不斷提高模具設(shè)計(jì)和制造水平姚垂,有利于提高模具壽命。
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