沖裁模的工作條件及失效形式
一.沖裁模的工作條件及失效形式
1.沖裁模的工作條件
沖裁模具主要用于各種板料的沖切。從沖裁工藝分析中我們已經(jīng)得知,板料的沖裁過程可以分為三個階段:彈性變形階段、塑性變形階段和剪裂階段苞冯。
在彈性變形階段侧巨,當(dāng)凸模對板料施加壓力時舅锄,由于凸模和凹模之間存在間隙,受力部位不在同一垂線上司忱。板料會在彎矩M的作用下產(chǎn)生翹曲皇忿,與凸模端面的中心部分脫離接觸。這時板料只和模具的凸坦仍、凹模刃口部分相接觸鳍烁,壓力集中于刃口附近。在沖裁過程中堆嘿,由于板料的彎曲羞条,模具的受力主要集中于刃口附近的狹小區(qū)域。凸氏走、凹模刃口區(qū)域不僅位于最大端面壓應(yīng)力和最大側(cè)面壓應(yīng)力的交聚處资妇,而且也處于最大端面摩擦力和最大側(cè)面摩擦力的交匯處,工作時刃口承受著劇烈的壓應(yīng)力和摩擦力作用。
2.沖裁模的主要失效形式
模具刃口所受作用力的大小和板料的力學(xué)性能水矢、厚度等因素有關(guān)烂秘。考慮到板料厚度對模具沖裁負(fù)荷的影響巩顶,通成训瘢可以將沖裁按板料的厚度分為薄板沖裁(t≤1.5mm)和厚板沖裁(t>1.5mm)∨J茫
對于薄板沖裁模嘹谎,由于模具受到的沖擊載荷不大大熟,在正常的使用過程中,模具因摩擦產(chǎn)生的刃口磨損是主要的失效形式。磨損過程可分為初期磨損挎袜,正常磨損和急劇磨損三個階段况芒。
(1)初期磨損階段
模具刃口與板料相碰時接觸面積很小跳纳,刃口的單位壓力很大忍饰,造成了刃口端面的塑性變形,一般稱為塌陷磨損寺庄。
(2)正常磨損階段
當(dāng)初期磨損達(dá)到一定程度后艾蓝,刃口部位的單位壓力逐漸減輕,同時刃口表面因應(yīng)力集中產(chǎn)生應(yīng)變硬化斗塘。這時赢织,刃口和被加工坯料之間的摩擦磨損成為主要磨損形式。磨損進(jìn)展較緩慢馍盟,進(jìn)入長期穩(wěn)定的正常磨損階段于置,該階段時間越長,說明其耐磨性能越好贞岭“颂海
(3) 急劇磨損階段
刃口經(jīng)長期工作以后,經(jīng)受了頻繁沖壓會產(chǎn)生疲勞磨損瑞蓉,表面出現(xiàn)了損壞剝落予乏。此時進(jìn)入了急劇磨損階段,磨損加劇梯撰,刃口呈現(xiàn)疲勞破壞蟹游,模具已無法正常工作。模具使用時雀秤,必須控制在正常磨損階段以內(nèi)赞拼,出現(xiàn)急劇磨損時,要立即刃磨修復(fù)。
隨著刃口的磨損璃锻,工件的毛刺高度會不斷增加秘驻,因此實際生產(chǎn)中,可以通過觀測毛刺高度的大小來推斷模具刃口的磨損量玫葡,在沖裁件達(dá)到質(zhì)量允許的毛刺極限值時即進(jìn)行刃磨戳明。
從磨損機理上分析,凸 碴穴、凹模的磨損主要是粘附磨損和磨粒磨損赋焕。粘附磨損是在模具刃口在與板料的相對摩擦運動過程中,由于高壓產(chǎn)生了局部的相互粘著和咬合現(xiàn)象當(dāng)接觸面相對滑動時仰楚,粘附部分便發(fā)生剪切引起磨損隆判。磨粒磨損是指模具工作時表面剝落的碎屑嵌入工作部件表面,成為磨料僧界,使其逐漸磨損的過程侨嘀。沖裁硬度較高的金屬材料(如高碳鋼、硅鋼)時捂襟, 因材料 的硬烈螅或碳化物剝離而產(chǎn)生磨粒磨損。當(dāng)沖壓高韌性材料(如奧氏體不銹鋼)時葬荷,易產(chǎn)生粘附磨損涨共。
一般情況下,凸模的磨損要快于凹模宠漩,這是因為凸模刃口處的承力面積小于凹模举反,在同一沖裁力的作用下,凸模刃口處單位面積承受的壓應(yīng)力要比凹模刃口處更大一些哄孤;同時照筑,在每一次沖裁過程中, 凸模都 要切入并退出板料旅霍,前后經(jīng)歷兩次摩擦诽矩,而凹模和板料的分離部分僅發(fā)生一次摩擦。 而且铣翁,凹模的淬火硬度通常高于凸模租触,這一切使得凸模的磨損要比凹模更快。
此外供馍, 凸模退出板料時蔽宜,需要有一定的卸料力將板料從 凸模上 卸下,卸料力與作用在凸模上的其它壓應(yīng)力不同刽软,是唯一的拉應(yīng)力苫颤,使凸模在反復(fù)拉枢菇、壓應(yīng)力的作用下產(chǎn)生疲勞磨損,這也是致使凸模崩刃的原因之一俯坐。
對于厚板沖裁模噩拼,由于凸 、凹模受到的作用力增大寺晌,在過大應(yīng)力的作用下世吨,不僅會產(chǎn)生磨損,而且可能造成刃口變形呻征、疲勞崩刃等現(xiàn)象耘婚。當(dāng)沖裁 凸模較 細(xì)長時,還會引起彎曲變形或折斷陆赋。
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