沖模壽命影響因素的分析
沖模失效形式主要為磨損失效蛹拜、變形失效她蛉、斷裂失效和啃傷失效等。然而慰颊,由于沖壓工序不同赚兰,工作條件不同,影響沖模壽命的因素是多方面的辱折。下面就沖模的設(shè)計郎石、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)的改善措施财调。
1 沖壓設(shè)備
沖壓設(shè)備(如壓力機(jī))的精度與剛性對沖模壽命的影響極為重要认吕。沖壓設(shè)備的精度高、剛性好兔触,沖模壽命大為提高沼昵。例如:復(fù)雜硅鋼片沖模材料為Crl2MoV,在普通開式壓力機(jī)上使用审炬,平均復(fù)磨壽命為1-3萬次极金,而新式精密壓力機(jī)上使用,沖模的復(fù)磨壽命可達(dá)6~12萬次潮峦。尤其足小間隙或無間隙沖模囱皿、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)忱嘹,否則嘱腥,將會降低模具壽命,嚴(yán)重者還會損壞棋具德谅。
2 模具設(shè)計
(1)模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)精度爹橱。準(zhǔn)確和可靠的導(dǎo)向萨螺,對于減少模具工作零件的磨損窄做,避免凸、凹奈考迹啃傷影響極大椭盏,尤其是無間隙和小間隙沖裁模、復(fù)合模和多工位級進(jìn)模則更為有效吻商。為提高模具壽命掏颊,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)的精度址檀。一般情況下锌褒,導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的精度應(yīng)高于凸、凹模配合梢度绍堪。
(2)模具(凸勇湃、凹模)刃口幾何參數(shù)坝总。凸、凹模的形狀迅忙、配合間隙和圓角半徑不僅對沖壓件成形有較大的影響兆距,而且對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)量和模具壽命姆巨。精度要求較高的乏尿,宜選較小的間隙值;反之則可適當(dāng)加大間隙嫩碘,以提高模具壽命迂擅。
3 沖壓工藝
(1)沖壓零件的原材料。
實際生產(chǎn)中臊啃,由于外壓零件的原材料厚度公差超差碗帅、材料性能波動、表面質(zhì)量較差(如銹跡)或不干凈(如油污)等豹爹,會造成模具工作零件磨損加劇裆悄、易崩刃等不良后果。為此臂聋,應(yīng)當(dāng)注意:①盡可能采用沖壓工藝性好的原材料光稼,以減少沖壓變形力;②沖壓前應(yīng)嚴(yán)格檢查原材料的牌號孩等、厚度及表面質(zhì)量等艾君,并將原材料擦拭干凈,必要時應(yīng)清除表面氧化物和銹跡肄方;③根據(jù)沖壓工序和原材料種類冰垄,必要時可安排軟化處理和表面處理,以及選擇合適的潤滑劑和潤滑工序权她。
(2)排樣與搭邊虹茶。
不合理的往復(fù)送料排樣法以及過小的搭邊值往往會造成模具急劇磨損或凸、凹挠缫啃傷蝴罪。因此,在考慮提高材判利用畢的同時讥啤,必須根據(jù)零件的加工批量驱糜、質(zhì)量要求和模具配合間隙,合理選擇排樣方法和搭邊值睬仿,以提高模具壽命喧弦。
4 模具材料
模具材料對模具壽命的影響是材料種類、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)吕迁、硬度和冶金質(zhì)量等諸岡索的綜合反映蝉嘲。不同材質(zhì)的模具壽命往往不同。為此迈枪,對于沖模工作零件材料提出兩項基本要求:①材料的使用性能應(yīng)具有高硬度(58~64HRC)和高強(qiáng)度痛的,并具有高的耐磨性和足夠的韌性,熱處理變形小违酣,有一定的熱硬性梆栏;②工藝性能良好。沖模工作零件加工制造過程一般較為復(fù)雜.因而必須具有對各種加工工藝的適應(yīng)性受啥,如可鍛性做个、可切削加工性、淬硬性滚局、淬透性居暖、淬火裂紋敏感性和磨削加工性等。通常根據(jù)沖壓件的材料特性藤肢、生產(chǎn)批量太闺、精度要求等,選擇性能優(yōu)良的模具材料嘁圈,同時兼顧其工藝性和經(jīng)濟(jì)性省骂。
5 熱加工工藝
實踐證明.模具的熱加工質(zhì)量對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)計可知最住,因熱處理不當(dāng)所引發(fā)模具失效“事故”約占40%以上钞澳。模具工作零件的淬火變形與開裂,使用過程的早期斷裂涨缚,均與摸具的熱加工工藝有關(guān)轧粟。
(1)鍛造工藝,這是模具工作零件制造過程中的重要環(huán)節(jié)脓魏。對于高合金工具鋼的模具础辉,通常對材料碳化物分布等金相組織提出技術(shù)要求。此外欲堪,還應(yīng)嚴(yán)格控制鍛造溫度范圍约绒,制定正確的加熱規(guī)范馁言,采用正確的鍛造力法涯蜜,以及鍛后緩冷或及時退火等。
(2)預(yù)備熱處理群骂。應(yīng)視模具工作零件的材料和要求的不同分別采用退火烙锉、正火或調(diào)質(zhì)等預(yù)備熱處理工藝, 以改善組織,消除鍛造毛坯的組織缺陷孙鼎,改善加工工藝性榨厚。高碳合金模具鋼經(jīng)過適當(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,使碳化物球化升慕、細(xì)化蒂禽,促進(jìn)碳化物分布均勻性。這樣有利于保證淬火旅急、回火質(zhì)量逢勾,提高模具壽命。
(3)淬火與回火藐吮。這是模具熱處理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)溺拱。若淬火加熱時產(chǎn)生過熱,不僅會使工件造成較大的脆性谣辞,而且在冷卻時容易引起變形和開裂迫摔,嚴(yán)重影響模具壽命。沖模淬火加熱時特別應(yīng)注意防止氧化和脫碳泥从,應(yīng)嚴(yán)格控制熱處理工藝規(guī)范句占,在條件允許的情況下,可采用真空熱處理躯嫉。淬火后應(yīng)及時回火辖众,并根據(jù)技術(shù)要求采用不同的回火工藝。
(4)消應(yīng)力退火和敬。模具工作零件在粗加工后應(yīng)進(jìn)行消應(yīng)力退火處理凹炸,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)生過大的變形和裂紋肚乓。對于精度要求高的模具运诺,在磨削或電加工后還需經(jīng)過消應(yīng)力回火處理,有利于穩(wěn)定模具精度案帆,提高使用壽命幢垮。
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)系捎梢,直接影響模具的使用壽命邓刻。尤其是表面粗糙度值對模具壽命影響很大,若表面粗糙度值過大摹搂,在工作時會產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象锦是,并在其峰、谷間容易產(chǎn)生裂紋指佳,影響沖模的耐用度漓琢,還會影響工件表面的耐蝕性称几,直接影響沖模的使用壽命和精度,為此稿施,應(yīng)注意以下事項:①模具工作零件加工過程中必須防止磨削燒傷零件表面現(xiàn)象疫稿,應(yīng)嚴(yán)格控制磨削工藝條件和工藝方法(如砂輪硬度、粒度鹃两、冷卻液遗座、進(jìn)給量等參數(shù));②加工過程中應(yīng)防止模具工作零件表面留有刀痕.夾層、裂紋、撞擊傷痕等宏觀缺陷枯怖。這些缺陷的存在會引起應(yīng)力集中吻毅,成為斷裂的根源,造成模具早期失效;③采用磨削、研磨和拋光等精加工和精細(xì)加工,獲得較小的表面粗糙度值筋帖,提高模具使用壽命。
7 表面強(qiáng)化處理
為提高模具性能和使用壽命冤馏,模具工作零件表面強(qiáng)化處理應(yīng)用越來越廣日麸。常用的表而強(qiáng)化處理方法有:液體碳氮共滲、離子滲氮逮光、滲硼代箭、滲釩和電火花強(qiáng)化,以及化學(xué)氣相沉積法(CVD)蔬澜、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)等人薯。此外,采用高頻淬火阶糖,液壓吸辑、噴丸等表面強(qiáng)化處理,使模具工作零件表面產(chǎn)生壓應(yīng)力秃练,提高其耐疲勞強(qiáng)度串飘,有利于模具壽命的提高。
8 線切割變質(zhì)層的控制
沖模刃口多采用線切割加工雁痪。由于線切割加工的熱效應(yīng)和電解作用钳砰,使模具加工表面產(chǎn)生一定厚度的變質(zhì)層,造成表面硬度降低猴襟,出現(xiàn)顯微裂紋等许话,致使線切割加工的沖模易發(fā)生早期磨損,直接影響模具沖裁間隙的保持及刃口容易崩刃肝浴,縮短模具使用壽命延都。因此雷猪,在線切割加工中應(yīng)選擇合理的電規(guī)準(zhǔn)睛竣,盡量減少變質(zhì)層深度晰房。
9 正確使用和合理維護(hù)
為了保護(hù)正常生產(chǎn),提高沖壓件質(zhì)量射沟,降低成本殊者,延長沖模壽命,必須正確使用和合理維護(hù)模具验夯,嚴(yán)格執(zhí)行沖牟猓“三檢查”制度(使用前檢查,使用過程中檢查與使用后檢查)挥转,并做好沖模與維護(hù)檢修工作海蔽。其主要工丁作包括模具的正確安裝與調(diào)試;嚴(yán)格控制凸模進(jìn)入凹模深度绑谣;控制校正彎曲党窜、冷擠、整形等工序上模的下止點伸置借宵;及時復(fù)磨茧淮、研光棋具刃口;注意保持棋具的清潔和合理的潤滑等策谅。模具的正確使用和合理維護(hù)着阿,對于提高摸具壽命事關(guān)重大。
總之崔深,在模具設(shè)計茁帚、制造、使用和維護(hù)全過程中泳信,應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)和實行全面質(zhì)量管理嘉散,是提高模具壽命的有效保證,并且致力于發(fā)展專業(yè)化生產(chǎn)双漫,加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)化工作完憨,除零件標(biāo)準(zhǔn)化外,還有設(shè)計參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化刑吕、組合形式標(biāo)準(zhǔn)化巫庵、加工方法標(biāo)準(zhǔn)化等,不斷提高模具設(shè)計和制造水平端伪,有利于提高模具壽命右冻。
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