沖模壽命影響因素的分析
沖壓設沖模失效形式主要為磨損失效拉鳄、變形失效坞龙、斷裂失效和啃傷失效等。然而蜒且,由于沖壓工序不同筝妥,工作條件不同,影響沖模壽命的因素是多方面的尤喂。下面就沖模的設計毛龟、制造及使用等方面綜合分析沖模壽命的影響因素,并捉出相應的改善措施区基。
1 沖壓設備
沖壓設備(如壓力機)的精度與剛性對沖模壽命的影響極為重要。沖壓設備的精度高韭张、剛性好砍绞,沖模壽命大為提高。例如:復雜硅鋼片沖模材料為Crl2MoV策冕,在普通開式壓力機上使用冲杀,平均復磨壽命為1-3萬次,而新式精密壓力機上使用睹酌,沖模的復磨壽命可達6~12萬次权谁。尤其足小間隙或無間隙沖模、硬質合金沖模及精密沖模必須選擇精度高憋沿、剛性好的壓力機旺芽,否則,將會降低模具壽命辐啄,嚴重者還會損壞棋具采章。
2 模具設計
(1)模具的導向機構精度。準確和可靠的導向壶辜,對于減少模具工作零件的磨損悯舟,避免凸担租、凹模啃傷影響極大抵怎,尤其是無間隙和小間隙沖裁模奋救、復合模和多工位級進模則更為有效。為提高模具壽命反惕,必須根據(jù)工序性質和零件精度等要求赶马,正確選擇導向形式和確定導向機構的精度。一般情況下遂辐,導向機構的精度應高于凸棠岭、凹模配合精度。
(2)模具(凸骤扰、凹模)刃口幾何參數(shù)滨锯。凸、凹模的形狀胜姥、配合間隙和圓角半徑不僅對沖壓件成形有較大的影響站么,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量和模具壽命裤谆。精度要求較高的惨译,宜選較小的間隙值;反之則可適當加大間隙兢假,以提高模具壽命一黄。
3 沖壓工藝
(1)沖壓零件的原材料。
實際生產中援雇,由于外壓零件的原材料厚度公差超差矛渴、材料性能波動、表面質量較差(如銹跡)或不干凈(如油污)等惫搏,會造成模具工作零件磨損加劇具温、易崩刃等不良后果。為此筐赔,應當注意:①盡可能采用沖壓工藝性好的原材料铣猩,以減少沖壓變形力;②沖壓前應嚴格檢查原材料的牌號茴丰、厚度及表面質量等达皿,并將原材料擦拭干凈,必要時應清除表面氧化物和銹跡贿肩;③根據(jù)沖壓工序和原材料種類鳞绕,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。
(2)排樣與搭邊们何。
不合理的往復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萄焦、凹模啃傷箭烦。因此淋塌,在考慮提高材料利用率的同時,必須根據(jù)零件的加工批量苛豺、質量要求和模具配合間隙乾乘,合理選擇排樣方法和搭邊值,以提高模具壽命翅昏。
4 模具材料
模具材料對模具壽命的影響是材料種類牺独、化學成分、組織結構访芙、硬度和冶金質量等諸因索的綜合反映谬堕。不同材質的模具壽命往往不同。為此薯替,對于沖模工作零件材料提出兩項基本要求:①材料的使用性能應具有高硬度(58~64HRC)和高強度沈论,并具有高的耐磨性和足夠的韌性,熱處理變形小救辖,有一定的熱硬性簿煌;②工藝性能良好。沖模工作零件加工制造過程一般較為復雜.因而必須具有對各種加工工藝的適應性鉴吹,如可鍛性姨伟、可切削加工性、淬硬性豆励、淬透性授滓、淬火裂紋敏感性和磨削加工性等。通常根據(jù)沖壓件的材料特性肆糕、生產批量、精度要求等在孝,選擇性能優(yōu)良的模具材料诚啃,同時兼顧其工藝性和經濟性。
5 熱加工工藝
實踐證明.模具的熱加工質量對模具的性能與使用壽命影響甚大私沮。從模具失效原因的分析統(tǒng)計可知始赎,因熱處理不當所引發(fā)模具失效“事故”約占40%以上。模具工作零件的淬火變形與開裂仔燕,使用過程的早期斷裂造垛,均與摸具的熱處理工藝有關。
(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)杰泡。對于高合金工具鋼的模具蓄稠,通常對材料碳化物分布等金相組織提出技術要求。此外朋丢,還應嚴格控制鍛造溫度范圍译拿,制定正確的加熱規(guī)范,采用正確的鍛造力法请癣,以及鍛后緩冷或及時退火等薛对。
(2)預備熱處理。應視模具工作零件的材料和要求的不同分別采用退火砍倾、正火或調質等預備熱處理工藝深冶, 以改善組織,消除鍛造毛坯的組織缺陷乎叫,改善加工工藝性欧陋。高碳合金模具鋼經過適當?shù)念A備熱處理可消除網狀二次滲碳體或鏈狀碳化物,使碳化物球化估喷、細化凛忿,促進碳化物分布均勻性。這樣有利于保證淬火竞川、回火質量店溢,提高模具壽命。
(3)淬火與回火委乌。這是模具熱處理中的關鍵環(huán)節(jié)床牧。若淬火加熱時產生過熱,不僅會使工件造成較大的脆性遭贸,而且在冷卻時容易引起變形和開裂戈咳,嚴重影響模具壽命。沖模淬火加熱時特別應注意防止氧化和脫碳壕吹,應嚴格控制熱處理工藝規(guī)范著蛙,在條件允許的情況下,可采用真空熱處理耳贬。淬火后應及時回火踏堡,并根據(jù)技術要求采用不同的回火工藝。
(4)消應力退火咒劲。模具工作零件在粗加工后應進行消應力退火處理今伏,具目的是消除粗加工所造成的內應力,以免淬火時產生過大的變形和裂紋轴布。對于精度要求高的模具癌越,在磨削或電加工后還需經過消應力回火處理浦砚,有利于穩(wěn)定模具精度,提高使用壽命洲芥。
6 加工表面質量
模具工作零件加上表面質量的優(yōu)劣對于模具的耐磨性亚滑、抗斷裂能力及抗粘著能力等有著十分密切的關系,直接影響模具的使用壽命荷十。尤其是表面粗糙度值對模具壽命影響很大汹振,若表面粗糙度值過大,在工作時會產生應力集中現(xiàn)象从秃,并在其峰沼津、谷間容易產生裂紋,影響沖模的耐用度泽衬,還會影響工件表面的耐蝕性科绣,直接影響沖模的使用壽命和精度,為此树碱,應注意以下事項: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)象肯适,應嚴格控制磨削工藝條件和工藝方法(如砂輪硬度、粒度成榜、冷卻液框舔、進給量等參數(shù));②加工過程中應防止模具工作零件表面留有刀痕.夾層赎婚、裂紋刘绣、撞擊傷痕等宏觀缺陷。這些缺陷的存在會引起應力集中挣输,成為斷裂的根源纬凤,造成模具早期失效;③采用磨削撩嚼、研磨和拋光等精加工和精細加工停士,獲得較小的表面粗糙度值,提高模具使用壽命完丽。
7 表面強化處理
為提高模具性能和使用壽命恋技,模具工作零件表面強化處理應用越來越廣。常用的表而強化處理方法有:液體碳氮共滲漱屁、離子滲氮狈报、滲硼、滲釩和電火花強化役寡,以及化學氣相沉積法(CVD)、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)等款拣。此外超棚,采用高頻淬火,液壓、噴丸等表面強化處理应惠,使模具工作零件表面產生壓應力伐蔚,提高其耐疲勞強度,有利于模具壽命的提高天尤。
8 線切割變質層的控制
沖模刃口多采用線切割加工谁意。由于線切割加工的熱效應和電解作用,使模具加工表面產生一定厚度的變質層擦钾,造成表面硬度降低料潘,出現(xiàn)顯微裂紋等,致使線切割加工的沖模易發(fā)生早期磨損悍赢,直接影響模具沖裁間隙的保持及刃口容易崩刃决瞳,縮短模具使用壽命。因此左权,在線切割加工中應選擇合理的電規(guī)準皮胡,盡量減少變質層深度。
9 正確使用和合理維護
為了保護正常生產赏迟,提高沖壓件質量屡贺,降低成本,延長沖模壽命锌杀,必須正確使用和合理維護模具甩栈,嚴格執(zhí)行沖模“三檢查”制度(使用前檢查抛丽,使用過程中檢查與使用后檢查)谤职,并做好沖模與維護檢修工作。其主要工作包括模具的正確安裝與調試亿鲜;嚴格控制凸模進入凹模深度允蜈;控制校正彎曲、冷擠竹肚、整形等工序的上模的下止點位置帆田;及時復磨、研光棋具刃口勾勃;注意保持棋具的清潔和合理的潤滑等般蚪。模具的正確使用和合理維護,對于提高摸具壽命事關重大区糟。
總之恶稼,在模具設計、制造潮兼、使用和維護全過程中沪蜕,應用先進制造技術和實行全面質量管理杠捂,是提高模具壽命的有效保證,并且致力于發(fā)展專業(yè)化生產泞首,加強模具標準化工作赋芥,除零件標準化外,還有設計參數(shù)標準化掖饲、組合形式標準化一膨、加工方法標準化等,不斷提高模具設計和制造水平洒沦,有利于提高模具壽命豹绪。
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