【編者按】本文闡述模具爆裂的原因與修復(fù)方法分析烘豹。
模具爆裂原因主要有以下幾種:
1.模具材質(zhì)不好在后續(xù)加工中容易碎裂
2.熱處理:淬火回火工藝不當(dāng)產(chǎn)生變形
3.模具研磨平面度不夠琢窗,產(chǎn)生撓曲變形
4.設(shè)計工藝:模具強度不夠汁蝶,刀口間距太近隐锭,模具結(jié)構(gòu)不合理窃躲,模板塊數(shù)不夠無墊板墊腳
5.線割處理不當(dāng):拉線線割,間隙不對钦睡,沒作清角
6.沖床設(shè)備的選用:沖床噸位蒂窒,沖裁力不夠,調(diào)模下得太深
7.脫料不順:生產(chǎn)前無退磁處理荞怒,無退料梢洒琢;生產(chǎn)中有斷針斷彈簧等卡料
8.落料不順:組裝模時無漏屎,或滾堵屎褐桌,墊腳堵屎
9.生產(chǎn)意識:疊片沖壓衰抑,定位不到位,沒使用吹氣槍荧嵌,模板有裂紋仍繼續(xù)生產(chǎn)
沖模失效形式
沖模失效形式主要為磨損失效呛踊、變形失效、斷裂失效和啃傷失效等完丽。然而恋技,由于沖壓工序不同,工作條件不同漱屁,影響沖模壽命的因素是多方面的狈报。下面就沖模的設(shè)計、制造及使用等方面綜合分析沖模壽命的影響因素茧津,并捉出相應(yīng)的改善措施溺剖。(參閱如何防止模具爆裂,如何延長模具使用壽命营鸽?)
1鳖进、沖壓設(shè)備
沖壓設(shè)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(shè)備的精度高奴万、剛性好葵斗,沖模壽命大為提高。例如:復(fù)雜硅鋼片沖模材料為Crl2MoV个荔,在普通開式壓力機上使用杂虐,平均復(fù)磨壽命為1-3萬次,而新式精密壓力機上使用,沖模的復(fù)磨壽命可達(dá)6~12萬次意沸。尤其足小間隙或無間隙沖模嫡纠、硬質(zhì)合金沖模及精密沖模必須選擇精度高、剛性好的壓力機延赌,否則除盏,將會降低模具壽命,嚴(yán)重者還會損壞棋具挫以。
2者蠕、模具設(shè)計
(1)模具的導(dǎo)向機構(gòu)精度屡贺。準(zhǔn)確和可靠的導(dǎo)向蠢棱,對于減少模具工作零件的磨損,避免凸甩栈、凹模啃傷影響極大糕再,尤其是無間隙和小間隙沖裁模量没、復(fù)合模和多工位級進(jìn)模則更為有效。為提高模具壽命突想,必須根據(jù)工序性質(zhì)和零件精度等要求殴蹄,正確選擇導(dǎo)向形式和確定導(dǎo)向機構(gòu)的精度。一般情況下侄侨,導(dǎo)向機構(gòu)的精度應(yīng)高于凸兄哮、凹模配合梢度。
∑臁(2)模具(凸参匀、凹模)刃口幾何參數(shù)。凸市协、凹模的形狀昭仓、配合間隙和圓角半徑不僅對沖壓件成形有較大的影響,而且對于模具的磨損及壽命也影響很大瞬芒。如模具的配合間隙直接影響沖裁件質(zhì)量和模具壽命凯辆。精度要求較高的,宜選較小的間隙值接吠;反之則可適當(dāng)加大間隙宜裂,以提高模具壽命。
3缕圣、沖壓工藝
∠瓢ァ(1)沖壓零件的原材料。
實際生產(chǎn)中,由于外壓零件的原材料厚度公差超差洒沦、材料性能波動豹绪、表面質(zhì)量較差(如銹跡)或不干凈(如油污)等,會造成模具工作零件磨損加劇申眼、易崩刃等不良后果瞒津。為此,應(yīng)當(dāng)注意:①盡可能采用沖壓工藝性好的原材料括尸,以減少沖壓變形力巷蚪;②沖壓前應(yīng)嚴(yán)格檢查原材料的牌號、厚度及表面質(zhì)量等濒翻,并將原材料擦拭干凈屁柏,必要時應(yīng)清除表面氧化物和銹跡;③根據(jù)沖壓工序和原材料種類有送,必要時可安排軟化處理和表面處理淌喻,以及選擇合適的潤滑劑和潤滑工序。
∪刚(2)排樣與搭邊宜柱。
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、凹谋嗪埃啃傷拣薄。因此,在考慮提高材判利用畢的同時潭均,必須根據(jù)零件的加工批量校搀、質(zhì)量要求和模具配合間隙,合理選擇排樣方法和搭邊值号找,以提高模具壽命房幌。
4、模具材料
模具材料對模具壽命的影響是材料種類牧返、化學(xué)成分堡迷、組織結(jié)構(gòu)、硬度和冶金質(zhì)量等諸岡索的綜合反映弥铸。不同材質(zhì)的模具壽命往往不同骇幽。為此,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)和高強度脸候,并具有高的耐磨性和足夠的韌性穷娱,熱處理變形小,有一定的熱硬性运沦;②工藝性能良好泵额。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)性配深,如可鍛性、可切削加工性嫁盲、淬硬性篓叶、淬透性、淬火裂紋敏感性和磨削加工性等羞秤。通常根據(jù)沖壓件的材料特性缸托、生產(chǎn)批量、精度要求等瘾蛋,選擇性能優(yōu)良的模具材料俐镐,同時兼顧其工藝性和經(jīng)濟(jì)性。
5哺哼、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佩抹。從模具失效原因的分析統(tǒng)計可知,因熱處理不當(dāng)所引發(fā)模具失效“事故”約占40%以上虽柜。模具工作零件的淬火變形與開裂飒晴,使用過程的早期斷裂,均與摸具的熱加工工藝有關(guān)财偶。
”靡住(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)窥书。對于高合金工具鋼的模具,通常對材料碳化物分布等金相組織提出技術(shù)要求讥蚯。此外偷被,還應(yīng)嚴(yán)格控制鍛造溫度范圍,制定正確的加熱規(guī)范犬耀,采用正確的鍛造力法逝遣,以及鍛后緩冷或及時退火等。
“讶怠(2)預(yù)備熱處理耽盛。應(yīng)視模具工作零件的材料和要求的不同分別采用退火、正火或調(diào)質(zhì)等預(yù)備熱處理工藝伏尼,以改善組織忿檩,消除鍛造毛坯的組織缺陷,改善加工工藝性爆阶。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燥透,使碳化物球化、細(xì)化辨图,促進(jìn)碳化物分布均勻性班套。這樣有利于保證淬火肢藐、回火質(zhì)量,提高模具壽命吱韭。
∵罕(3)淬火與回火。這是模具熱處理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)理盆。若淬火加熱時產(chǎn)生過熱痘煤,不僅會使工件造成較大的脆性,而且在冷卻時容易引起變形和開裂熏挎,嚴(yán)重影響模具壽命速勇。沖模淬火加熱時特別應(yīng)注意防止氧化和脫碳,應(yīng)嚴(yán)格控制熱處理工藝規(guī)范障昆,在條件允許的情況下欠慢,可采用真空熱處理。淬火后應(yīng)及時回火盲陨,并根據(jù)技術(shù)要求采用不同的回火工藝笋夸。
(4)消應(yīng)力退火岂便。模具工作零件在粗加工后應(yīng)進(jìn)行消應(yīng)力退火處理椿啦,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深刁。對于精度要求高的模具估董,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)定模具精度贪类,提高使用壽命胃愉。
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暑尝、抗斷裂能力及抗粘著能力等有著十分密切的關(guān)系现粗,直接影響模具的使用壽命。尤其是表面粗糙度值對模具壽命影響很大襟雷,若表面粗糙度值過大刃滓,在工作時會產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象,并在其峰耸弄、谷間容易產(chǎn)生裂紋咧虎,影響沖模的耐用度,還會影響工件表面的耐蝕性叙赚,直接影響沖模的使用壽命和精度老客,為此,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)象震叮,應(yīng)嚴(yán)格控制磨削工藝條件和工藝方法(如砂輪硬度胧砰、粒度鳍鸵、冷卻液、進(jìn)給量等參數(shù))尉间;②加工過程中應(yīng)防止模具工作零件表面留有刀痕.夾層偿乖、裂紋、撞擊傷痕等宏觀缺陷哲嘲。這些缺陷的存在會引起應(yīng)力集中滨胰,成為斷裂的根源,造成模具早期失效宁斋;③采用磨削感栋、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慧男,提高模具使用壽命姥仍。
7、表面強化處理
為提高模具性能和使用壽命比摆,模具工作零件表面強化處理應(yīng)用越來越廣傻牙。常用的表而強化處理方法有:液體碳氮共滲、離子滲氮休台、滲硼阐泻、滲釩和電火花強化,以及化學(xué)氣相沉積法(CVD)征啦、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)等担急。此外,采用高頻淬火侠坎,液壓本鸣、噴丸等表面強化處理,使模具工作零件表面產(chǎn)生壓應(yīng)力硅蹦,提高其耐疲勞強度,有利于模具壽命的提高闷煤。
8線切割變質(zhì)層的控制童芹。
沖模刃口多采用線切割加工。由于線切割加工的熱效應(yīng)和電解作用鲤拿,使模具加工表面產(chǎn)生一定厚度的變質(zhì)層假褪,造成表面硬度降低,出現(xiàn)顯微裂紋等近顷,致使線切割加工的沖模易發(fā)生早期磨損生音,直接影響模具沖裁間隙的保持及刃口容易崩刃,縮短模具使用壽命窒升。因此缀遍,在線切割加工中應(yīng)選擇合理的電規(guī)準(zhǔn)慕匠,盡量減少變質(zhì)層深度。
9域醇、正確使用和合理維護(hù)
為了保護(hù)正常生產(chǎn)隔阔,提高沖壓件質(zhì)量,降低成本肖升,延長沖模壽命贵式,必須正確使用和合理維護(hù)模具,嚴(yán)格執(zhí)行沖睦古郏“三檢查”制度(使用前檢查衬榕,使用過程中檢查與使用后檢查),并做好沖模與維護(hù)檢修工作誓拉。其主要工丁作包括模具的正確安裝與調(diào)試杈夜;嚴(yán)格控制凸模進(jìn)入凹模深度;控制校正彎曲剿营、冷擠遗赘、整形等工序上模的下止點伸置;及時復(fù)磨千绍、研光棋具刃口疾词;注意保持棋具的清潔和合理的潤滑等。模具的正確使用和合理維護(hù)灌旧,對于提高摸具壽命事關(guān)重大绑咱。
總之,在模具設(shè)計枢泰、制造描融、使用和維護(hù)全過程中,應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)和實行全面質(zhì)量管理衡蚂,是提高模具壽命的有效保證窿克,并且致力于發(fā)展專業(yè)化生產(chǎn),加強模具標(biāo)準(zhǔn)化工作毛甲,除零件標(biāo)準(zhǔn)化外年叮,還有設(shè)計參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、組合形式標(biāo)準(zhǔn)化玻募、加工方法標(biāo)準(zhǔn)化等只损,不斷提高模具設(shè)計和制造水平,有利于提高模具壽命七咧。
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