提高冷衝壓模具使用壽命的措施

2022-11-11 02:03:01 字數 3895 閱讀 8278

冷衝壓模具是指在冷衝壓加工中將材料加工成製件或半成品的一種工藝裝備。模具壽命一般可分為設計壽命和使用壽命。在模具設計階段就應明確該模具適用的生產批量型別或者模具生產製件的總數量,即模具的設計壽命。

在正常情況下,模具的使用壽命應大於設計壽命。冷衝壓模具的使用壽命,直接關係著產品加工質量和產品加工效率的高低,是影響產品加工經濟成本以及產品加工經濟效益的重要因素,同時也是衡量冷衝壓模具製造水平高低的重要指標。

一、影響冷衝壓模具使用壽命的幾種形式

冷衝壓模具因磨損或其它形式失效,不可修復而報廢之前所加工的產品件數,稱為冷衝壓模具的使用壽命。

1、斷裂

凸、凹模在使用過程**現的折斷和裂痕等現象。由於模具的凸、凹模是模具在沖壓工作中承受衝壓力最大的部分,因此模具凸、凹模在沖壓過程中,會出現斷裂現象。模具凸、凹模的斷裂,有的是區域性的損壞,我們可以通過修復後繼續使用,有的則是斷裂損壞的程度比較大或是完全損壞不可再修復,只得按圖紙設計另行配置新的凸模或凹模後使用。

2、變形

凸、凹模在使用過中發生了形狀變形,使被加工出的產品零件,幾何形狀有所改變,進而影響了被加工零件的尺寸精度與形狀要求。這與斷裂的情形正好相反,主要是由於凸、凹模在熱處理過程中淬火硬度不夠或淬火硬度層太淺,而使得凸、凹模在受力過程中發生了幾

何變形。

3、磨損

凸、凹模與被加工材料之間相互長時間頻繁摩擦,造成的磨損。由於凸、凹模在與被加工材料之間相互長時間摩擦,大批量長時間的衝裁加工零件,衝裁零件毛刺過大,凸、凹間隙過小等,都是造成凸、凹模刀口部分磨損的重要原因。

4、啃傷

凸、凹模間隙調整裝配不均勻,凸、凹模相鄰邊緣相互啃咬,造成凸、凹模刃口啃傷。如模具裝配過程中,凸、凹模位置偏移、間隙不均勻,安裝不帶導向的模具時,凸、凹模間隙調整不合適,而發生的凸、凹模相互啃咬損傷。

二、影響冷衝壓模具使用壽命的主要因素

1.冷衝壓模具材料的影響

(1)模具材料效能的影響。各種模具材料的硬度、耐磨性、耐腐蝕性、塑性變形抗力、斷裂抗力、冷熱疲勞抗力等效能均有所不同,材料的效能必須滿足模具的具體使用要求,以免模具的早期失效。(2)模具鋼材冶金質量的影響。

若鋼中含有強度低、塑性差的非金屬夾雜物,則容易形成裂紋源,引起模具早期斷裂失效。當鋼中的碳化物過多,形成網狀、大塊狀或帶狀偏析時,將嚴重降低鋼的衝擊韌度及斷裂抗力,引起模具的斷裂、崩塊及開裂等。2.

冷衝壓模具結構的影響

(1)模具幾何形狀的影響。模具的幾何形狀對成形過程中坯料的流動和成形力產生很大的影響,從而影響模具的壽命。

(2)模具間隙的影響。模具的凸凹模工作間隙不僅影響工件的質量,還影響模具的壽命。例如拉深模的間隙過小將增加摩擦阻力,易擦傷工件表面,並增大了模具的磨損。衝裁模的間隙過小會加劇凸凹

模的磨損,降低模具的使用壽命。

(3)結構形式的影響。模具的結構形式不合理將導致應力集中而斷裂失效。

3.冷衝壓模具製造工藝的影響

(1)鍛造工藝的影響。如果鍛造工藝不合理,會降低鋼材的效能,造成鍛造缺陷,形成導致模具早期失效的隱患。常見的鍛件表面缺陷有裂紋、摺疊、凹坑等。

(2)加工工藝的影響。切削加工的表面粗糙、幾何形狀變化連線處不光滑,或留有尖角和加工刀痕,將萌生疲勞裂紋,造成模具疲勞失效。磨削加工時進給量過大、冷卻不足則容易產生磨削裂紋和磨削燒傷,減低模具的疲勞疲勞強度和斷裂抗力。

4.冷衝壓模具工作條件和使用維護的影響

(1)被加工材料的影響。被加工材料的強度越高、厚度越大,模具承受的力也越大,模具的壽命相對較低。若被加工材質與模具材料的親和力大,在沖壓成形過程中會和模具發生粘附磨損,降低模具的壽命。

(2)沖壓裝置特性的影響。沖壓裝置的剛度和精度對模具的壽命影響極大。如開式壓力機為c型框架,使用無導向模具時,在衝壓力的作用下易產生變形,造成上、下模中心線不重合,模具工作間隙不均,甚至啃刃、崩刃。

(3)潤滑條件的影響。良好的潤滑條件可以有效降低摩擦力、摩擦熱和衝壓力,減少模具的磨損。

三、提高冷衝壓模具使用壽命的措施

合理的冷衝壓模具設計結構、適合的模具選材和高質量的模具加工與裝配除錯過程,是提高冷衝壓模具使用壽命的基礎。1、優化冷衝壓模具結構

(1)合理的模具設計結構,是保證模具使用壽命的必備前提。模具的使用壽命與合理的結構設計有著很大的關係,設計之初,在保證模具其他設計要求外,須保證模具的韌性、鋼度與強度,以確保模具在衝裁過程中模具的凸、凹模及其他結構件不至於因受衝裁力影響而

發生的變形、損壞或增加磨損程度。

(2)模具設計應盡可能採用帶導向的模具設計,同時還應考慮模具設計間隙,設計間隙過小或過大也會增加凸、凹模磨損程度,從而導致模具損壞,使用壽命降低。

(3)綜合考慮模具的緊固方式和定位方式,加強模具零部件的緊固程度和合理的接觸面積,以保證模具整體的製造精度與質量,尤其是帶有加強筋、加強板等的設計都會提高模具的整體韌性、剛性和強度。

(4)適當增加有效刀口的使用長度。在沖床裝置閉合高度、凸模強度、凹模形腔記憶體料等允許的範圍內增加長度或厚度,用於增加磨床刃磨凸凹模的刀口的次數。

2、合理設計冷衝壓模具凸、凹模間隙

模具衝裁間隙的大小,是直接影響被沖壓件質量、模具的使用壽命以及衝壓力的大小。因此正確的掌握模具凸、凹模間隙設計,會使模具的使用壽命成倍的增加。

(1)模具設計所選用的間隙值應能保證使衝裁力和卸料力最小。(2)首選設計手冊中的參考數值,同時根據具體情況,在產品質量允許的範圍內,將凸、凹模間隙適當放大,這樣凸、凹模的磨損程度會大為減輕。

(3)凸、凹模間隙過大會造成成品件光亮帶的減少,凸、凹模間隙過小時,會使模具摩擦磨損程度加大。因此正確的掌握模具凸、凹模間隙設計,會使模具的使用壽命成倍的增加。3、正確的模具選材

為提高模具的使用壽命,正確的選擇模具材料是很重要的。實際中,可根據被衝裁產品的批量大小來決定模具材料的材質。

(1)批產量大時,選用材料的材質,要選韌性好、強度高、鋼性及耐磨性較高的模具材料。批產量小時,則可選一般的模具材料。

(2)根據被沖壓材料的材料性質,被沖壓件的質量要求,決定模具的選材。模具沖壓件尺寸公差要求高,模具間隙要求較小,模具的凸、凹模與沖壓件摩擦較大時,可選用耐磨性高和有足夠韌性材料。同時還應考慮衝裁材料不同的強度和韌性,沖壓裝置的具體情況等。

4、合理的冷衝壓模具熱處理工藝

要提高模具的使用壽命,對不同材質,不同效能的材料進行合理的熱處理工藝處理,是不可缺少的乙個關鍵且重要的環節。

(1)淬火過程中,如若加熱溫度過高,會使凸、凹模淬火過硬造成脆性過大易折斷碎裂,淬火硬度過高或淬火層過深,在冷卻時還容易變形開裂,或**裂紋深藏不易被發現,降低模具的使用壽命。

(2)淬火過程中加熱溫度不夠,淬火的硬度或深度達不到工藝技術要求,凸、凹模受力後易變形,降低模具使用壽命。5、冷衝壓模具加工與裝配質量

在模具加工裝配過程中,必須保證模具的加工精度與質量,不同的加工精度與不同的質量,對模具的使用壽命有很大的影響。(1)提高設計人員的技術水平和工人技能,嚴格質量控制,增加審核、檢驗手段,提高模具製造質量。尤其是設計人員要有實際生產的感性認識,同時要跟上時代的步伐。

(2)模具多選用標準模架。如自製模架,裝配過程中,要確保導柱、導套精度,導柱、導套滑動自如間隙合理。充分理解公差配合和形位公差的內在含義。

(3)凸、凹模裝配時,間隙調整要求均勻,凸、凹模表面的光潔度要達到設計要求,要保證各零部件的平行度與垂直度。模具鉗工的操作技能要***,否則模具質量無法達到設計要求。

6、冷衝壓模具的使用和保養

為了使模具能正常生產,提高沖壓件質量,降低成本,延長衝模壽命,因而要正確使用和合理維護模具。其工作內容包括模具的正確安裝與除錯;凸模進入凹模深度;校正彎曲、冷擠、整形等工序;上模的下止點調整;還要注意及時復磨、研光模具刃口等。

(1)模具在使用時,應正確的選擇適宜的、精度較高的沖壓裝置,以及適合的衝壓力。

(2)加強對試模的管理,選擇有經驗的技術工人進行試模,使問題暴露得充分些,減少試模次數。

(3)為減少磨損,在被沖壓板材(零件)、凸、凹模上塗抹適合的潤滑劑,以降低模具的磨損程度和摩擦力。

(4)提高工人技能,正確的使用沖壓裝置和模具,及時復磨、研光模具刃口。

(5)模具不用期間,要做好封存,妥善保護。長期不用的模具要在凸、凹模表面塗油防鏽。

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