影響沖壓模具壽命的原因
研究表明:沖壓模具使用壽命的大小與模具設(shè)計(jì)、選材,、加工方法,、熱處理方法、表面處理方式,、模具的使用條件、配套設(shè)備等諸多因素有關(guān)。根據(jù)對(duì)大量失效模具的分析統(tǒng)計(jì),,在引起模具失效的各種因素中,熱處理不當(dāng)約占45%,,選材不當(dāng),、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理約占25%,加工工藝因素約占10%,使用條件等因素約占20%,。因此,,合理設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu),恰當(dāng)?shù)倪x用材料,,妥善安排模具各零件的加工工藝,,正確使用和維護(hù)模具,對(duì)汽車板金模具使用壽命的提高都是有益的,。
1,、沖壓模具的設(shè)計(jì)
沖壓模具設(shè)計(jì)是影響模具使用壽命的重要因素。模具間隙大小,、沖壓工序安排,、沖壓工位布置、定位方式,、卸料與出件方式,、模具導(dǎo)向方式、以及模具檢測(cè)與保護(hù)方法等對(duì)模具壽命都會(huì)造成影響,。以沖裁為例,,介紹沖模間隙對(duì)模具壽命的影響。由于間隙的存在,,使得沖件的斷面出現(xiàn)了4個(gè)區(qū)———塌角,、光亮帶、斷裂帶和毛刺,。
落料件的尺寸主要由凹模決定,,而沖孔件的尺寸主要由凸模決定。實(shí)踐證明,,正常沖裁情況下,,沖孔件的尺寸有縮小的趨勢(shì),而且隨間隙的減小縮小越明顯,;落料件的尺寸有增大的趨勢(shì),,而且間隙越小其增大越明顯。這樣凸模和凹模隨沖裁間隙的縮小而使磨損加劇,。同時(shí),,當(dāng)間隙小到一定值,還會(huì)產(chǎn)生二次剪切,,產(chǎn)生過(guò)多的金屬碎屑,,刮傷或被擠進(jìn)凸、凹模的表面,,加劇模具的磨損,,甚至?xí)斐砂寄q裂,、模具變形,進(jìn)而引起間隙不均勻,、導(dǎo)致模具崩刃等現(xiàn)象的發(fā)生,。總之,,沖裁模具的間隙越小,,模具的壽命就越小,對(duì)其它沖壓模也如此,。
2,、汽車板金模具的加工工藝
沖壓模具的凸、凹模形狀是多種多樣的,,根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)而確定,。各企業(yè)的生產(chǎn)條件不同,因此,,對(duì)不同的凸模和凹模,,各企業(yè)一般有自己的做法,但總的工藝過(guò)程還是類似的,。對(duì)整體式凹模的做法是:下料→鍛造→熱處理(退火)→機(jī)加工外形,、非凹模刃口孔及穿絲孔→熱處理(淬火、回火)→磨上下表面→慢絲切割凹模刃口孔→精銑(鏡面放電),。對(duì)整體式凸模的做法是:下料→鍛造→熱處理(退火)→機(jī)加工外形(粗加工,、精加工)、固定孔等→熱處理(淬火,、回火)→磨上下端面→精修工作型面,。對(duì)小凸模和鑲拼式凹模的加工工藝是:取一塊經(jīng)過(guò)鍛造和熱處理后的原料板→機(jī)加工固定凸、凹模(鑲塊)的螺紋孔→以螺紋孔為中心慢絲割出各零件輪廓→磨去氧化層,。
?。?)鍛造對(duì)模具壽命的影響
鍛造的作用是細(xì)化金屬晶粒、致密組織,、消除金屬內(nèi)部缺陷從而改善金屬的力學(xué)性能。但是,,如果鍛造工藝不合理,,就會(huì)造成鍛造缺陷,形成導(dǎo)致模具早期失效的隱患,。例如,,鍛造時(shí)鐓擊力過(guò)大,變形量過(guò)大,,易產(chǎn)生裂紋,;加熱不均,,溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生材料晶粒粗大的過(guò)熱現(xiàn)象或?qū)е戮Ы缛刍脱趸倪^(guò)燒現(xiàn)象;停鍛后冷卻速度過(guò)快則容易開裂,,特別是高碳高合金鋼,,鍛造溫度范圍較窄,操作不當(dāng)極易開裂,;鍛造不充分會(huì)產(chǎn)生組織應(yīng)力,,熱處理時(shí)也易發(fā)生變形開裂等。
?。?)熱處理對(duì)模具壽命的影響
模具淬火加熱時(shí)溫度過(guò)高,,容易造成模具的過(guò)熱、過(guò)燒,,沖擊韌度下降,,導(dǎo)致早期斷裂。如果淬火溫度過(guò)低,,會(huì)降低模具的硬度,、耐磨性及疲勞抗力,容易造成模具的塑性變形,、磨損失效,。淬火加熱時(shí)不注意采取保護(hù)措施,會(huì)使模具表面氧化和脫碳,,脫碳將造成淬火軟點(diǎn)或軟區(qū),,降低模具的耐磨性、疲勞強(qiáng)度和抗咬合能力,,影響其使用壽命,。淬火冷卻速度過(guò)快或油溫過(guò)低,模具容易產(chǎn)生淬火裂紋,。如果回火溫度太低,,而且不夠充分,將無(wú)法消除淬火過(guò)程中的殘余應(yīng)力而使模具的韌性降低,,容易發(fā)生早期斷裂,。
(3)線切割對(duì)模具壽命的影響
線切割在模具零件加工中被廣泛使用,,它提高了加工效率和加工精度,,但也帶來(lái)了一些特殊問(wèn)題,如經(jīng)線切割加工的模具,,如不進(jìn)行回火和相應(yīng)的去氧化層處理而直接使用,,易產(chǎn)生掉渣、剝落等現(xiàn)象,,從而降低模具的使用壽命,。因此,,對(duì)線切割后的模具進(jìn)行充分回火能改善表面拉應(yīng)力狀態(tài),降低殘余應(yīng)力,,提高模具使用壽命,。
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