沖壓模具怎么縮短,沖壓模具怎么修
今天給各位分享沖壓模具怎么縮短的知識(shí),其中也會(huì)對(duì)沖壓模具怎么修進(jìn)行解釋,如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問(wèn)題,別忘了關(guān)注本站,現(xiàn)在開始吧!
本文目錄概覽:
- 1、沖壓模具提升壽命方法有什么?
- 2、沖孔模具怎么設(shè)計(jì)才能減少?zèng)_裁力
- 3、沖壓模具設(shè)計(jì)技巧
- 4、沖壓模具設(shè)計(jì)制造的一些優(yōu)化方法
- 5、五金沖壓模具中,如何降低沖裁力呀?
- 6、哪些因素影響沖壓模具壽命-影響沖壓模具壽命的十大因素
沖壓模具提升壽命方法有什么?
1、改進(jìn)沖壓模具的設(shè)計(jì)
沖壓模具設(shè)計(jì)是否合理是提高沖壓模具耐用度的基礎(chǔ)。因此,在設(shè)計(jì)沖壓模具時(shí)應(yīng)對(duì)產(chǎn)品成形中的不利條件采取有效措施,以提高沖壓模具的耐用度,如設(shè)計(jì)小孔沖壓模具的壽命往往表現(xiàn)在沖小孔的凸模上。對(duì)于這類沖壓模具,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使細(xì)小的凸模盡量縮短其長(zhǎng)度,以增加強(qiáng)度,同時(shí),還應(yīng)采用導(dǎo)向套的方法加強(qiáng)細(xì)小凸模進(jìn)行保護(hù)。此外,在沖壓模具設(shè)計(jì)上,應(yīng)充分考慮到模架的形式、凸凹模的固定方法和導(dǎo)向形式、壓力中心的確定及上、下模板的剛性等因素。特別對(duì)于沖裁模來(lái)說(shuō),選取間隙值對(duì)耐用度有很大的影響。在設(shè)計(jì)時(shí),沖壓模具的間隙要選擇合理,其間隙值不能太小,否則會(huì)影響沖壓模具的使用壽命和耐用度。實(shí)踐證明,在不影響沖壓件質(zhì)量的情況下,適當(dāng)放大間隙可大大提高沖壓模具的耐用度,有時(shí)甚至提高幾倍及幾十倍。
2、正確選擇沖壓模具材料題
不同的沖壓模具材料具有不同的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。在一定的條件下使用高級(jí)材料就能使耐用度提高好幾倍。因此,為提高沖壓模具的耐用度必須要選擇好的材料。
Toolox系列的材料,是一種具有高韌性,高耐磨性,基本沒有內(nèi)應(yīng)力的一種預(yù)硬的新型工具鋼.而且具有非常高的純凈度,晶粒度非常細(xì)小,S,P含量非常少,析出的碳化物含量少,而且非常均勻.由于特殊的成分設(shè)計(jì),Toolox系列材料具備非常優(yōu)異的表面處理性能,其中Toolox44氮化后表面硬度能達(dá)到HRC65以上,Toolox40表面硬度能達(dá)到HRC62以上,Toolox33的表面硬度能達(dá)到HRC58以上,深度最高達(dá)1.8mm。
Toolox系列的材料所具備的以上特性,使得Toolox系列材料應(yīng)用在部分沖壓模具方面有著特殊的優(yōu)勢(shì)。
1)較厚鋼板(典型案例沖剪厚度為35mm鋼板),不銹鋼板,以及有色金屬板的沖壓成型模具,比較典型的是空調(diào)翅片模具等。
2)拉伸模具,不銹鋼拉伸模具。
3)冷擠壓模具.冷擠壓304不銹鋼,厚度0.5mm以上,取代DC53等材料,效果非常好。
4)高尺寸穩(wěn)定性要求的大型沖壓模板。
3、合理的安排沖壓模具制造工藝及保證加工精度
沖壓模具的加工精度對(duì)沖壓模具的耐用度影響很大。如在沖裁模中由于裝配間隙不均勻,在剪切力作用下常會(huì)使凹模啃壞而影響沖壓模具壽命。同時(shí),沖壓模具表面光潔度過(guò)低,也會(huì)使沖壓模具的耐用度降低。因此,在加工時(shí)必須要對(duì)孔距大小、裝配時(shí)凸模對(duì)固定板支撐面的垂直度、沖壓模具間距的均勻和導(dǎo)套、導(dǎo)柱的導(dǎo)向精度等級(jí)給于充分注意。制造與裝配精度越高及工作部分表面粗糙度等級(jí)越高,沖壓模具的耐用度就越高。
4、合理地進(jìn)行沖壓模具零件的鍛造及熱處理
在選擇優(yōu)質(zhì)沖壓模具材料的同時(shí),對(duì)于同材質(zhì)和不同性質(zhì)的材料要求進(jìn)行合理的鍛造和熱處理,是提高沖壓模具耐用度的主要途徑之一。例如,淬火時(shí),若在加熱時(shí)生產(chǎn)過(guò)熱,不但會(huì)使此工件脆性過(guò)大,而且在冷卻時(shí)容易引起變形和開裂,使耐用度降低。因此在制造沖壓模具時(shí),必須合理的掌握熱處理工藝。
Toolox材料是由鋼廠直接預(yù)硬的淬火調(diào)質(zhì)鋼,不再需要熱處理,配合上恰當(dāng)?shù)谋砻嫣幚恚ㄈ绲?Toolox基體材料的高韌性,配合上表面層的高硬度,能達(dá)到優(yōu)異的效果。
5、正確選擇壓力機(jī)
為了提高沖壓模具的耐用度,應(yīng)選取精度較高及剛性較高的壓力機(jī),并使其沖壓噸位大于沖壓力百分之三十以上。正常來(lái)說(shuō),使用伺服沖床可相應(yīng)提高模具壽命在幾十倍以上。
6、合理的使用及維護(hù)沖壓模具
為了提高沖壓模具耐用度,操作者必須合理的使用及維護(hù)沖壓模具,對(duì)沖壓模具應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行維修,以防止沖壓模具帶病工作。
以上就是提高沖壓模具耐磨度的幾個(gè)常用方法。提高耐磨度的意義不僅能讓沖壓模具的使用壽命增加,降低模具企業(yè)的生產(chǎn)成本,更能保證生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品的質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率。
沖孔模具怎么設(shè)計(jì)才能減少?zèng)_裁力
1、使用斜刃口,沖裁力差不多能降低50%。
2、沖壓模具,是在冷沖壓加工中,將材料(金屬或非金屬)加工成零件(或半成品)的一種特殊工藝裝備,稱為冷沖壓模具(俗稱冷沖模)。沖壓,是在室溫下,利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力,使其產(chǎn)生分離或塑性變形,從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。
3、沖裁力指在沖裁時(shí)材料對(duì)模具的最大抵抗力。
沖壓模具設(shè)計(jì)技巧
沖壓模具設(shè)計(jì)技巧
模具企業(yè)需要做大做精,要根據(jù)市場(chǎng)需求,及技術(shù)、資金、設(shè)備等條件,確定產(chǎn)品定位和市場(chǎng)定位。下面是我整理的沖壓模具設(shè)計(jì)技巧介紹,大家一起來(lái)看看吧。
一、從廢料情況看出的信息
廢料本質(zhì)上就是成形孔的反像。即位置相反的相同部位。通過(guò)檢查廢料,你可以判斷上下模間隙是否正確。如果間隙過(guò)大,廢料會(huì)出現(xiàn)粗糙、起伏的斷裂面和一窄光亮帶區(qū)域。間隙越大,斷裂面與光亮帶區(qū)域所成角度就越大。如果間隙過(guò)小,廢料會(huì)呈現(xiàn)出一小角度斷裂面和一寬光亮帶區(qū)域。
過(guò)大間隙形成帶有較大卷邊和邊緣撕裂的孔,令剖面稍微有一薄邊緣突出。太小的間隙形成帶稍微卷邊和大角度撕裂,導(dǎo)致剖面或多或少地垂直于材料表面。
一個(gè)理想的廢料應(yīng)有合理的壓塌角和均勻的光亮帶。這樣可保持沖壓力最小并形成一帶極少毛刺的整潔圓孔。從這點(diǎn)來(lái)看,通過(guò)增大間隙來(lái)延長(zhǎng)模具壽命是以犧牲成品孔質(zhì)量換取的。
二、模具間隙的選擇
模具的間隙與所沖壓的材料的類型及厚度有關(guān)。不合理的間隙可以造成以下問(wèn)題:
(1)如間隙過(guò)大,所沖壓工件的毛刺就比較大,沖壓質(zhì)量差。如果間隙偏小,雖然沖孔的質(zhì)量較好,但模具的磨損比較嚴(yán)重,大大降低模具的使用壽命,而且容易造成沖頭的折斷。
(2)間隙過(guò)大或過(guò)小都容易在沖頭材料上產(chǎn)生粘連,從而造成沖壓時(shí)帶料。過(guò)小的間隙容易在沖頭底面與板料之間形成真空而發(fā)生廢料反彈。
(3)合理的間隙可以延長(zhǎng)模具壽命,卸料效果好,減小毛刺和翻邊,板材保持潔凈,孔徑一致不會(huì)刮花板材,減少刃磨次數(shù),保持板材平直,沖孔定位準(zhǔn)確。
三、如何提高模具的使用壽命
對(duì)用戶來(lái)講,提高模具的使用壽命可以大大降低沖壓成本。影響模具使用壽命的因素如下:
1、材料的類型及厚度;
2、是否選擇合理的下模間隙;
3、模具的結(jié)構(gòu)形式;
4、材料沖壓時(shí)是否有良好的潤(rùn)滑;
5、模具是否經(jīng)過(guò)特殊的表面處理;
6、如鍍鈦、碳素氮化鈦;
7、上下轉(zhuǎn)塔的對(duì)中性;
8、調(diào)整墊片的合理使用;
9、是否適當(dāng)采用斜刃口模具;
10、機(jī)床模座是否已經(jīng)磨損;
四、沖壓特殊尺寸孔應(yīng)注意的問(wèn)題
(1)最小孔徑?jīng)_0.8——1.6范圍的沖孔請(qǐng)用特殊沖頭。
(2)厚板沖孔時(shí),相對(duì)于加工孔徑,請(qǐng)使用大一號(hào)的模具。注意:此時(shí),若使用通常大小的模具,會(huì)造成沖頭螺紋的破損。
(3)沖頭刃口部分,最小寬度與長(zhǎng)度的比例一般不應(yīng)小于1:10。
(4)沖頭刃口部分最小尺寸與板厚的關(guān)系。建議沖頭刃口部分最小尺寸取板厚的2倍。
五、模具的刃磨
1、模具刃磨的重要性
定期刃磨模具是沖孔質(zhì)量一致性的保證。定期刃磨模具不僅能提高模具的使用壽命而且能提高機(jī)器的'使用壽命,要掌握正確的刃磨時(shí)機(jī)。
2、模具需要刃磨的具體特征
對(duì)于模具的刃磨,沒有一個(gè)嚴(yán)格的打擊次數(shù)來(lái)確定是否需要刃磨。主要取決于刃口的鋒利程度。主要由以下三個(gè)因素來(lái)決定:
(1)檢查刃口的圓角,如果圓角半徑達(dá)到R0.1毫米(最大R值不得超過(guò)0.25毫米)就需要刃磨。
(2)檢查沖孔質(zhì)量,是否有較大的毛刺產(chǎn)生?
(3)通過(guò)機(jī)器沖壓的噪聲來(lái)判斷是否需要刃磨。如果同一副模具沖壓時(shí)噪聲異常,說(shuō)明沖頭已經(jīng)鈍了,需要刃磨。
注:刃口邊緣部變圓或刃口后部粗糙,也要考慮刃磨。
3、刃磨的方法
模具的刃磨有多種方法,可采用專用刃磨機(jī)也可在平面磨床上實(shí)現(xiàn)。沖頭、下模刃磨的頻度一般為4:1,刃磨后請(qǐng)調(diào)整好模具高度。
(1)不正確刃磨方法的危害:不正確的刃磨會(huì)加劇模具刃口的迅速破壞,致使每次刃磨的打擊次數(shù)大大縮小。
(2)正確的刃磨方法的益處:定期刃磨模具,沖孔的質(zhì)量和精度可以保持穩(wěn)定。模具的刃口就損壞較慢,壽命更長(zhǎng)
4、刃磨規(guī)則
模具刃磨時(shí)要考慮下面的因素:
(1)刃口圓角在R0.1-0.25毫米大小情況下要看刃口的鋒利程度。
(2)砂輪表面要清理干凈。
(3)建議采用一種疏松、粗粒、軟砂輪。如WA46KV
(4)每次的磨削量(吃刀量)不應(yīng)超過(guò)0.013毫米,磨削量過(guò)大會(huì)造成模具表面過(guò)熱,相當(dāng)于退火處理,模具變軟,大大降低模具的壽命。
(5)刃磨時(shí)必須加足夠的冷卻液。
(6)磨削時(shí)應(yīng)保證沖頭和下模固定平穩(wěn),采用專用的工裝夾具。
(7)模具的刃磨量是一定的,如果達(dá)到該數(shù)值,沖頭就要報(bào)廢。如果繼續(xù)使用,容易造成模具和機(jī)器的損壞,得不償失。
(8)刃磨完后,邊緣部要用油石處理,去掉過(guò)分尖銳的棱線。
(9)刃磨完后,要清理干凈、退磁、上油。
注:模具刃磨量的大小主要取決于所沖壓的板材的厚度。
六、沖頭使用前應(yīng)注意
1、存放
(1)用干凈抹布把上模套里外擦干凈。
(2)存放時(shí)小心表面不要出現(xiàn)刮痕或凹痕。
(3)上油防銹。
2、使用前準(zhǔn)備
(1)使用前徹底清潔上模套。
(2)查看表面是否有刮、凹痕。如有,用油石去除。
(3)里外上油。
3、安裝沖頭于上模套時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)
(1)清潔沖頭,并給其長(zhǎng)柄上油。
(2)在大工位模具上把沖頭插入上模套底部,不能用力。不能用尼龍錘。安裝時(shí),不能通過(guò)旋緊上模套上的螺栓來(lái)固定沖頭,只有在沖頭正確定位后才能旋緊螺栓。正全科技微信內(nèi)容真不錯(cuò),值得關(guān)注!
4、安裝上模組合入轉(zhuǎn)塔
如果想延長(zhǎng)模具使用壽命,上模套外直徑和轉(zhuǎn)塔孔之間的間隙要盡可能地小。所以請(qǐng)小心執(zhí)行下列程序。
(1)清潔轉(zhuǎn)塔孔的鍵槽和內(nèi)直徑并上油。
(2)調(diào)整上模導(dǎo)套的鍵槽,使之與轉(zhuǎn)塔孔的鍵吻合。
(3)把上模套導(dǎo)直直地插入塔孔,小心不能有任何傾斜。上模導(dǎo)套應(yīng)該靠自身重量滑入轉(zhuǎn)塔孔。
(4)如果上模套向一邊傾斜,可用尼龍錘之類的軟材料工具把它輕輕敲正重復(fù)敲擊直至上模導(dǎo)套依靠自身重量滑入正確位置。
注意:不能用力于上模導(dǎo)套外直徑,只能在沖頭頂上用力。不能敲擊上模套頂部,以免損壞轉(zhuǎn)塔孔,縮短個(gè)別工位使用壽命。
七、模具的檢修
如果沖頭被材料咬住,取不出來(lái),請(qǐng)按如下所記項(xiàng)目檢查。
1、沖頭、下模的再刃磨。刃口鋒利的模具能加工出漂亮的切斷面,刃口鈍了,則需要額外的沖壓力,而且工件斷面粗糙,產(chǎn)生很大的抵抗力,造成沖頭被材料咬住。
2、模具的間隙。模具的間隙如果相對(duì)板厚選得不合適,沖頭在脫離材料時(shí)需要很大的脫模力。如果是這個(gè)原因沖頭被材料咬住,請(qǐng)更換合理間隙的下模。正全科技微信內(nèi)容真不錯(cuò),值得關(guān)注!!
3、加工材料的狀態(tài)。材料弄臟了、或者有污垢時(shí),臟東西附著到模具上,使得沖頭被材料咬住而無(wú)法加工。
4、有變形的材料。翹曲的材料在沖完孔后,會(huì)夾緊沖頭,使得沖頭被咬住。有翹曲的材料,請(qǐng)弄平整后再加工。
5、彈簧的過(guò)度使用。會(huì)使得彈簧疲勞。請(qǐng)時(shí)常注意檢查彈簧的性能。
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沖壓模具設(shè)計(jì)制造的一些優(yōu)化方法
沖壓模具設(shè)計(jì)制造的一些優(yōu)化方法
模塊化設(shè)計(jì)能有效減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)間并提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。下面是我整理的沖壓模具設(shè)計(jì)制造的一些優(yōu)化方法介紹,歡迎參考。
一、模具的模塊化方法
縮短設(shè)計(jì)周期并提高設(shè)計(jì)質(zhì)量是縮短整個(gè)模具開發(fā)周期的關(guān)鍵之一。模塊化設(shè)計(jì)就是利用產(chǎn)品零部件在結(jié)構(gòu)及功能上的相似性,而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化與組合化。大量實(shí)踐表明,模塊化設(shè)計(jì)能有效減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)間并提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。因此本文探索在模具設(shè)計(jì)中運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)方法。
模具模塊化設(shè)計(jì)的實(shí)施:
1、建立模塊庫(kù)
模塊庫(kù)的建立有三個(gè)步驟:模塊劃分、構(gòu)造特征模型和用戶自定義特征的生成。標(biāo)準(zhǔn)零件是模塊的特例,存在于模塊庫(kù)中。標(biāo)準(zhǔn)零件的定義只需進(jìn)行后兩步驟。模塊劃分是模塊化設(shè)計(jì)的第一步。模塊劃分是否合理,直接影響模塊化系統(tǒng)的功能、性能和成本。每一類產(chǎn)品的模塊劃分都必須經(jīng)過(guò)技術(shù)調(diào)研并反復(fù)論證才能得出劃分結(jié)果。對(duì)于模具而言,功能模塊與結(jié)構(gòu)模塊是互相包容的。結(jié)構(gòu)模塊的在局部范圍內(nèi)可有較大的結(jié)構(gòu)變化,因而它可以包含功能模塊;而功能模塊的局部結(jié)構(gòu)可能較固定,因而它可以包含結(jié)構(gòu)模塊。模塊設(shè)計(jì)完成后,在Pro/E的零件/裝配(Part/Assembly)空間中手工建構(gòu)所需模塊的特征模型,運(yùn)用Pro/E的用戶自定義特征功能,定義模塊的'兩項(xiàng)可變參數(shù):可變尺寸與裝配關(guān)系,形成用戶自定義特征(User-Defined Features,UDFs)。生成用戶自定義特征文件(以gph為后綴的文件)后按分組技術(shù)取名存儲(chǔ),即完成模塊庫(kù)的建立。
2、模塊庫(kù)管理系統(tǒng)開發(fā)
系統(tǒng)通過(guò)兩次推理,結(jié)構(gòu)選擇推理與模塊的自動(dòng)建模,實(shí)現(xiàn)模塊的確定。第一次推理得到模塊的大致結(jié)構(gòu),第二次推理最終確定模塊的所有參數(shù)。通過(guò)這種途徑實(shí)現(xiàn)模塊"可塑性"目標(biāo)。在結(jié)構(gòu)選擇推理中,系統(tǒng)接受用戶輸入的模塊名稱、功能參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù),進(jìn)行推理,在模塊庫(kù)中求得適用模塊的名稱。
如果不滿意該結(jié)果,用戶可指定模塊名稱.在這一步所得到的模塊仍是不確定的,它缺少尺寸參數(shù)、精度、材料特征及裝配關(guān)系的定義。在自動(dòng)建模推理中,系統(tǒng)利用輸人的尺寸參數(shù)、精度特征、材料特征與裝配關(guān)系定義,驅(qū)動(dòng)用戶自定義特征模型,動(dòng)態(tài)地、自動(dòng)地將模塊特征模型構(gòu)造出來(lái)并自動(dòng)裝配。自動(dòng)建模函數(shù)運(yùn)用C語(yǔ)言與Pro/E的二次開發(fā)工具Pro/TOOLKIT開發(fā)而成。通過(guò)模塊的調(diào)用可迅速完成模具設(shè)計(jì)。應(yīng)用此系統(tǒng)后模具設(shè)計(jì)周期明顯縮短。由于在模塊設(shè)計(jì)時(shí)認(rèn)真考慮了模塊的質(zhì)量,因而對(duì)模具的質(zhì)量起基礎(chǔ)保證作用。模塊庫(kù)中存放的是相互獨(dú)立的UDFs文件,因此本系統(tǒng)具有可擴(kuò)充性。
二、模具制造過(guò)程中的缺陷及防止措施
1、鍛造加工
高碳、高合金鋼,例如Cr12MoV、W18Cr4V等,廣泛用于制造模具。但這類鋼不同程度的存在成分偏析、碳化物粗大不均勻、組織不均勻等缺陷。選用高碳、高合金鋼制造模具,必須采用合理的鍛造工藝來(lái)成形模塊毛坯,這樣一方面可使鋼材達(dá)到模塊毛坯的尺寸和規(guī)格,一方面可改善鋼的組織和性能。另外高碳、高合金的模具鋼導(dǎo)熱性較差,加熱速度不能太快,且加熱要均勻,在鍛造溫度范圍內(nèi),應(yīng)采用合理的鍛造比。
2、切削加工
模具的切削加工應(yīng)嚴(yán)格保證尺寸過(guò)渡處的圓角半徑,圓弧與直線相接處應(yīng)光滑。如果模具的切削加工質(zhì)量較差,就可能在以下3個(gè)方面造成模具損,1)由于切削加工不恰當(dāng),造成的尖銳轉(zhuǎn)角或圓角半徑過(guò)小,會(huì)導(dǎo)致模具在工作時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中。2)切削加工后的表面太粗糙,就有可能存在刀痕、裂口、切口等缺陷,它們既是應(yīng)力集中點(diǎn),又是裂紋、疲芳裂紋或熱疲勞裂紋的萌生地。3)切削加工沒能完全、均勻地切除模具毛壞在軋制或鍛造時(shí)產(chǎn)生的脫碳層,就可能在模具熱處理時(shí)產(chǎn)生不均勻的硬化層,導(dǎo)致耐磨性下降。
3、磨削加工
模具在火、回火后一般要進(jìn)行磨削加工,以降低表面粗糙度值。由于磨削速度過(guò)大、砂輪粒度過(guò)細(xì)或冷卻條件較差等因素的影響,引起的模具表層局部過(guò)熱,造成局部顯微組織變化,或引起表面軟化,硬度降低,或產(chǎn)生較高的殘余拉應(yīng)力等現(xiàn)象,都會(huì)降低模具的使用壽命選擇適當(dāng)?shù)哪ハ鞴に噮?shù)減少局部發(fā)熱,磨削后在可能的條件下進(jìn)行去應(yīng)力處理,就可有效地防止磨削裂紋的產(chǎn)生。防止磨削過(guò)熱和磨削裂紋的措施較多,例如:采用切削力強(qiáng)的粗顆粒砂輪或粘結(jié)性較差的砂輪,減少模具的磨削進(jìn)給量;選用合適的冷卻劑;磨削加工后250一300℃的回火消除磨削應(yīng)力等。
4、電火花加工
應(yīng)用電火花工藝加工模具時(shí),放電區(qū)的電流密度很大,產(chǎn)生大量的熱,模具被加工區(qū)域的溫度高達(dá)10000℃左右,由于溫度高,熱影響區(qū)的金相組織必將發(fā)生變化,模具表層由于高溫而發(fā)生熔化,然后急冷,很快凝固,形成再凝固層。在顯微鏡下可看到,再凝固層呈白亮色,內(nèi)部有較多顯微裂紋。為了延長(zhǎng)模具壽命可以采用以下措施:調(diào)整電火花加工參數(shù)用電解法或機(jī)械研磨法研磨電火花加工后的表面,除去異常層中的白亮層,尤其是要除去顯微裂紋。在電火花加工后安排一次低溫回火,使異常層穩(wěn)定化,阻止顯微裂紋擴(kuò)展。
根據(jù)文中所述方法可縮短開發(fā)周期和有效地防止模具制造缺陷,提高模具制造質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。
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五金沖壓模具中,如何降低沖裁力呀?
五金沖壓模具,降低沖裁力一般方法如下:
1.階梯凸模沖裁法:一般將沖頭的高度做一段差,差距在1.5個(gè)材料厚度左右。階梯沖不僅能降低沖裁力,而且能在直徑相差較大,距力很近的多孔沖裁中,避免小直徑凸模由于受到材料流動(dòng)擠壓力的作用而折斷或傾斜。因此可將小直徑的凸模做得短一些即可.
2.斜刃口沖裁法:也是比較常用的方法,相當(dāng)于將材料周邊分成若干段,分步進(jìn)行沖裁。
哪些因素影響沖壓模具壽命-影響沖壓模具壽命的十大因素
哪些因素影響沖壓模具壽命-影響沖壓模具壽命的十大因素
研究表明:模具的使用壽命與模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具鋼材選用、熱處理、表面處理、機(jī)械加工研磨、線切割工藝,沖壓設(shè)備、沖壓材料及工藝,模具潤(rùn)滑、保養(yǎng)維修水平差等諸多因素有關(guān)。下面,我為大家講講影響沖壓模具壽命的十大因素,快來(lái)看看吧!
合理選擇熱處理工藝
熱處理不當(dāng)是導(dǎo)致模具早期失效的重要原因,從模具失效分析得知,45%的模具失效是由于熱處理不當(dāng)造成的。模具熱處理包括鋼材鍛造后的退火,粗加工以后高溫回火或低溫回火,精加工后的淬火與回火,電火花、線切割以后的去應(yīng)力低溫回火。只有冷熱加工很好相互配合,才能保證良好的模具壽命。
①.模具型腔大而壁薄時(shí)需要采用正常淬火溫度的上限,以使殘留奧氏體量增加,使模具不致脹大??焖偌訜岱ㄓ捎诩訜釙r(shí)間短,氧化脫碳傾向減少,晶粒細(xì)小,對(duì)碳素工具鋼大型模具淬火變形小。
②.對(duì)高速鋼采用低淬、高回工藝比較好,淬火溫度低,回火溫度偏高,可大大提高韌性,盡管硬度有所降低,但對(duì)提高因折斷或疲勞破壞的模具壽命極為有效。通常Cr12MoV鋼淬火加熱溫度為1000℃,油冷,然后220℃回火。如能在這種熱處理以前先行熱處理一次,即加熱至1100℃保溫,油冷,700℃高溫回火,則模具壽命能大幅度提高。
③.采用低溫氮碳共滲工藝,表面硬度可達(dá)1200HV,也能大大提高模具壽命。 低溫電解滲硫可降低金屬變形時(shí)的摩擦力,提高抗咬粘性能。使用6W6Mo5Cr4V鋼制作冷擠壓凸模,經(jīng)低溫氮碳共滲后,使用壽命平均提高1倍以上,再經(jīng)低溫電解滲硫處理可以進(jìn)一步提高壽命50%。
④.模具淬火后存在很大的殘留應(yīng)力,它往往引起模具變形甚至開裂。為了減少殘留應(yīng)力,模具淬火后應(yīng)趁熱進(jìn)行回火,回火應(yīng)充分,回火不充分易產(chǎn)生磨前裂紋。對(duì)碳素工具鋼,200℃回火1h,殘留應(yīng)力能消除約50%,回火2h殘留應(yīng)力能消除約75%~80%,而如果500~600℃回火1h,則殘留應(yīng)力能消除達(dá)90%。
⑤.回火后一般為空冷,在回火冷卻過(guò)程中,材料內(nèi)部可能會(huì)出現(xiàn)新的拉應(yīng)力,應(yīng)緩冷到100~120℃以后再出爐,或在高溫回火后再加一次低溫回火。
合理的模具表面強(qiáng)化工藝
模具表面強(qiáng)化的主要目的的是提高模具表面的耐磨性、耐蝕性和潤(rùn)滑性能。表面強(qiáng)化處理工藝主要有氣體氮化法、離子氮化法、點(diǎn)火花表面強(qiáng)化法、滲硼、TD法、CVD法、PVD法、激光表面強(qiáng)化法、離子注入法、等離子噴涂法等。
①. 氣體軟氮化:使氮在氮化溫度分解后產(chǎn)生活性氮原子,被金屬表面吸收滲入鋼中并且不斷自表面向內(nèi)擴(kuò)散,形成氮化層。模具經(jīng)氮化處理后,表面硬度可達(dá)HV950~1200,使模具具有很高的紅硬度和高的疲勞強(qiáng)度,并提高模具表面光潔的度和抗咬合能力。
②. 離子氮化:將待處理的模具放在真空容器中,充以一定壓力的含氮?dú)怏w(如氮或氮、氫混合氣),然后以被處理模具作陰極,以真空容器的罩壁作陽(yáng)極,在陰陽(yáng)極之間加400~600伏的直流電壓,陰陽(yáng)極間便產(chǎn)生輝光放電,容器里的氣體被電離,在空間產(chǎn)生大量的電子與離子。在電場(chǎng)的作用下,正離子沖向陰極,以很高速度轟擊模具表面,將模具加熱。離能正離子沖入模具表面,獲得電子,變成氮原子被模具表面吸收,并向內(nèi)擴(kuò)散形成氮化層。應(yīng)用離子氮化法可提高模具的耐磨性和疲勞強(qiáng)度。
③. 點(diǎn)火化表面強(qiáng)化:這是一種直接利用電能的高能量密度對(duì)模具表面進(jìn)行強(qiáng)化處理的工藝。它是通過(guò)火花放電的作用,把作為電極的導(dǎo)電材料溶滲進(jìn)金屬工件表層,從而形成合金化的表面強(qiáng)化層,使工作表面的物理、化學(xué)性能和機(jī)械性能得到改善。例如采用WC、TiC等硬質(zhì)合金電極材料強(qiáng)化高速鋼或合金工具鋼表面,可形成顯微硬度HV1100以上的耐磨、耐蝕和具有紅硬性的強(qiáng)化層,使模具的使用壽命明顯得到提高。點(diǎn)火花表面強(qiáng)化的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便,處理后的模具耐磨性提高顯著;缺點(diǎn)是強(qiáng)化表面較粗糙,強(qiáng)化層厚度較薄,強(qiáng)化處理的效率低。
④. 滲硼:由于滲硼層具有良好的紅硬性、耐磨性,通過(guò)滲硼能顯著提高模具表面硬度(達(dá)到HV1300~2000)和耐磨性,可廣泛用于模具表面強(qiáng)化,尤其適用于處理在磨粒磨損條件下的模具。但滲硼層往往存著較大的脆性,這也限制了它的應(yīng)用。
⑤. TD熱處理:在空氣爐或鹽槽中放入一個(gè)耐熱鋼制的坩堝,將硼砂放入坩堝加熱熔化至800℃~1200℃,然后加入相應(yīng)的碳化物形成粉末(如鈦、鋇、鈮、鉻),再將鋼或硬質(zhì)合金工件放入坩堝中浸漬保溫1~2小時(shí),加入元素將擴(kuò)散至工件表面并與鋼中的碳發(fā)生反應(yīng)形成碳化物層,所得到的碳化物層具有很高的硬度和耐磨性。
⑥. CVD法(化學(xué)氣相沉積):將模具放在氫氣(或其它保護(hù)氣體)中加熱至900℃~1200℃后,以其為載氣,把低溫氣化揮發(fā)金屬的化合物氣體如四氯化鈦(TiCI4)和甲苯CH4(或其它碳?xì)浠衔?蒸氣帶入爐中,使TiCI4中的鈦和碳?xì)浠衔镏械奶?以及鋼表面的碳分)在模具表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),從而生成一層所需金屬化合物涂層(如碳化鈦)。
⑦ PVD法(物理體相沉積):在真空室中使強(qiáng)化用的金屬原子蒸發(fā),或通過(guò)荷能粒子的轟擊,在一個(gè)電流偏壓的作用下,將其吸引并沉積到工件表面形成化層。利用PVD法可在工件表面沉積碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁等多種化合物。
⑧. 激光表面強(qiáng)化:當(dāng)具有一定功率的激光束以一定的掃描速度照射到經(jīng)過(guò)黑化處理的模具工作表面時(shí),將使模具工作表面在很短時(shí)間內(nèi)由于吸收激光的能量而急劇升溫。當(dāng)激光束移開時(shí),模具工作表面由基材自身傳導(dǎo)而迅速冷卻,從而形成具有一定性能的表面強(qiáng)化層,其硬度可提高15~20%,此外還具有淬火組子細(xì)小、耐磨性高、節(jié)能效果顯著以及可改善工作條件等優(yōu)點(diǎn)。
⑨. 離子注入:利用小型低能離子加速器,將需要注入元素的原子,在加熱器的離子源中電離成離子,然后通過(guò)離子加熱器的高電壓電場(chǎng)將其加熱,成為高速離子流,再經(jīng)過(guò)磁分析器提煉后,將離子束強(qiáng)行打入模具工作表面,從而改變模具表面的顯微硬度和粗糙度,降低表面摩擦系數(shù),最終提高工作的使用壽命。
合理的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
模具結(jié)構(gòu)對(duì)模具受力狀態(tài)的影響很大,合理的模具結(jié)構(gòu)能使模具工作時(shí)受力均勻,不易偏載,應(yīng)力集中小。模具設(shè)計(jì)的原則是保證足夠的強(qiáng)度、剛度、同心度、對(duì)中性和合理的沖裁間隙,并減少應(yīng)力集中,以保證由模具生產(chǎn)出來(lái)零件符合設(shè)計(jì)要求。因此對(duì)模具的主要工作零作(如沖模的凸、凹模等)要求其導(dǎo)向精度高、同心度和中性好及沖裁的間隙合理。在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)著重考慮的是:
①.設(shè)計(jì)凸模時(shí)必須注意導(dǎo)向支撐和對(duì)中保護(hù)。特別是設(shè)計(jì)小孔凸模時(shí)采用導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu),能保證模具零件相互位置的精度,增加模具抗彎曲、抗偏載的能力,避免模具不均勻磨損,從而延長(zhǎng)模具壽命。
②. 對(duì)小孔、夾角、窄槽等薄弱部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng),為了減少應(yīng)力集中,要以圓弧過(guò)渡,圓弧半徑R可取3~5mm。
③. 整體模具的`凹圓角半徑很易造成應(yīng)力集中,并引起開裂,對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的凹模采用鑲拼結(jié)構(gòu),減少應(yīng)力集中。
④. 沖模的凸、凹模圓角半徑R不僅對(duì)沖壓件成形有較大的影響,而且對(duì)于模具的磨損及壽命也影響很大。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從保證成型零件充分接觸的前提下盡可能放大,避免產(chǎn)生倒錐,影響沖件脫料出模,如圓角半徑R過(guò)小且沒有光滑過(guò)渡,則容易產(chǎn)生裂紋。
⑤.合理增大間隙,改善凸模工作部分的受力狀態(tài),使沖裁力、卸件力和推件力下降,凸、凹模刃口磨損減少。一般情況下,沖裁間隙放大可以延長(zhǎng)切飛邊模壽命。
⑥.模架應(yīng)有良好的剛性,不要僅僅滿足強(qiáng)度要求,模座厚度不宜太薄,至少應(yīng)設(shè)計(jì)到45mm以上。浮動(dòng)模柄可避免沖床對(duì)模具導(dǎo)向精度的不良影響。凸模應(yīng)緊固牢靠,裝配時(shí)要檢查凸?;虬寄5妮S線對(duì)水平面的垂直度以及上下底面之間的平行度。
⑦.模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)精度。準(zhǔn)確和可靠的導(dǎo)向,對(duì)于減少模具工作零件的磨損,避免凸、凹??袀绊憳O大,尤其是無(wú)間隙和小間隙沖裁模、復(fù)合模和連續(xù)模則更為有效。為提高模具壽命,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。一般情況下,導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的精度應(yīng)高于凸、凹模配合精度。連續(xù)模具應(yīng)設(shè)計(jì)4根導(dǎo)柱導(dǎo)向,這樣導(dǎo)向性能好。因?yàn)樵黾恿藙偠?,保證了凸、凹模間隙均勻,確保凸模和凹模不會(huì)發(fā)生碰切現(xiàn)象。
⑧.排樣方式與搭邊值大小對(duì)模具壽命的影響很大,過(guò)小的搭邊值,往往是造成模具急劇磨損和凸、凹模啃傷的主要原因。從節(jié)約材料出發(fā),搭邊值愈小愈好,但搭邊值小于一定數(shù)值后,對(duì)模具壽命和剪切表面質(zhì)量不利。在沖裁中有可能被拉入模具間隙中,使零件產(chǎn)生毛刺,甚至損壞模具刃口,降低模具壽命。因此在考慮提高材料利用率的同時(shí),必須根據(jù)零件產(chǎn)量、質(zhì)量和壽命,確定排樣方法和搭邊值。
合理選擇模具材料
沖壓模具工作時(shí)要承受沖擊、振動(dòng)、摩擦、高壓和拉伸、彎扭等負(fù)荷,甚至在較高的溫度下工作(如冷擠壓),工作條件復(fù)雜,易發(fā)生磨損、疲勞、斷裂、變形等現(xiàn)象。因此,模具材料的性能對(duì)模具的壽命影響較大,不同材質(zhì)的模具壽命往往不同,對(duì)模具工作零件材料的要求比普通零件也高。
①.根據(jù)模具的工作條件、生產(chǎn)批量以及材料本身的強(qiáng)韌性能來(lái)選擇模具用材,應(yīng)盡可能選用品質(zhì)好的鋼材。
a.材料的使用性能應(yīng)具有高硬度(58~64HRC)和高強(qiáng)度,并具有高的耐磨性和足夠的韌性,熱處理變形小,有一定的熱硬性。
b.材料的工藝性能良好,具有可鍛性、淬硬性、淬透性、淬火裂紋敏感性和磨削加工性、熱穩(wěn)定性和耐熱疲勞性等。通常根據(jù)沖壓件的材料特性、生產(chǎn)批量、精度要求等,選擇性能優(yōu)良的模具材料,同時(shí)兼顧其工藝性和經(jīng)濟(jì)性。
在大批量生產(chǎn)選用模具材料時(shí),應(yīng)選用長(zhǎng)壽命的模具材料,如硬質(zhì)合金,高強(qiáng)韌、高耐磨模具鋼(如SKD11,SLD,DC53等);對(duì)小批量或新產(chǎn)品試制可采用國(guó)產(chǎn)的45#、Cr12等模具材料;對(duì)于易變形、易斷裂失效的通用模具,需要選用高強(qiáng)度、高韌性的材料DF-2;熱沖模則要選用具有良好的韌性、強(qiáng)度、耐磨性和抗冷熱疲勞性能的材料( 如DAC)。
②.對(duì)模具材料要進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè),模板要符合供貨協(xié)議要求,模板的化學(xué)成份要符合國(guó)際上的有關(guān)規(guī)定。只有在確信模具材料合格的情況下,才能使用。
③.模具鋼材生產(chǎn)廠家采用電渣重熔鋼H13時(shí)要確保內(nèi)部質(zhì)量,避免可能出現(xiàn)的成份偏析、雜質(zhì)超標(biāo)等內(nèi)部缺陷,要采用超聲波探傷等無(wú)損檢測(cè)技術(shù)檢查,確保鋼材內(nèi)部質(zhì)量良好,避免可能出現(xiàn)的冶金缺陷,將廢品及早剔除。根據(jù)碳化物偏析對(duì)模具壽命的影響,必須限制碳化物的不均勻度,對(duì)精密模具和負(fù)荷大的細(xì)長(zhǎng)凸模,必須選用韌性好強(qiáng)度高的模具鋼,碳化物不均勻度應(yīng)控制為不大于3級(jí)。
Cr12鋼碳化物不均勻度3級(jí)要比5級(jí)耐用度提高1倍以上。如果碳化物偏析嚴(yán)重,可能引起過(guò)熱、過(guò)燒、開裂、崩刃、塌陷、拉斷等早期失效現(xiàn)象。而對(duì)于直徑小于或等于50mm的高合金鋼,其碳化物不均勻性一般在4級(jí)以內(nèi),可滿足一般模具使用要求。通過(guò)鍛造能有效改善工具鋼的碳化物偏析,一般鍛造后可降低碳化物偏析2級(jí),最多為3級(jí)。
沖壓設(shè)備的選擇與安裝運(yùn)行
沖壓設(shè)備的精度與剛度,結(jié)構(gòu)特征,安裝環(huán)境以及沖壓速度都有將對(duì)模具壽命有很大的影響。
①.設(shè)備的精度與剛度 沖壓設(shè)備的精度與剛性對(duì)沖壓模具壽命的影響極為重要。沖壓設(shè)備的精度高、剛性好,沖模壽命大為提高。模具成形工件的力是由設(shè)備提供的,在成形過(guò)程中,設(shè)備因受力將產(chǎn)生彈性變形。復(fù)雜硅鋼片沖模材料為Crl2MoV,在普通開式壓力機(jī)上使用,平均復(fù)磨壽命為1-3萬(wàn)次,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(wàn)次。尤其是小間隙或無(wú)間隙沖模、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),否則,將會(huì)降低模具壽命,嚴(yán)重者還會(huì)損壞模具。
②.沖床本身堅(jiān)固的框架結(jié)構(gòu)和地基隔離帶可以分解沖壓過(guò)程中的沖擊力。在沖床地基周圍設(shè)置高濕度的隔離帶,使用地基可以保持沖床的水平度,而水平度影響模具的壽命。
③.控制滑塊的導(dǎo)向精度。 大多數(shù)沖床只靠導(dǎo)軌來(lái)控制滑塊的垂直運(yùn)動(dòng),導(dǎo)軌不但控制驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)而且承載機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的力?;壉仨毝ㄆ诟鼡Q,但如果安裝一個(gè)導(dǎo)向套,將延長(zhǎng)滑塊和導(dǎo)軌的壽命。這種帶導(dǎo)向套的滑塊吸收偏心輪產(chǎn)生的側(cè)向力,并將其分解。在雙重導(dǎo)向的沖程中,導(dǎo)軌的作用是引導(dǎo)承受模具反作用力的滑塊,因此必須充分利用導(dǎo)軌的全部長(zhǎng)度,使滑塊在整個(gè)行程中被充分導(dǎo)向。這種導(dǎo)向套與導(dǎo)軌的組合導(dǎo)向比單獨(dú)由導(dǎo)軌導(dǎo)向的導(dǎo)向面積要大1倍多。使用導(dǎo)向套再加上潤(rùn)滑油(而不是脂潤(rùn)滑),可使導(dǎo)軌間隙(0.0015英寸)比無(wú)導(dǎo)向套更小(0.008-0.015英寸)。使用小間隙導(dǎo)向可精確的控制滑塊運(yùn)動(dòng),盡管這種結(jié)構(gòu)比無(wú)導(dǎo)向套初期的成本要高,但它可以使模具的壽命延長(zhǎng)30%。
④.降低落料時(shí)或沖裁力很大時(shí)的沖擊力。 當(dāng)切刃剪切至板料厚度的20%-30%時(shí),板料開始斷裂,并釋放能量,促使滑塊高速下行。在行程末端滑塊速度的突然增大會(huì)對(duì)沖床和模具產(chǎn)生巨大的沖擊,滑塊在材料斷裂點(diǎn)的速度與生成的反作用力直接相關(guān)。為減小這種沖擊,在相同的生產(chǎn)節(jié)拍下使用一種驅(qū)動(dòng)連桿將滑塊在行程末端的速度減小到用曲柄沖床的40%?;瑝K對(duì)于模具的接觸速度和沖擊力也將降為曲柄沖床的60%。這種速度降低意味著減小了上下模的沖擊,從而延長(zhǎng)了模具的壽命。
⑤.沖壓速度 沖壓速度愈高,模具在單位時(shí)間內(nèi)受的沖擊力愈大(沖量大);時(shí)間愈短,沖擊能量來(lái)不及傳遞和釋放,易集中在局部,造成局部應(yīng)力超過(guò)模具材料的屈服應(yīng)力或斷裂強(qiáng)度。因此,沖壓速度越高,模具越易斷裂或塑性變形失效。
日常保養(yǎng)與刃磨維修
為了保護(hù)正常生產(chǎn),提高沖壓件質(zhì)量,降低成本,延長(zhǎng)沖壓模具壽命,必須對(duì)模具進(jìn)行日常保養(yǎng),確保正確使用和刃磨維修。
①.做好沖模的日常保養(yǎng)、維護(hù)工作, 注意保持棋具的清潔和合理的潤(rùn)滑,嚴(yán)格執(zhí)行沖?!叭龣z查”制度(使用前檢查,使用過(guò)程中檢查與使用后檢查)。
②.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;控制校正彎曲、冷擠、整形等工序上模的下止點(diǎn)。
③.沖模刃磨修理: 凸、凹模表面粗糙度值越低,耐疲勞強(qiáng)度越高,粗糙度值每降低1級(jí),壽命可提高1倍。板料在沖裁時(shí),隨著凸模進(jìn)入板料深度的增加,材料向凸、凹模刃口流動(dòng),直到凸模刃口和凹模刃口之間產(chǎn)生的裂紋重合時(shí)為止。在材料流動(dòng)時(shí),凸、凹模端面產(chǎn)生很大的摩擦力,摩擦力大小在很大程度上取決于凸、凹模端面粗糙度的高低,因此,研磨凸、凹模端面有利于提高沖模壽命,特別是形狀復(fù)雜而精度要求高的中小型沖模。因此,研磨凸、凹模時(shí),必須研磨側(cè)面后再研磨端面磨削后。
消除線切割產(chǎn)生的應(yīng)力
線切割機(jī)加工前,原材料內(nèi)部因?yàn)榇慊鸪世瓚?yīng)力狀態(tài),線切割時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力也是拉應(yīng)力,兩種應(yīng)力疊加的結(jié)果很容易達(dá)到材料的強(qiáng)度極限而產(chǎn)生微裂紋,從而大大縮短沖壓模具壽命,因此要提高沖壓模具的壽命,需要消除線切割產(chǎn)生的應(yīng)力。
①研磨去掉白層 通常模具線切割后,經(jīng)過(guò)研磨去掉表面硬度低的灰白層后便可進(jìn)行裝配使用。但這樣做沒有改變線切割造成的應(yīng)力區(qū)的應(yīng)力狀態(tài),即使增大線切割后的研磨余量,但因高硬層硬度高(達(dá)70HRC) ,研磨困難,過(guò)大的研磨量容易破壞零件幾何形狀。
②.回火處理 在線切割后,研磨去零件表面的白層,再在160℃~180℃回火2h ,則白層下面的高硬層可降低5HRC~6HRC,線切割產(chǎn)生的熱應(yīng)力亦有所下降,從而提高了沖模的韌性,延長(zhǎng)了使用壽命。但是由于回火時(shí)間短,熱應(yīng)力消除不徹底,沖模壽命并不十分理想。
③.磨削加工 線切割后磨削加工,可去掉低硬度的白層和高硬層,提高沖模壽命。因?yàn)槟ハ鲿r(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力也是拉應(yīng)力,與線切割產(chǎn)生的熱應(yīng)力疊加,無(wú)疑也會(huì)加劇沖模損壞。若在磨削后,再進(jìn)行低溫時(shí)效處理,則可消除應(yīng)力影響,顯著提高沖模韌性,使沖模壽命提高。因?yàn)閹缀涡螤顝?fù)雜的沖模大多數(shù)是采用線切割加工,所以磨削形狀復(fù)雜的沖模必須采用價(jià)格昂貴的坐標(biāo)磨床和光學(xué)曲線磨床,而這兩種設(shè)備一般廠家都不具備,故推廣困難。
④.噴丸處理后再低溫回火 噴丸處理可使線切割切口的殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,提高沖模的強(qiáng)度和硬度,使表面層應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化,拉應(yīng)力降低,甚至變?yōu)閴簯?yīng)力狀態(tài),使裂紋萌生和擴(kuò)展困難,再結(jié)合低溫回火,消除淬火層內(nèi)拉應(yīng)力,可使沖模壽命提高10~20倍。噴丸處理受設(shè)備條件和沖模零件形狀(內(nèi)表面) 限制,難以普遍應(yīng)用。
⑤.研磨后再低溫時(shí)效處理 線切割表面經(jīng)研磨后,高硬層已基本去掉,再進(jìn)行120℃~150℃5~10h低溫時(shí)效處理(亦稱低溫回火處理) ,亦可經(jīng)過(guò)160℃~180℃4~6h 低溫回火處理。這樣可消除淬火層內(nèi)部拉應(yīng)力,而硬度降低甚微(后者硬度降低稍大),卻大大提高了韌性,降低了脆性,沖模壽命可提高2倍以上。這一方法簡(jiǎn)便易行,效果十分明顯,易于推廣。
消除線切割加工產(chǎn)生的應(yīng)力,提高韌性,最佳方法是噴丸+ 低溫回火,其次是磨削后+ 研磨+ 低溫回火,再次是研磨+ 低溫時(shí)效處理,各單位可根據(jù)自己的具體情況選擇。
某單位曾用材料為Cr12MoV的沖模,線切割后分別做如下試驗(yàn),其壽命差異非常大。
a.直接用于沖裁,刃磨壽命10742次。
b.160℃回火2h,刃磨壽命11180次。
c.研磨去白層,刃磨壽命僅4860次。
d.研磨去白層,160℃2h回火,刃磨壽命為7450次。
e.磨削,刃磨壽命28743次。
f.噴丸后經(jīng)160℃2h回火, 刃磨壽命達(dá)到220000次。
合理的機(jī)械加工工藝和良好的加工精度
機(jī)械加工工藝要能消除加工后的加工變形與殘留應(yīng)力,盡量采用磨削、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,提高模具使用壽命。
①.粗加工時(shí)表面粗糙度Ra3.2m,模具工作部分轉(zhuǎn)角處要光滑過(guò)渡,減少熱處理產(chǎn)生的熱應(yīng)力。
②.模具表面加工時(shí)留下的刀痕、磨痕都是應(yīng)力集中的部位,也是早期裂紋和疲勞裂紋源,因此在沖模加工時(shí)一定要刃磨好刀具。模具人雜志微信公眾平臺(tái),引領(lǐng)行業(yè)前沿。平面刀具兩端一定要刃磨好圓角R,圓弧刀具刃磨時(shí)要用R規(guī)測(cè)量,絕不允許出現(xiàn)尖點(diǎn)。
③.在精加工時(shí)走刀量要小,不允許出現(xiàn)刀痕。對(duì)于復(fù)雜零件要留一定的打磨余量,即使加工后沒有刀痕,也要再由模具鉗工用風(fēng)動(dòng)砂輪打磨拋光,但要注意防止打磨時(shí)局部出現(xiàn)過(guò)熱、燒傷表面和降低表面硬度。
④.模具電加工表面有硬化層,厚10m左右,硬化層脆而有殘留應(yīng)力,直接使用往往引起早期開裂,這種硬化層在對(duì)其進(jìn)行180℃左右的低溫回火時(shí)可消除其殘留應(yīng)力。磨削時(shí)若磨削熱過(guò)大會(huì)引起肉眼看不見的與磨削方向垂直的微小裂紋,在拉應(yīng)力作用下,裂紋會(huì)擴(kuò)展。對(duì)Cr12MoV鋼冷沖壓凹模采用干磨,磨削深度為0.04~0.05mm時(shí),使用中100%開裂;采用濕磨,磨削深度0.005~0.01mm時(shí),使用性能良好。消除磨削應(yīng)力也可將模具在260~315℃的鹽浴中浸1.5min,然后在30℃油中冷卻,這樣硬度可下降1HRC,殘留應(yīng)力降低40%~65%。對(duì)于精密模具的精密磨削要注意環(huán)境溫度的影響,要求恒溫磨削。
⑤.沖模粗加工時(shí)要為精加工保留合理的加工余量,因?yàn)樗舻挠嗔窟^(guò)小,可能因熱處理變形造成余量不夠,必須對(duì)新制沖模進(jìn)行補(bǔ)焊,若留的余量過(guò)大,則增加了淬火后的加工難度。
⑥.沖?;瑝K或浮塊的平行度超過(guò)要求時(shí),會(huì)使沖模鎖扣啃壞或打裂,重者會(huì)打斷頂桿甚至損壞模具,所以在沖模加工中除對(duì)模腔尺寸按圖紙要求加工外,對(duì)其它各部分外形尺寸、位置度、平行度、垂直度都要按要求加工并嚴(yán)格檢驗(yàn)。
⑦.沖模模腔的粗糙度直接影響沖模壽命,粗糙度高會(huì)使沖件不易脫模,特別是中間帶凸起部位,沖件越深,脫料越困難,最后只能卸下沖模用機(jī)加工或氣割的方法破壞沖件。由于粗糙度值高會(huì)使金屬流動(dòng)阻力增加,嚴(yán)重時(shí)會(huì)將模壁磨損成溝槽,既影響沖件成形,也易使沖模早期失效。工作表面粗糙度值低的模具不但摩擦阻力小,而且抗咬合和抗疲勞能力強(qiáng),表面粗糙度一般要求Ra=0.4~0.8m。
⑧.模具的制造裝配精度對(duì)模具壽命的影響也很大,裝配精度高,底面平直,平行度好,凸模與凹模垂直度高,間隙均勻,亦可獲得相當(dāng)高的壽命。
沖壓原材料的選用
①?zèng)_壓件的材料有金屬和非金屬。一般來(lái)講,非金屬材料的強(qiáng)度低,所需的成形力小,模具受力小,模具壽命高。因此,金屬件成形模比非金屬成形模的壽命低。
②.實(shí)際生產(chǎn)中,由于沖壓原材料厚度公差超差、材料性能波動(dòng)、表面質(zhì)量較差(如銹跡)或不干凈(如油污)等,會(huì)造成模具工作零件磨損加劇、易崩刃等不良后果。為此,應(yīng)當(dāng)注意:
a.盡可能采用沖壓工藝性好的原材料,以減少?zèng)_壓變形力;
b.沖壓前應(yīng)嚴(yán)格檢查原材料的牌號(hào)、厚度及表面質(zhì)量等,并將原材料擦拭干凈,必要時(shí)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,必要時(shí)可安排軟化處理和表面處理,以及選擇合適的潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑工序。
針對(duì)工作溫度的良好潤(rùn)滑
沖壓模具的工作溫度可分為低溫、常溫或交變溫度等幾種狀態(tài),溫度對(duì)鋼的耐磨性有相當(dāng)大的影響。通常在250度以下時(shí)主要為氧化磨損,即沖壓模具對(duì)接件或沖壓模具與工件之間相對(duì)摩擦,形成氧化膜并反復(fù)形成和剝落,磨損量較小;250度到300度之間時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)檎持p,磨損量達(dá)到最大值;高于300度又轉(zhuǎn)化為氧化磨損為主,磨損量趨向減小,但溫度過(guò)高時(shí),沖壓模具硬度明顯下降,粘著現(xiàn)象加重,甚至形成較大面積燒結(jié)和熔融磨損。
沖壓工作時(shí),模具因受熱而升溫,隨著溫度的上升,模具的強(qiáng)度下降,易產(chǎn)生塑性變形。同時(shí),模具同工件接觸的表面與非接觸表面溫度有差別,在模具中造成溫度應(yīng)力。潤(rùn)滑模具與坯料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面,可減少模具與坯料的直接接觸,減少磨損,降低成形力。同時(shí),潤(rùn)滑劑還能在一定程度上阻礙坯料向模具傳熱,降低模具溫度,對(duì)提高模具壽命都是有利的。
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