沖壓模具不垂直,沖壓模具不脫料怎么辦
今天給各位分享沖壓模具不垂直的知識,其中也會對沖壓模具不脫料怎么辦進行解釋,如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題,別忘了關(guān)注本站,現(xiàn)在開始吧!
本文目錄概覽:
- 1、沖壓工藝出現(xiàn)問題都有哪些原因和解決方法?
- 2、沖壓模中,產(chǎn)品平面度不良,排除人為因素,模具有哪些原因?qū)е缕矫娑炔涣迹?
- 3、級進模具沖壓10種常見問題及解決對策!
- 4、關(guān)于五金沖壓模具的問題,如何才能讓落料后的產(chǎn)品邊緣呈直角,不會出現(xiàn)圓角或塌角。
- 5、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
沖壓工藝出現(xiàn)問題都有哪些原因和解決方法?
沖壓是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力,使之產(chǎn)生塑性變形或分離,從而獲得所需形狀和尺寸的沖壓件的成形加工方法。沖壓加工在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛,汽車、儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產(chǎn)品中有大量沖壓件。但由于種種原因,數(shù)控沖床在加工沖壓時所沖的工件經(jīng)常會出現(xiàn)壓傷、劃傷、變形、脫夾等現(xiàn)象。為了提高工件的加工質(zhì)量提高生產(chǎn)合格率,怎樣杜絕出現(xiàn)這些現(xiàn)象需要從工件原材料、沖壓油、沖壓模具以及沖壓工序等方面進行改進,下面簡單介紹下沖壓工藝出現(xiàn)問題的原因和一些解決方法:
一、壓傷出現(xiàn)的原因有哪些:
1、材料表面有雜物。沖壓時檢查材料表面是否有雜物,若有雜物用氣槍和碎布清理干凈。
2、模具表面有異物。使用工具清理模具表面的異物,根據(jù)板材厚度選擇合適下模間隙。
3、模具帶料有磁性。改變加工順序,沖制工件時從外到內(nèi)加工、逐行加工。先切邊(剪邊)再沖網(wǎng)孔,特殊成型沖壓有變形,有可能是壓力過大,需更換模具里彈簧。
4、沖壓油不符合要求。更換現(xiàn)用的沖壓加工油,選用含有硫化極壓添加劑的專用沖壓油。
二、產(chǎn)生劃傷的主要原因及解決方案:
1、材料不良有劃傷。原料不良的有劃傷應(yīng)謹(jǐn)慎采用,若要烤漆或其它表面處理的,必須要知道烤漆或是表面處理那個位置,若劃傷嚴(yán)重考慮是否采用。
2、人員上下料擺放有劃傷。上下料時兩人必須同時垂直抬起,垂直放下。最好選用毛刷工作臺,如果是滾珠工作臺時必須把機臺滾珠打下。銼毛刺不準(zhǔn)把工件壘在一起,工件不準(zhǔn)在紙板上拖動,擺放平穩(wěn)、整齊,每層數(shù)量一致,高度不準(zhǔn)超過一米。
3、模具異物劃傷。刀盤里的毛刷不要過矮,應(yīng)比刀盤下模表面略高一些。厚板要用硬毛刷,特殊成型刀具下模較高,采用裝拆方式生產(chǎn),程序優(yōu)化減少工件在模具上面拖動。
4、沖壓油極壓性低或給油工序出現(xiàn)問題。檢查給油裝置是否堵塞,加工油涂覆是否完全,更換現(xiàn)用的沖壓加工油,選用含有硫化極壓添加劑的專用沖壓油等。
三、沖壓變形不達標(biāo)的問題及處理方法:
1、模具下模過矮。下模過矮要加高,若較高下模的刀具盡量遠離其它的模具安裝,不能把兩下模高的安裝在一起。
2、模具相隔太近有干涉。兩特殊成型相隔很近會有干涉,要考慮先沖好一種形狀再沖另一種形狀和成形后避位間距。
3、沖切位置與夾爪太近。沖切位置與夾爪位置保持一定距離,夾爪高度不宜過高或過低,要與毛刷平齊。
4、制程變形(網(wǎng)孔、特殊成型)。沖制網(wǎng)孔盡量用多孔刀或改為普通加工,沖制時從外到內(nèi)加工,隔行加工。整板下料分兩次加工,先加工夾爪邊的,特殊成型沖壓有變形,有可能是壓力過大,需更換模具里彈簧。
四、在沖壓過程中發(fā)生脫夾現(xiàn)象:
1、模具潤滑不夠和模具的磨損。模具在經(jīng)常沖壓使用中,有一些鐵屑會粘在模具沖頭和下模具的凹槽內(nèi)。模具有粘稠在沖壓過程中產(chǎn)生沖切廢料排料不暢,若有廢料粘在下模上再進行沖壓時,就會發(fā)生廢料與工件之間沒有完全的脫離,而送料架又在移動時,就會發(fā)生拉料而產(chǎn)生脫夾。
2、異形模具的安裝不合理。在模具的安裝上要把異形模具安裝在遠離常用模具的工位上減少在沖壓過程中工件與異形模具下模發(fā)生碰撞。同時對于一些不常用的異形模具不要安裝在機床的轉(zhuǎn)盤上,要沖壓工件用到時才安裝,這樣可避免在沖壓加工時工件與異形模具發(fā)生碰撞而脫料。
3、沖壓工藝排刀不合理。沖壓工藝排刀不合理而發(fā)生碰撞,一些工件在加工時會有一些異形工藝,如百葉窗、壓筋、拉伸成形、翻邊等。遇到?jīng)_壓工件有成形工藝孔時,在編寫加工程序時一定要把成型的工藝孔放在沖壓程序的最后加工,從而減少了加工成型孔與機床轉(zhuǎn)盤發(fā)生碰撞。對于一些成型加工,在沖壓時機床的速度要相對慢一些,這有利于成型加和減少碰撞。
以上就是沖壓工藝的常見問題和解決方法,分析發(fā)生質(zhì)量問題的原因,弄清楚問題所在,對發(fā)生的問題有效地解決。
級進模具沖壓10種常見問題及解決對策!
級進模具沖壓10種常見問題及解決對策!
級進模具沖壓10種常見問題及解決對策
在級進模的沖壓生產(chǎn)中,針對沖壓不良現(xiàn)象必須做到具體分析,采取行之有效的處理對策,從根本上解決所發(fā)生之問題,如此才能降低生產(chǎn)成本,達到生產(chǎn)順暢。以下就生產(chǎn)中常見的沖壓不良現(xiàn)象其產(chǎn)生的原因及處理對策分析如下,供模具維修人員參考。
1.沖件毛邊
原因:A、刀口磨損; B、間隙過大研修刀口后效果不明顯;C、刀口崩角; D、間隙不合理上下偏移或松動; E、上下錯位。
對策:A、研修刀口;B、控制凸凹模加工精度或修改設(shè)計間隙;C、研修刀口;D、調(diào)整沖裁間隙確認(rèn)模板穴孔磨損或成型件加工精度等問題;E、更換導(dǎo)向件或重新組模。
2.跳屑壓傷
原因:A、間隙偏大; B、送料不當(dāng);C、沖壓油滴太快,油粘;D、模具未退磁;E、凸模磨損,屑料壓附于凸模上;F、凸模太短,插入凹模長度不足;G、材質(zhì)較硬,沖切形狀簡單;H、應(yīng)急措施。
對策:A、控制凸凹模加工精度或修改設(shè)計間隙;B、送至適當(dāng)位置時修剪料帶并及時清理模具;C、控制沖壓油滴油量,或更換油種降低粘度;D 模具、研修后必須退磁(沖鐵料更須注意);E、研修凸模刀口; F、調(diào)整凸模刃入凹模長度;G、更換材料,修改設(shè)計。凸模刃入端面裝頂出或修出斜面或弧性(注意方向)。減少凸模刃部端面與屑料之貼合面積;H、減小凹模刃口的鋒利度,減小凹模刃口的研修量,增加凹模直刃部表面的粗糙度(被覆),采用吸塵器吸廢料。降低沖速,減緩跳屑。
3.屑料阻塞
原因:A、漏料孔偏小;B、漏料孔偏大,屑料翻滾;C、刀口磨損,毛邊較大;D、沖壓油滴太快,油粘;E、凹模直刃部表面粗糙,粉屑燒結(jié)附著于刃部;F、材質(zhì)較軟;G、應(yīng)急措施。
對策:A、修改漏料孔;B、修改漏料孔;C、刃修刀口;D、控制滴油量,更換油種;E、表面處理,拋光,加工時注意降低表面粗糙度;更改材料,F(xiàn)、修改沖裁間隙;G、凸模刃部端面修出斜度或弧形(注意方向),使用吸塵器,在墊板落料孔處加吹氣。
4.下料偏位尺寸變異
原因:A、.凸凹模刀口磨損,產(chǎn)生毛邊(外形偏大,內(nèi)孔偏小);B、設(shè)計尺寸及間隙不當(dāng),加工精度差;C、下料位凸模及凹模鑲塊等偏位,間隙不均;D、導(dǎo)正銷磨損,銷徑不足;E、導(dǎo)向件磨損;F、送料機送距、壓料、放松調(diào)整不當(dāng);G、模具閉模高度調(diào)整不當(dāng);H、脫料鑲塊壓料位磨損,無壓料(強壓)功能(材料牽引翻料引發(fā)沖孔小);I、卸料鑲塊強壓太深,沖孔偏大;J、沖壓材料機械性能變異(強度延伸率不穩(wěn)定);K、沖切時,沖切力對材料牽引,引發(fā)尺寸變異。
對策:A、研修刀口; B、修改設(shè)計,控制加工精度;C、調(diào)整其位置精度,沖裁間隙;D、更換導(dǎo)正銷;E、更換導(dǎo)柱、導(dǎo)套;F、重新調(diào)整送料機;G、重新調(diào)整閉模高度;H、研磨或更換脫料鑲塊,增加強壓功能,調(diào)整壓料;I、減小強壓深度;J、更換材料,控制進料質(zhì)量;K、凸模刃部端面修出斜度或弧形(注意方向),以改善沖切時受力狀況。許可時下料部位于卸料鑲塊上加設(shè)導(dǎo)位功能。
5.卡料
原因:A、送料機送距、壓料、放松調(diào)整不當(dāng);B、生產(chǎn)中送距產(chǎn)生變異;C、送料機故障;D、材料弧形,寬度超差,毛邊較大;E、模具沖壓異常,鐮刀彎引發(fā);F、導(dǎo)料孔徑不足,上模拉料;G、折彎或撕切位上下脫料不順;H、導(dǎo)料板之脫料功能設(shè)置不當(dāng),料帶上帶;I、材料薄,送進中翹曲;J、模具架設(shè)不當(dāng),與送料機垂直度偏差較大。
對策:A、重新調(diào)整;B、重新調(diào)整;C、調(diào)整及維修;D、更換材料,控制進料質(zhì)量;E、消除料帶鐮刀彎;F、研修沖導(dǎo)正孔凸、凹模;G、調(diào)整脫料彈簧力量等;H、修改導(dǎo)料,防料帶上帶;I、送料機與模具間加設(shè)上下壓料,加設(shè)上下擠料安全開關(guān);J、重新架設(shè)模具。
6.料帶鐮刀彎
原因:A、沖壓毛邊(特別是載體上);B、材料毛邊,模具無切邊;C、沖床深度不當(dāng)(太深或太淺);D、沖件壓傷,模內(nèi)有屑料;E、局部壓料太深或壓到部局部損傷;F、模具設(shè)計。
對策:A、研修下料刀口; B、更換材料,模具加設(shè)切邊裝置;C、重調(diào)沖床深度;D、清理模具,解決跳屑和壓傷問題;E、檢查并調(diào)整各位脫料及凹模鑲塊高度尺寸正確,損傷位研修;F、采用整彎機構(gòu)調(diào)整。
7.凸模斷裂崩刃
原因:A、跳屑、屑料阻塞、卡模等導(dǎo)致;B、送料不當(dāng),切半料;C、凸模強度不足;D、大小凸模相距太近,沖切時材料牽引,引發(fā)小凸模斷;E、凸模及凹模局部過于尖角;F、沖裁間隙偏小;G、無沖壓油或使用的沖壓油揮發(fā)性較強;H、沖裁間隙不均、偏移,凸、凹模發(fā)生干涉;I、脫料鑲塊精度差或磨損,失去精密導(dǎo)向功能;J、模具導(dǎo)向不準(zhǔn)、磨損;K、凸、凹模材質(zhì)選用不當(dāng),硬度不當(dāng);I、導(dǎo)料件(銷)磨損; m、墊片加設(shè)不當(dāng)。
對策:A、.解決跳屑、屑料阻塞、卡模等問題; B、注意送料,及時修剪料帶,及時清理模具;C、修改設(shè)計,增加凸模整體強度,減短凹模直刃部尺寸,注意凸模刃部端面修出斜度或弧形,細小部后切;D、小凸模長度磨短相對大凸模一個料厚以上;E、修改設(shè)計;F、控制凸凹模加工精度或修改設(shè)計間隙,細小部沖切間隙適當(dāng)加大;G、調(diào)整沖壓油滴油量或更換油種;H、檢查各成形件精度,并施以調(diào)整或更換,控制加工精度;I 、研修或更換;J、更換導(dǎo)柱、導(dǎo)套,注意日常保養(yǎng);K、更換使用材質(zhì),使用合適硬度;I、更換導(dǎo)料件; m、修正,墊片數(shù)盡可少,且使用鋼墊,凹模下墊片需墊在墊塊下面。
8.折彎變形尺寸變異
原因:A、導(dǎo)正銷磨損,銷徑不足;B、折彎導(dǎo)位元部分精度差、磨損;C、折彎凸、凹模磨損(壓損);D、模具讓位不足;E、材料滑移,折彎凸、凹模無導(dǎo)位功能,折彎時未施以預(yù)壓;F、模具結(jié)構(gòu)及設(shè)計尺寸不良;G、沖件毛邊,引發(fā)折彎不良;H、折彎部位凸模、凹模加設(shè)墊片較多,造成尺寸不穩(wěn)定;I、材料厚度尺寸變異;J、材料機械形能變異。
對策:A、更換導(dǎo)正銷;B、重新研磨或更換;C、重新研磨或更換;D、檢查,修正;E、修改設(shè)計,增設(shè)導(dǎo)位及預(yù)壓功能;F、修改設(shè)計尺寸,分解折彎,增加折彎整形等;G、研修下料位刀口; H、調(diào)整,采用整體鋼墊;I、更換材料,控制進料質(zhì)量;J、更換材料,控制進料質(zhì)量。
9.沖件高低(一模多件時)
原因:A、沖件毛邊;B、沖件有壓傷,模內(nèi)有屑料;C、凸、凹模(折彎位)壓損或損傷;D、沖剪時翻料;E 、相關(guān)壓料部位磨損、壓損;F、相關(guān)撕切位撕切尺寸不一致,刀口磨損; G、相關(guān)易斷位預(yù)切深度不一致,凸凹模有磨損或崩刃; H、相關(guān)打凸部位凸凹模有崩刃或磨損較為嚴(yán)重; I、模具設(shè)計缺陷。
對策:A、研修下料位刀口; B、清理模具,解決屑料上浮問題;C、重新研修或更換新件;D、研修沖切刀口,調(diào)整或增設(shè)強壓功能;E、檢查,實施維護或更換;F、維修或更換,保證撕切狀況一致; G、檢查預(yù)切凸、凹模狀況,實施維護或更換;H、檢查凸、凹模狀況,實施維護或更換;I、修改設(shè)計,加設(shè)高低調(diào)整或增設(shè)整形工位。
10.維護不當(dāng)
原因:A、模具無防呆功能,組模時疏忽導(dǎo)致裝反方向、錯位(指不同工位)等;B、已經(jīng)偏移過間隙之鑲件未按原狀復(fù)原。
對策: A、修改模具,增防呆功能;B、采模具上做記號等方式,并在組模后對照料帶做必要的檢查、確認(rèn),并做出書面記錄,以便查詢。
在沖壓生產(chǎn)中,模具的日常維護作業(yè)至關(guān)重要,即日常注意檢查沖壓機及模具是否處于正常狀態(tài),如沖壓油的.供給導(dǎo)向部的加油。模具上機前的檢查,刃部的檢查,各部位鎖緊的確認(rèn)等,如此可避免許多突發(fā)性事故的產(chǎn)生。修模時一定要先想而后行,并認(rèn)真做好記錄積累經(jīng)驗。
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關(guān)于五金沖壓模具的問題,如何才能讓落料后的產(chǎn)品邊緣呈直角,不會出現(xiàn)圓角或塌角。
讓落料后的產(chǎn)品邊緣呈直角難以實現(xiàn),即使是用精沖模具也一樣有塌角。
二次沖裁可以改善邊緣形狀,但是仍有塌角。
建議考慮沖裁后車削外圓和平面磨削。
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、模具鋼材選用、熱處理、表面處理、機械加工研磨、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間短,氧化脫碳傾向減少,晶粒細小,對碳素工具鋼大型模具淬火變形小。
②.對高速鋼采用低淬、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)趁熱進行回火,回火應(yīng)充分,回火不充分易產(chǎn)生磨前裂紋。對碳素工具鋼,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90%。
⑤.回火后一般為空冷,在回火冷卻過程中,材料內(nèi)部可能會出現(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。
合理的模具表面強化工藝
模具表面強化的主要目的的是提高模具表面的耐磨性、耐蝕性和潤滑性能。表面強化處理工藝主要有氣體氮化法、離子氮化法、點火花表面強化法、滲硼、TD法、CVD法、PVD法、激光表面強化法、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)擴散,形成氮化層。模具經(jīng)氮化處理后,表面硬度可達HV950~1200,使模具具有很高的紅硬度和高的疲勞強度,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氣體(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極,在陰陽極之間加400~600伏的直流電壓,陰陽極間便產(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度。
③. 點火化表面強化:這是一種直接利用電能的高能量密度對模具表面進行強化處理的工藝。它是通過火花放電的作用,把作為電極的導(dǎo)電材料溶滲進金屬工件表層,從而形成合金化的表面強化層,使工作表面的物理、化學(xué)性能和機械性能得到改善。例如采用WC、TiC等硬質(zhì)合金電極材料強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化層,使模具的使用壽命明顯得到提高。點火花表面強化的優(yōu)點是設(shè)備簡單、操作方便,處理后的模具耐磨性提高顯著;缺點是強化表面較粗糙,強化層厚度較薄,強化處理的效率低。
④. 滲硼:由于滲硼層具有良好的紅硬性、耐磨性,通過滲硼能顯著提高模具表面硬度(達到HV1300~2000)和耐磨性,可廣泛用于模具表面強化,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,加入元素將擴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(或其它碳氫化合物)蒸氣帶入爐中,使TiCI4中的鈦和碳氫化合物中的碳(以及鋼表面的碳分)在模具表面進行化學(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):在真空室中使強化用的金屬原子蒸發(fā),或通過荷能粒子的轟擊,在一個電流偏壓的作用下,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)過黑化處理的模具工作表面時,將使模具工作表面在很短時間內(nèi)由于吸收激光的能量而急劇升溫。當(dāng)激光束移開時,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化層,其硬度可提高15~20%,此外還具有淬火組子細小、耐磨性高、節(jié)能效果顯著以及可改善工作條件等優(yōu)點。
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,然后通過離子加熱器的高電壓電場將其加熱,成為高速離子流,再經(jīng)過磁分析器提煉后,將離子束強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
模具結(jié)構(gòu)對模具受力狀態(tài)的影響很大,合理的模具結(jié)構(gòu)能使模具工作時受力均勻,不易偏載,應(yīng)力集中小。模具設(shè)計的原則是保證足夠的強度、剛度、同心度、對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)出來零件符合設(shè)計要求。因此對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。在進行模具設(shè)計時,應(yīng)著重考慮的是:
①.設(shè)計凸模時必須注意導(dǎo)向支撐和對中保護。特別是設(shè)計小孔凸模時采用導(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,從而延長模具壽命。
②. 對小孔、夾角、窄槽等薄弱部位進行補強,為了減少應(yīng)力集中,要以圓弧過渡,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。設(shè)計時應(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過小且沒有光滑過渡,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切飛邊模壽命。
⑥.模架應(yīng)有良好的剛性,不要僅僅滿足強度要求,模座厚度不宜太薄,至少應(yīng)設(shè)計到45mm以上。浮動模柄可避免沖床對模具導(dǎo)向精度的不良影響。凸模應(yīng)緊固牢靠,裝配時要檢查凸?;虬寄5妮S線對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)向機構(gòu)精度。準(zhǔn)確和可靠的導(dǎo)向,對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)向機構(gòu)的精度。一般情況下,導(dǎo)向機構(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4根導(dǎo)柱導(dǎo)向,這樣導(dǎo)向性能好。因為增加了剛度,保證了凸、凹模間隙均勻,確保凸模和凹模不會發(fā)生碰切現(xiàn)象。
⑧.排樣方式與搭邊值大小對模具壽命的影響很大,過小的搭邊值,往往是造成模具急劇磨損和凸、凹??袀闹饕颉墓?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,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
沖壓模具工作時要承受沖擊、振動、摩擦、高壓和拉伸、彎扭等負荷,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,模具材料的性能對模具的壽命影響較大,不同材質(zhì)的模具壽命往往不同,對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韌性能來選擇模具用材,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,同時兼顧其工藝性和經(jīng)濟性。
在大批量生產(chǎn)選用模具材料時,應(yīng)選用長壽命的模具材料,如硬質(zhì)合金,高強韌、高耐磨模具鋼(如SKD11,SLD,DC53等);對小批量或新產(chǎn)品試制可采用國產(chǎn)的45#、Cr12等模具材料;對于易變形、易斷裂失效的通用模具,需要選用高強度、高韌性的材料DF-2;熱沖模則要選用具有良好的韌性、強度、耐磨性和抗冷熱疲勞性能的材料( 如DAC)。
②.對模具材料要進行質(zhì)量檢測,模板要符合供貨協(xié)議要求,模板的化學(xué)成份要符合國際上的有關(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損檢測技術(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)碳化物偏析對模具壽命的影響,必須限制碳化物的不均勻度,對精密模具和負荷大的細長凸模,必須選用韌性好強度高的模具鋼,碳化物不均勻度應(yīng)控制為不大于3級。
Cr12鋼碳化物不均勻度3級要比5級耐用度提高1倍以上。如果碳化物偏析嚴(yán)重,可能引起過熱、過燒、開裂、崩刃、塌陷、拉斷等早期失效現(xiàn)象。而對于直徑小于或等于50mm的高合金鋼,其碳化物不均勻性一般在4級以內(nèi),可滿足一般模具使用要求。通過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,最多為3級。
沖壓設(shè)備的選擇與安裝運行
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,在普通開式壓力機上使用,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6~12萬次。尤其是小間隙或無間隙沖模、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,否則,將會降低模具壽命,嚴(yán)重者還會損壞模具。
②.沖床本身堅固的框架結(jié)構(gòu)和地基隔離帶可以分解沖壓過程中的沖擊力。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)軌來控制滑塊的垂直運動,導(dǎo)軌不但控制驅(qū)動輪的運動而且承載機構(gòu)產(chǎn)生的力?;壉仨毝ㄆ诟鼡Q,但如果安裝一個導(dǎo)向套,將延長滑塊和導(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)軌的全部長度,使滑塊在整個行程中被充分導(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)向套再加上潤滑油(而不是脂潤滑),可使導(dǎo)軌間隙(0.0015英寸)比無導(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動,盡管這種結(jié)構(gòu)比無導(dǎo)向套初期的成本要高,但它可以使模具的壽命延長30%。
④.降低落料時或沖裁力很大時的沖擊力。 當(dāng)切刃剪切至板料厚度的20%-30%時,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對沖床和模具產(chǎn)生巨大的沖擊,滑塊在材料斷裂點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)動連桿將滑塊在行程末端的速度減小到用曲柄沖床的40%。滑塊對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,從而延長了模具的壽命。
⑤.沖壓速度 沖壓速度愈高,模具在單位時間內(nèi)受的沖擊力愈大(沖量大);時間愈短,沖擊能量來不及傳遞和釋放,易集中在局部,造成局部應(yīng)力超過模具材料的屈服應(yīng)力或斷裂強度。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
為了保護正常生產(chǎn),提高沖壓件質(zhì)量,降低成本,延長沖壓模具壽命,必須對模具進行日常保養(yǎng),確保正確使用和刃磨維修。
①.做好沖模的日常保養(yǎng)、維護工作, 注意保持棋具的清潔和合理的潤滑,嚴(yán)格執(zhí)行沖模“三檢查”制度(使用前檢查,使用過程中檢查與使用后檢查)。
②.模具的正確安裝與調(diào)試: 嚴(yán)格控制凸模進入凹模深度;控制校正彎曲、冷擠、整形等工序上模的下止點。
③.沖模刃磨修理: 凸、凹模表面粗糙度值越低,耐疲勞強度越高,粗糙度值每降低1級,壽命可提高1倍。板料在沖裁時,隨著凸模進入板料深度的增加,材料向凸、凹模刃口流動,直到凸模刃口和凹模刃口之間產(chǎn)生的裂紋重合時為止。在材料流動時,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,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
線切割機加工前,原材料內(nèi)部因為淬火呈拉應(yīng)力狀態(tài),線切割時產(chǎn)生的熱應(yīng)力也是拉應(yīng)力,兩種應(yīng)力疊加的結(jié)果很容易達到材料的強度極限而產(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)過研磨去掉表面硬度低的灰白層后便可進行裝配使用。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70HRC) ,研磨困難,過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,延長了使用壽命。但是由于回火時間短,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。因為磨削時產(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,無疑也會加劇沖模損壞。若在磨削后,再進行低溫時效處理,則可消除應(yīng)力影響,顯著提高沖模韌性,使沖模壽命提高。因為幾何形狀復(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.研磨后再低溫時效處理 線切割表面經(jīng)研磨后,高硬層已基本去掉,再進行120℃~150℃5~10h低溫時效處理(亦稱低溫回火處理) ,亦可經(jīng)過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,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, 刃磨壽命達到220000次。
合理的機械加工工藝和良好的加工精度
機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.粗加工時表面粗糙度Ra3.2m,模具工作部分轉(zhuǎn)角處要光滑過渡,減少熱處理產(chǎn)生的熱應(yīng)力。
②.模具表面加工時留下的刀痕、磨痕都是應(yīng)力集中的部位,也是早期裂紋和疲勞裂紋源,因此在沖模加工時一定要刃磨好刀具。模具人雜志微信公眾平臺,引領(lǐng)行業(yè)前沿。平面刀具兩端一定要刃磨好圓角R,圓弧刀具刃磨時要用R規(guī)測量,絕不允許出現(xiàn)尖點。
③.在精加工時走刀量要小,不允許出現(xiàn)刀痕。對于復(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)動砂輪打磨拋光,但要注意防止打磨時局部出現(xiàn)過熱、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,這種硬化層在對其進行180℃左右的低溫回火時可消除其殘留應(yīng)力。磨削時若磨削熱過大會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,裂紋會擴展。對Cr12MoV鋼冷沖壓凹模采用干磨,磨削深度為0.04~0.05mm時,使用中100%開裂;采用濕磨,磨削深度0.005~0.01mm時,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.沖模粗加工時要為精加工保留合理的加工余量,因為所留的余量過小,可能因熱處理變形造成余量不夠,必須對新制沖模進行補焊,若留的余量過大,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要求時,會使沖模鎖扣啃壞或打裂,重者會打斷頂桿甚至損壞模具,所以在沖模加工中除對模腔尺寸按圖紙要求加工外,對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。
⑦.沖模模腔的粗糙度直接影響沖模壽命,粗糙度高會使沖件不易脫模,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加工或氣割的方法破壞沖件。由于粗糙度值高會使金屬流動阻力增加,嚴(yán)重時會將模壁磨損成溝槽,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,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沖壓件的材料有金屬和非金屬。一般來講,非金屬材料的強度低,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.實際生產(chǎn)中,由于沖壓原材料厚度公差超差、材料性能波動、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、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,以減少沖壓變形力;
b.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,并將原材料擦拭干凈,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,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。
針對工作溫度的良好潤滑
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),溫度對鋼的耐磨性有相當(dāng)大的影響。通常在250度以下時主要為氧化磨損,即沖壓模具對接件或沖壓模具與工件之間相對摩擦,形成氧化膜并反復(fù)形成和剝落,磨損量較小;250度到300度之間時轉(zhuǎn)變?yōu)檎持p,磨損量達到最大值;高于300度又轉(zhuǎn)化為氧化磨損為主,磨損量趨向減小,但溫度過高時,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,模具因受熱而升溫,隨著溫度的上升,模具的強度下降,易產(chǎn)生塑性變形。同時,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。潤滑模具與坯料的相對運動表面,可減少模具與坯料的直接接觸,減少磨損,降低成形力。同時,潤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,對提高模具壽命都是有利的。
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