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沖壓模具的失效形式分析與對策
文章導(dǎo)讀:
沖模的失效形式主要有磨損失效、變形失效、斷裂失效和啃傷失效等。然而,由于沖壓工序不同,工作條件不同,影響沖模壽命的因素也是多方面的。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,并提出一些相應(yīng)的改善措施。
1.沖壓設(shè)備
沖壓設(shè)備(如壓力機(jī))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、剛性好,沖模壽命大為提高。例如: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1~3萬次;而在新式精密壓力機(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(jī),否則,將會降低模具壽命,嚴(yán)重者還會損壞棋具。
2.模具設(shè)計
(1)模具的導(dǎo)向機(jī)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、凹模啃傷影響極大,尤其是無間隙和小間隙沖裁模、復(fù)合模和多工位級進(jìn)模則更為有效。為了提高模具壽命,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、凹模的配合梢度。
(2)模具(凸、凹模)刃口幾何參數(shù)
凸、凹模的形狀、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。如模具的配合間隙直接影響沖裁件質(zhì)量和模具壽命。精度要求較高的,宜選較小的間隙值;反之,則可適當(dāng)加大間隙,以提高模具壽命。
3.沖壓工藝
(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、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:
①盡可能采用沖壓工藝性好的原材料,以減少沖壓變形力;
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,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。
(2)排樣與搭邊
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、凹模啃傷。因此,在考慮提高材料利用率的同時,必須根據(jù)零件的加工批量、質(zhì)量要求和模具配合間隙,合理選擇排樣方法和搭邊值,以提高模具壽命。
4.模具材料
模具材料對模具壽命的影響是材料種類、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、硬度和冶金質(zhì)量等諸因素的綜合反映。不同材質(zhì)的模具,其壽命往往不同。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(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;
(2)工藝性能良好。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,如可鍛性、可切削加工性、淬硬性、淬透性、淬火裂紋敏感性和磨削加工性等。
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(jì)性。