模具開裂的主要原因及措施
可能引起開裂的原因:
1. 模具材質(zhì)問題有可能在后續(xù)加工中導致開裂 嘲孙。
2. 鍛造工藝不合理,金相組織較差。
3. 鍛造后的退火工藝不當息尺。
4. 熱處理:工藝不當 。
5. 模具研磨平面度及粗糙度不合格 疾掰。
6. 設計強度不夠搂誉。
7. 模具結構不合理。
8. 線切割處理不當静檬。
9. 沖床設備選用不合理 炭懊。
10. 脫料不順:生產(chǎn)前無退磁處理,無退料屑等拂檩。
11. 落料不順:組裝模時無漏屑或滾屑而堵侮腹。
12. 生產(chǎn):疊片沖壓,定位不好夭蒜,模板有裂紋仍繼續(xù)生產(chǎn)栋灿。
沖模失效形式:
沖模失效形式主要為磨損失效、變形失效值舌、裂紋失效和壓傷失效等浴瞭。
由于沖壓形態(tài)不同,工作條件不同,影響沖模壽命的因素是多方面的岳散。下面就沖模的設計节立、制造及使用等方面進行綜合分析,并提出相應的改進措施和爽。
沖壓設備 :
沖壓設備(如壓力機)的精度與剛性對沖模壽命的影響極為重要藐檀。沖壓設備的精度高、剛性好儡簿,沖模壽命大為提高晨墓。例如:復雜硅鋼片沖模材料為Crl2MoV,在普通開式壓力機上使用侍瑟,平均復磨壽命為1~3萬次唐片,而新式精密壓力機上使用,沖模的復磨壽命可達6~12萬次涨颜。尤其是小間隙沖模费韭、硬質(zhì)合金沖模及精密沖模必須選擇精度高、剛性好的壓力機庭瑰,否則星持,將會降低模具壽命,嚴重者還會損壞模具弹灭。
模具設計 :
(1)督暂、模具的導向機構精度
準確和可靠的導向,對于減少模具工件的磨損穷吮,避免凸逻翁、凹模壓傷影響極大,尤其是小間隙沖裁模捡鱼、復合模和多工位級進模則更為有效八回。為提高模具壽命,必須根據(jù)工序性質(zhì)和零件精度等要求逛径,正確選擇導向形式和確定導向機構的精度撼烹。一般情況下,導向機構的精度應高于凸丹蛀、凹模配合精度根爆。
(2)、模具(凸春陆、凹模)刃口幾何參數(shù)
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铁磕,而且對于模具的磨損及壽命也影響很大怠写。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,宜選較小的間隙值竟恩;反之則可適當加大間隙恶恨,以提高模具壽命。
沖壓工藝 :
(1)伸坑、沖壓零件的原材料痴猖。
實際生產(chǎn)中,由于外壓零件的原材料厚度公差超標念脯、材料性能波動較大狞洋、表面質(zhì)量較差(如銹跡)或不干凈(如污垢)等,會造成模具磨損加劇绿店、易崩刃等不良后果吉懊。為此,應當注意:①盡可能采用沖壓工藝性好的原材料假勿,以減少沖壓變形力借嗽;②沖壓前應嚴格檢查原材料的牌號、厚度及表面質(zhì)量等转培,并將原材料擦拭干凈恶导,必要時應清除表面氧化物和銹跡;③根據(jù)沖壓工序和原材料種類浸须,必要時可安排軟化處理和表面處理惨寿,以及選擇合適的潤滑劑和潤滑工序。
(2)羽戒、排樣與搭邊缤沦。
不合理的往復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、凹模壓傷巷况。因此赎冶,在考慮提高材料利用率的同時,必須根據(jù)零件的加工批量诵捏、質(zhì)量要求和模具配合間隙幌舍,合理選擇排樣方法和搭邊值,以提高模具壽命罕鞭。
模具材料
正確選材是提高模具壽命的關鍵屋孕。如:化學成分、組織結構驴嚣、硬度和冶金質(zhì)量等硕纯。不同材質(zhì)的模具壽命往往不同。為此黔巨,對于沖模材料提出兩項基本要求:①握帘、材料的使用性能應具有高硬度和高強度,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;②缀辩、工藝性能良好耗述。沖模在加工制造過程一般較為復雜.因而必須具有對各種加工工藝的適應性,如可鍛性、可切削加工性、淬硬性、淬透性添谊、低的淬火裂紋敏感性和良好的磨削加工性等。通常根據(jù)沖壓件的材料特性苫纤、生產(chǎn)批量碉钠、精度要求等,選擇性能優(yōu)良的模具材料卷拘,同時兼顧其工藝性和經(jīng)濟性喊废。
熱加工工藝 :
實踐證明.模具的熱加工質(zhì)量對模具的性能與使用壽命影響甚大。從模具失效原因的分析統(tǒng)計可知栗弟,因熱處理不當所引發(fā)模具失效“事故”約占40%以上污筷。模具的淬火變形與開裂,使用過程的早期斷裂乍赫,多與摸具的熱加工工藝有關瓣蛀。
(1)、鍛造工藝杭恩。這是模具制造過程中的重要環(huán)節(jié)踢周。對于高合金工具鋼的模具,通常對材料碳化物分布等金相組織提出要求悠拗。此外黎撤,還應嚴格控制鍛造溫度范圍, 制定正確的加熱規(guī)范尘是,采用正確的鍛造方法侄灭,以及鍛后緩冷或及時退火等。
(2)岸欣、預備熱處理亏傅。視模具的材料和要求的不同分別采用退火、調(diào)質(zhì)等預備熱處理工藝凰届, 以改善組織醉装,消除鍛造、毛坯的組織缺陷坚伍,改善加工性凉逛。高碳合金模具鋼經(jīng)過適當?shù)念A備熱處理可消除網(wǎng)狀碳化物性宏,使碳化物球化群井、細化状飞,促進碳化物分布均勻性。這樣有利于保證淬火书斜、回火質(zhì)量诬辈,提高模具壽命。
(3)荐吉、淬火與回火焙糟。這是模具熱處理中的關鍵環(huán)節(jié)。若淬火加熱時產(chǎn)生過熱样屠,不僅會使工件造成較大的脆性穿撮,而且在冷卻時容易引起變形和開裂,嚴重影響模具壽命痪欲。沖模淬火加熱時特別應注意防止氧化和脫碳悦穿,應嚴格控制熱處理工藝規(guī)范,在條件允許的情況下业踢,可采用真空熱處理落怀。淬火后應及時回火,并根據(jù)技術要求采用不同的回火工藝种洛。
(4)百览、消除應力退火。模具在粗加工后應進行消應力退火處理拔泪,目的是消除粗加工所造成的內(nèi)應力笑杯,以免淬火產(chǎn)生過大的變形或裂紋。對于精度要求高的模具谍臀,在磨削或電加工后還需經(jīng)過消應力回火處理辱得,有利于穩(wěn)定模具精度,提高使用壽命盼靠。
加工表面質(zhì)量 :
模具表面質(zhì)量的優(yōu)劣對于模具的使用壽命有著十分密切的關系擂冷。尤其是表面粗糙度對模具壽命影響很大,若表面粗糙度過大曹略,在工作時會產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象砂裹,并在其峰、谷間容易產(chǎn)生裂紋踢故,影響沖模的耐用性文黎,還會影響工件表面的耐蝕性,直接影響沖模的使用壽命和精度殿较,為此耸峭,應注意以下事項:①桩蓉、模具在加工過程中必須防止磨削燒傷表面現(xiàn)象,應嚴格控制磨削工藝條件和工藝方法(如砂輪硬度劳闹、粒度院究、冷卻液、進給量等參數(shù))本涕;②业汰、加工過程中應防止模具表面留有刀痕.夾層、裂紋菩颖、撞擊傷痕等宏觀缺陷样漆。這些缺陷的存在會引起應力集中,成為斷裂的根源晦闰,造成模具早期失效放祟;③采用磨削、研磨和拋光等精加工和精細加工散烂,獲得較小的表面粗糙度巾妖,提高模具使用壽命。
表面強化處理 :
為提高模具性能和使用壽命奶堵,模具表面強化處理應用越來越廣衙地。常用的表而強化處理方法有:氮碳共滲、滲氮啸业、滲硼洗筛、滲釩以及化學氣相沉積法(CVD)、物理氣相沉積法(PVD)和表面浸鍍碳化物法(TD)等宿柜。提高其耐疲勞強度凸窖,有利于模具壽命的提高。
線切割變質(zhì)層的控制 :
沖模刃口多采用線切割加工霹补。由于線切割加工的熱效應和電解作用天证,使模具加工表面產(chǎn)生一定厚度的變質(zhì)層,造成表面硬度降低十匆,出現(xiàn)顯微裂紋等哀买,致使線切割加工的沖模易發(fā)生早期磨損,直接影響模具沖裁間隙的保持及刃口容易崩刃柬赐,縮短模具使用壽命亡问。因此,在線切割加工中應選擇合理的技術參數(shù)肛宋,盡量減少變質(zhì)層深度州藕,去掉變質(zhì)層。
正確使用和合理維護:
為了保護正常生產(chǎn)酝陈,提高沖壓件質(zhì)量床玻,降低成本毁涉,延長沖模壽命,必須正確使用和合理維護模具锈死,嚴格執(zhí)行沖钠堆撸“三檢查”制度(使用前檢查,使用過程中檢查與使用后檢查)馅精,并做好沖模與維護檢修工作严嗜。其主要工作包括模具的正確安裝與調(diào)試;嚴格控制凸模進入凹模深度洲敢;控制校正彎曲、冷擠牙饲、整形等摆采;及時復磨、研光其刃口舀鼎;注意保持模具的清潔和合理的潤滑等选从。模具的正確使用和合理維護,對于提高摸具壽命事關重大园桑。
總之麦咪,在模具設計、制造塔端、使用和維護全過程中娄勒,應用先進制造技術和實行全面質(zhì)量管理,是提高模具壽命的有效保證媒湖,并且致力于發(fā)展專業(yè)化生產(chǎn)馋奠,加強模具標準化工作,除零件標準化外舒贼,還有設計參數(shù)標準化丰吐、組合形式標準化、加工方法標準化等琳钉,不斷提高模具設計和制造水平势木,有利于大家發(fā)展。
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