影响精冲模具寿命的因素分析

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高速精冲压力机的模具寿命预测与管理技术研究

高速精冲压力机的模具寿命预测与管理技术研究

高速精冲压力机的模具寿命预测与管理技术研究概述:随着制造业的发展,高速精冲压力机在金属加工领域中扮演着重要的角色。

模具是高速精冲压力机的重要组成部分,其寿命直接影响到生产效率和质量。

因此,对高速精冲压力机的模具寿命进行预测与管理技术的研究具有重要的意义。

一、模具寿命预测技术模具寿命预测技术是通过对模具的运行状态进行监测和分析,来预测模具的寿命,并及时采取相应的管理措施,延长模具的使用寿命。

1.模具寿命监测技术模具寿命监测技术是以传感器为核心,通过采集模具工作状态的相关参数,如温度、振动、应力等,来实时监测模具的工作状态。

传感器可以安装在模具的关键部位,如摩擦部位、磨损部位等,通过监测这些参数的变化,可以判断模具的磨损情况,从而预测模具的寿命。

2.模具寿命评估技术模具寿命评估技术是通过对模具进行定期检测和测试,获取模具的磨损程度和损伤情况,然后根据相关的理论和经验数据,进行模具寿命的评估。

评估结果可以帮助企业制定合理的维修计划和更换策略,以延长模具的使用寿命。

3.模具寿命预测模型模具寿命预测模型是基于实验数据和统计方法,通过建立模具磨损与寿命之间的数学模型,来预测模具的寿命。

常用的模型包括传统的线性回归模型、多元回归模型、神经网络模型等。

模型的有效性和准确性与模型的拟合性能、数据质量和样本大小等因素有关。

二、模具寿命管理技术模具寿命管理技术是针对模具的使用、维护、保养等方面进行的管理,旨在延长模具的使用寿命,提高生产效率和质量。

1.模具选择与设计模具的选择与设计是模具寿命管理的基础。

在选择模具时,应考虑到模具的材料、制造工艺、结构设计等因素,以确保模具具有足够的强度和耐磨性。

在模具的设计时,应根据产品的要求和生产工艺的需求,进行合理的结构设计和优化,以减少模具的磨损和故障。

2.模具使用与维护模具的使用与维护是保障模具寿命的重要环节。

在使用过程中,应根据模具的工作环境和工作情况,采取相应的措施,如防止模具过载、减少冲击等。

影响模具寿命的因素

影响模具寿命的因素
具有高硬度、高耐磨性和高耐冲击性,适用于高 负荷和耐磨要求的模具。
热处理工艺
01
02
03
淬火
提高钢的硬度和耐磨性, 但可能导致开裂或变形。
回火
稳定组织结构,提高韧性 ,防止开裂和变形。
表面处理技术
如渗碳、渗氮等,增加表 面硬度和耐磨性,提高模 具寿命。
表面处理技术
电镀
在模具表面电镀硬铬、镍 等金属,提高表面硬度和 耐磨性。
湿度变化可能引起模具材料内 部水分分布不均,导致内部应 力产生,加速模具裂纹扩展。
保持较低湿度有助于防止模具 材料吸湿,保持其性能稳定, 延长模具寿命。
腐蚀与氧化
暴露在腐蚀性气体或液体中的模具可能遭受腐蚀,导致表面损伤和材料流失,从而 缩短模具寿命。
氧化反应可能导致模具表面生成氧化膜,影响其表面质量和摩擦性能,进而影响模 具寿命。
详细描述
加工精度包括模具零件的尺寸、形状、位置和表面粗糙度等方面。如果加工精度不足,会导致模具配 合不良、磨损加速和降低使用寿命。因此,在制造过程中应严格控制加工精度,保证模具的质量和稳 定性。
加工误差
总结词
加工误差是指实际加工结果与理想加工结果之间的偏差,加工误差的大小直接影响模具的寿命。
详细描述
模具结构紧凑化
优化模具结构,减少模具零部件数量 ,降低模具复杂程度,有助于提高模 具寿命。
标准化设计有助于提高模具的互换性 和维修性,降低生产成本。
模具强度与刚性
模具强度
选用高强度材料,合理布置受力结构,以抵抗外部压力和冲 击。
模具刚性
保持模具的刚性,防止因受力而发生变形,影响模具精度和 寿命。
冷却系统设计
喷涂
在模具表面喷涂高分子材 料,如聚氨酯、环氧树脂 等,增强表面抗磨损和抗 冲击能力。

影响汽车冲压模具寿命的因素分析

影响汽车冲压模具寿命的因素分析

影响汽车冲压模具寿命的因素分析汽车冲压模具的寿命是决定汽车生产效率的重要因素之一。

由于汽车冲压模具在生产过程中经受着巨大的冲击力和高温磨损,因此其寿命往往较短,其影响因素也比较复杂。

下文将会详细介绍这些因素。

一、材料选择在汽车冲压模具的制造过程中,材料的选择是关键因素之一。

常见的模具材料有工具钢、硬质合金、高速钢等。

在选择材料时,需要考虑到模具所需的强度、韧性、硬度以及耐磨性等因素。

不同材料对冲压性能和模具寿命的影响也是不同的。

二、加工质量模具的加工精度和表面光洁度是影响其寿命的重要因素。

模具的表面粗糙度和不平整会使得模具受到的热应力和机械应力增大,从而影响其使用寿命。

因此冲压模具在加工时,需要确保其表面光洁度和精度,这样才能够提高模具的使用寿命和生产效益。

三、设计结构模具的设计结构和形状也是影响其寿命的重要因素之一。

不同的汽车零部件需要不同的模具,因此需要考虑到易损件的位置、应力分布以及强度要求等因素,合理选择结构和形状,避免过度压力造成模具的破坏。

四、使用环境模具在工作时需要承受高温、高压及高速的冲击力,其使用环境会直接影响其使用寿命。

在使用过程中,需要定期对模具进行清洗和维护,避免当成物质穿入模具内部,引起模具的氧化和生锈等现象,从而影响模具的使用寿命。

五、使用条件冲压模具的使用条件也是影响其寿命的关键因素之一。

因此在使用过程中,需要注意不要过度使用,尽量控制冲压定位精度,避免过度冲击造成模具破坏。

另外,在模具使用过程中需要保持稳定的温度和湿度,避免润滑剂和自身热胀冷缩等问题,以提高模具的使用寿命。

综上所述,汽车冲压模具的使用寿命受到材料选择、加工质量、设计结构、使用环境和使用条件等多种因素的影响。

因此,在制造和使用汽车冲压模具时,应充分考虑以上因素,合理选择材料、加工工艺和设计结构,保护模具的环境,严格控制使用条件,以延长模具的使用寿命和提高生产效益。

影响冲模寿命的因素及预防措施

影响冲模寿命的因素及预防措施

关键词:冲模寿命影响因素防范措施摘要: 影响冲模寿命的因素及预防措施。

分析影响冲模寿命的多种因素。

提出防范措施,以提高冲模的寿命。

正文冲模在生产应用过程中,常会发现不同情况的失效。

主要分为磨损失效,变形失效,断裂失效和啃伤失效等。

由于冲压工序不同,工作条件不同,影响冲模寿命的因素是多方面的。

下面就冲模的设计、制造及使用等方面分析影响冲模寿命的因素及提出防范和改善措施。

1、模具设计(1)模具的导向机构精度。

准确和可靠的导向,对于减少模具工作零件的磨损,避免凹凸模的啃伤影响极大,尤其是无间隙和小间隙冲裁模、复合模等更为有效。

为提高模具寿命,必须根据工序性质和零件精度等要求,正确选择导向形式和确定导向机构的精度。

一般情况下,导向机构的精度应高于凹凸模配合的精度。

现如今最普通的是用模架作为导向机构来保证冲模的精度。

(2)模具(凹凸模)刃口几何参数。

凹凸模的形状、配合间隙和圆角半径不仅对冲压件成形有较大的影响。

而且对于模具的磨损和寿命也影响很大。

模具的配合间隙直接影响冲裁件质量和模具寿命。

在传统设计中总是尽量选用较小间隙,因为模具在使用过程中,间隙会逐渐变大。

但只要在满足产品技术要求的情况下,适当取大间隙可以有效提高模具寿命。

2、冲压工艺(1)冲压零件的原材料实际生产中,由于冲压零件的原材料厚度公差超差、材料性能波动、表面质量较差(如锈迹)或不干净(如油污、沙粒)等,会造成模具的磨损加据、易崩刃等不良后果。

为此,应当注意:①尽可能采用冲压工艺好、质优的原材料,以减少冲压变形力;②冲压前应严格检查原材料的牌号,厚度及表面质量等,并将原材料擦拭干净。

③根据冲压工序和原材料的种类选择合适的润滑剂。

(2)排样与搭边不合理的往复送料法已经过小的搭边值往往会造成模具急剧磨损或凹凸模啃伤。

因此,在考虑提高材料利用率的同时,必须根据零件的加工批量、质量要求和模具配合间隙,合理选择排样方法和搭边值,易提高模具寿命。

3、模具材料模具材料的选用对模具寿命的影响至关重要。

影响模具寿命因素与提高模具寿命途径

影响模具寿命因素与提高模具寿命途径

影响模具寿命因素与提高模具寿命途径模具的使用寿命制约着精冲技术的应用与发展的瓶颈,因此对于模具的使用寿命我们一定要关注起来,下面小编给大家提供影响模具使用寿命的因素有哪些,并告诉大家提高模具使用寿命有哪些途径。

影响模具使用寿命因素:1、精冲件的结构工艺性(尖角、薄壁、悬壁、尺寸公差等)。

2、精冲件的材料(材质、料厚、硬度、塑性、表面质量)。

3、精冲模具的结构(强度、刚度、模具导向、小凸模的导向、排气和润滑)。

4、模具材料(材质、碳化物大小和均匀性、硬度、韧性)。

5、模具制造(模坯锻造、加工工艺、热处理、线切割、研磨、装配)。

6、生产操作(调模高度、压力、速度、送料精度、坯料清洁、润滑)。

7、模具维修(合理存放、合理刃磨、清洁、应力回火、防锈)。

提高模具使用寿命途径:1、审查精冲件的工艺性。

精冲件的工艺性(特别是圆角半径)对精冲模的寿命有一定影响,对于工艺性较差的(尤其尖角),应向设计部门提出改善建议。

图1为零件的圆角半径与模具寿命的关系,一般R/t≥0.8较好,如小于0.25则会导致模具寿命较低。

2、精冲模具的材料选择和热处理。

精冲模具主要工作零件的材料一般选Cr12MoV,当制件厚度大于4mm时,凸、凹模可采用W6Mo5Cr4V2高速钢。

对于工作强度很大、受力苛刻的凸模和凹模,则采用粉末冶金钢(V4、ASP23、ASP30)或硬质合金GT30。

凸、凹模热处理的硬度一般取58~62HRC,对于以磨损为主要失效形式的、形状简单的模具,可取60~64HRC;对于形状复杂、并以崩刃为主要失效形式的模具,可取56~60HRC,甚至54~58HRC。

对于Cr12MoV模具的热处理,当刃口形状较简单、冲裁料厚较薄(t≤3mm),采用1次硬化工艺(1020°C淬火、220°C回火)可获得较高的强度和耐磨性。

当刃口形状较复杂、冲裁料较厚(t>3mm)时,采用2次硬化工艺(1080°C淬火、520°C回火)则可获得较高的冲击韧性和稳定性。

模具寿命的寿命及影响因素分析

模具寿命的寿命及影响因素分析

第四章模具寿命的影响因素1.模具结构2.模具工作条件3.模具材料4.模具制造5.模具热处理与表面强化6.模具维护和管理1.模具型腔过渡圆角半径的影响凸的圆角半径r------对工艺影响大。

r过小,板料拉深中成形力增加;在模锻中,造成锻件折叠缺陷。

凹的圆角半径R-----对模具的寿命影响大。

R小,在圆角半径处产生较大应力集中,易萌生裂纹,导致断裂;大的R使模具受力均匀,不易产生裂纹。

3.模具结构形式整体模具结构与组合模具结构采用预应力加强环模具的导向第二节模具工作条件1.成形件的材质、状态、温度金属件,强度高,模具受力大,模具寿命低;非金属材料、流体材料,强度低,模具受力小,模具寿命高;坯料与模具的亲合力愈大,模具寿命愈低;成形有色金属件的模具比成形黑色金属件的模具,强度低,模具受力小,模具寿命高;坯料表面光滑,冲头受力均匀,寿命较高坯料温度愈高,模具寿命愈低。

冲压冷轧钢板寿命3万件冲压热轧钢板寿命1.7万件2.成形设备的特性a.设备的精度与刚度注塑机、机械压力机、模锻锤寿命依次下降b.设备的速度设备的速度愈高,模具越易断裂或塑性变形失效。

液压机、曲柄压力机、螺旋压力机、锤、高速锤寿命依次下降2.成形过程中的润滑与冷却不锈钢表壳挤光模:机油润滑寿命80件二硫化钼配制油剂润滑寿命1万件热强钢叶片精锻模:3Cr2W8V钢制作的压铸模:不用涂料150次3次刷一次350次1次刷一次700次冷却方式:内冷和外冷第三节模具材料1.材料的类别类别对模具的使用性能影响很大。

某冲裁模9Mn2V 5万余次Cr12MoV 40多万次2.硬度T10钢制作的硅钢片冲裁模:53~56HRC 几千次60~63HRC 刃磨寿命2~3万次硬度继续提高模具出现早期断裂Cr12MoV钢制造的六角螺母冷镦模:56~60HRC 2~3万件50~56HRC 6~8万件4.模具材料的性能使用性能和工艺性能模具的工作条件:a.室温冲击力较小工况强度愈高,硬度愈高,耐磨性愈好,寿命愈高(冲裁模、拉深模)b.室温冲击力较大工况强度愈高,耐磨性愈好,韧性愈好,寿命愈高Array(冷镦模、冷挤模)c.高温下冲击力较小的工况需要高温强度,高温耐磨性,耐冷热疲劳性,热硬度,热疲劳性,适当的冲击韧度。

影响模具寿命的相关因素及改进措施探讨

影响模具寿命的相关因素及改进措施探讨
精 度检 查 ,包 括 零件 的 加工 精 度 、装配 精度 及 通过 试模 验 收综 合
检查模具的精度。在检查时采用高精度的测量仪器 ,对成形表面 为复杂空间曲面的零件 ,应使用三坐标测量仪等精密测量设备, 确保测量数据准确可靠。
2 . 3 模 具材 料及 热 处理
在 影响模 具寿命的诸 多因素 中 ,模具材料的选择和热处理 工艺的制订对模具寿命的影响应该是最大的 ,合理的选材与实施
学 术 研 讨
缸科 技 2 0 1 3 年第6 期
影 响模具 寿命 的相关 因素 及改进措施探 讨
张 艳 琴
南 充 职 业 技 术 学 院机 电 工程 系


6 3 7 0 0 0 四川 I南充
要 本 文介 绍 了与模 具 寿命 相 关 的术 语 和概 念 ,对影 响模 具使 用寿命 的诸 多因素进 行 了分 析 。提 出模 具 的 寿命 是在
正 确的 热处 理技 术 是保 证 模具 寿 命 的基础 。
浪费大量的人力 、物力,影响了生产进度。模具是提高材料利用 率 、保证成形产品质 量、体现成形产品技术经济性的有效手段 。 要获得满意的产品 ,对成形模具而言 ,以下4 个方面决定了它的及热处理方法 、良好的模具服役条件。实际上只要其 中一个环
机 械 方法 去 除 异常 层 中的再 凝 固层 ,尤其 是微 观 裂纹 或 者在 电加 工 后 进行 一 次 低温 回火 ,使 异 常层 稳 定化 ,以防 微裂 纹扩 展 。
( 1 )模具寿命 。模具经过安装试模后 ,正常生产出合格模 具产品的过程 ,称为模具服役 。模具正常失效前生产出的合格产 品的数 目叫模具寿命 。模具首次修复前生产出的合格产品的数 目 叫首次寿命。模具一次修复后到下一次修复前所生产出的合格产 品的数目叫修模寿命,模具寿命是首次寿命与各次修复寿命的总 和。一般模具的寿命是由产品可用性决定的 ,如果模具生产的产 品报废 ,就意味着该模具没有使用价值 。 ( 2 )模具 失效 。如 果模具在使 用过 程 中因结 构形状 、尺 寸 、精度 、表面粗糙度 、材料组织与性能发生变化而达不到原有 设计的功能 ,就认为是模具失效。生产实践中一般表现为模具受 到损坏而导致产品质量不合格或报废,模具即使经过修复也不能

影响冲模寿命的因素和提高其寿命的措施

影响冲模寿命的因素和提高其寿命的措施
育◇
影响冲模寿命的因素和提高其寿命的措施
康 爱 英 ( 南 信 息 职 业 技术 学 院 湖 南 湖 望城 4 2 0 1 0 0 1
【 要】 摘 模具寿命是指模具因各种原 因而能上能引起 工作 失效, 最终不能修复而报 废之前 所加 工的冲件 总数。模具寿命 分为刃磨寿命 和 模 具总寿命 。本篇主要讨论影响冲压模具寿命的 因素和提高其寿命 的主要措施 。 【 关键词 】 模具 总寿命; 刃磨寿命 ; 冲压工艺及模具设计; 模具材料; 质量; 冶金 锻造和预处理; 模具加工工艺 0引 言 . 1 模具 的热处理工艺对模具寿命 的影 响 _ 3 模具 寿命是指模具因为磨损和其它原 因而失效 . 最终不 能修 复而 模具的热处理包括 : 预先热处理、 粗加 工后的消除应力退火 、 淬火 磨削后或 电加工后消除应力退 火等 模 具的热处理质量对模 报废之前所加工 的冲件总数 。模具寿命分 为刃磨 寿命 和模具 总寿命 。 与 回火 、 模 模具从前一次修复 到下 一次修复前所加工 的最大合格冲件数称 为刃 具的性能与使用寿命影响很大。实践证明 , 具工作零件的淬火变形 使用过程 中的早期断裂等 . 都与模具 的热处理工艺关系很大 磨寿命 : 模具从开始使用 到失效为止所加工 的合 格冲件总数 . 为模 与开裂 , 称 1 模具零件毛坯 的锻造和预处理对模具 寿命 的影 响 . 4 具总寿命 。 模具 寿命与模具类型 、 结构、 模具材 料、 工作条件等有关 . 模 锻造是模具工作零件制造过程 中的重要环节 。 锻件锻造 时会 出现 具寿命 受各种失效形式 的限制 。 各种 缺陷 . 例如 高碳高合金模 具钢锻件 , 因其具 有塑性低 、 变抗力 塑 1影响冲压模具寿命 的主要因素 . 大、 导热性差 、 温度 区间窄 、 锻造 组织缺陷严重 、 淬透性高 、 内应力大等 1 冲压工艺及模具设计对寿命的影响 . 1 特点 , 很容易产生锻造缺 陷。 这些缺陷可导致模具产生裂纹 。 响模具 影 1 . 冲压件 的材料对模具寿命的影响 .1 1 增加模具早期失 效的倾 向。 在生产实际中 , 由于冲压件材料厚度公差较大 、 材料性能波动 、 表 热处理工艺性及热处理后 的强韧性 , 锻造后的模具零件毛坯一般需进行预处理 ( 退火 、 正火 、 调质等 ) , 面质量差和不干净 等. 将造成模具工作零件磨 损加剧 、 崩刃 。 对于冲裁 模, 被冲板料厚度对模具 冲压载荷的影响较大 , 薄板冲裁模(≤1 ) t . 受 以消 除毛坯 中的残余内应力和锻 造组织 的某些缺 陷 .改善加工工艺 5 提高碳化物分 力较小 , 主要失效形式 为磨损 。 厚板 冲裁模 ( 1 ) t . 受力较 大. >5 其失效形 性 。模具钢经过适 当的预处理可使碳化物球化和细化 . 经淬火 、 回火后质量高 , 可大大提高模具寿命。 式为磨损和局部断裂( 刃)对于拉深模 , 崩 。 被拉深板料 的成形性能 、 厚 布均匀性 , 1 模具加工工艺对模具寿命的影响 . 5 度、 表面状况等 , 响模具 冲压载荷的大小和黏着倾 向的程度 。 均影 模具制造一般要经过切 削加工 、 磨削加工和电火花加工。 生产中 . 1 . 模具 的结 构形式对模具寿命的影响 .2 1 加工方法不当 . 加工质量 ( 特别 是表面质量 ) 存在 问题 . 都会显著影 响 整体式模具 由于存在凹凸转 角, 易造成应力集 中. 容 出现开裂 。 模具的耐磨性 、 断裂抗力 、 疲劳强度及热疲 劳抗力等 。 1 .模具的几何参数对模具 寿命 的影响 .3 1 1 .切削加工的影响 .i 5 凸、 凹模 的形状 、 间隙和圆角半径 的大小对模具 的磨损影 响很 大。 切削加 工中若产生加工 尺寸超差 、 尺寸 过渡处无 圆角连接 、 表面 如拉深模 过小 的凸、凹模 圆角半径在拉深过 程中将增大坯料流 动阻 粗糙 度不符合要求等 . 将严重降低模具 的疲劳强度和热疲劳抗力。 力, 增大摩擦力和成形力 , 使模具磨损或冲件拉断 。 15 .. 2磨削加工 的影响 1 .排样和搭边对模具寿命 的影 响 .4 1 在磨削过程 中. 易出现磨削烧伤和磨 削裂纹的质量 问题 . 容 这些 某些 需要往复送料 的排样和过小 的搭边值将 造成模具 的急剧 磨 问题的出现将 大大 降低模具的疲劳强度和断裂抗力 损和凸、 凹模 啃伤 。

第五章_影响模具寿命的因素

第五章_影响模具寿命的因素
应变速率
2.冲击韧度
冲击韧度或冲击功是衡量模具承受冲击载荷或冲击能量能 力的指标。
3.硬度
材料抵抗外部物体压入的能力成为硬度。 硬度↑,抗压强度↑耐磨性↑抗咬合能力↑,
韧性↓抗冷热疲劳能力↓可切削性↓ 要根据模具工作环境设计合适的硬度。
4.耐磨性
材料抗磨损的能力称为耐磨性,通常用磨损量表示。 耐磨性相关因素:材料的强度、韧性、硬度。
内在因素:化学成分、组织结构
取决因素
外在因素:温度、应变速率
①内部因素 凡是能提高强度、塑性的化学成分和组织结构,也能提高 断裂韧度,反之则降低。 a.细化晶粒的合金元素,使强度塑性提高;固溶强化,塑 性降低;形成金属间化合物或第二相颗粒,塑性降低; b.基体相晶体结构易于发生塑性变形,产生韧性断裂时, 材料的断裂韧度高。 c.细化晶粒既可以提高强度,又可以提高塑性,断裂韧度 也可提高。
二、设备特性
1.设备的精度与刚度 滑块运动的导向精度越高,模具上、下模或动、定模定位 精度越高,越不易产生附加的横向载荷和转矩,使模具磨 损均匀,则模具的寿命越高。
设备的刚度越大,在成型过程中产生的弹性变形越小, 模具上下模或动定模可较好地保证正确的配合状态。
2.设备速度
设备速度越高,模具在单位时间内受到冲击越大, 设备施力时间越短,越易造成局部应力超过模具材料 的屈服应力或断裂强度。 因此,设备速度越高,模具越易发生断裂或塑性变形失效。
贝氏体转变
羽毛状
1 组织形态
上贝氏体(550 ℃ ~350 ℃)
组织构成: α(C)+Fe3C
Fe3C
铁素体:
过饱和α相
碳过饱和( 0.03%); 成束、板条状平行排列;
上贝氏体

总结影响冲压模具寿命的主要因素

总结影响冲压模具寿命的主要因素

影响冲压模具寿命的主要因素一.合理增大间隙1.合理增大间隙,改善凸模工作部分的受力状态,使摩擦力和压应力减小,冲裁力、卸件力和推件力下降,凸模和凹模刃口磨损减少。

合理增大间隙有利于延长冲压模的寿命。

(试验证明:随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低,但当单面间隙介于材料厚度的5%~20%范围内时冲裁力的降低不超过5%~l0%。

因此,在正常情况下,间隙对冲裁力的影响不很大。

对卸料力、推件力的影响比较显著。

随间隙增大,卸料力和推件力都将减小。

一般当单面间隙增大到材料厚度的15%一25%时,卸料力几乎降到零。

但间隙继续增大会时毛刺增大,又将引起卸料力、顶件力的迅速增大。

此外:冲裁间隙选用依据;冲裁间隙的大小主要与材料性能及厚度有关,材料越硬,厚度越大,则间隙值应越大。

由于生产中对冲裁件质量和尺寸精度的要求不同,因此冲裁间隙值的确定应在保证冲裁件尺寸精度和满足剪切面质量的前提下,考虑模具寿命、模具结构、冲裁件尺寸和形状、生产条件等因素综合分析后确定。

对下列情况应酌情增减冲裁间隙值。

(1)在同样条件下,冲孔间隙比落料间隙大些。

(2)冲小孔时,凸模容易折断,间隙应取大些,但这时要采取有效措施防止废料回升。

(3)硬质合金冲裁模由于热膨胀系数小,其间隙值可比钢模大30%。

(4)复合模的凸模和凹模壁单薄时,为防止胀裂,应放大冲孔凹模间隙。

(5)冲裁硅钢片时随着含硅量增加,间隙相应取大些;冲裁热轧硅钢片应比冷轧硅钢片的间隙大;对需攻丝的孔,间隙应取小些。

(6)采用弹性压料装置时,间隙应取大些。

(7)高速冲压时,模具容易发热,间隙应增大。

(8)电火花穿孔加工凹模型孔时,其间隙应比磨削加工取小。

(9)加热冲裁时,间隙应取小。

凹模为斜壁刃口时,应比直臂刃口间隙小。

落料时凹模尺寸为工件要求尺寸,间隙值由减小凸模尺寸获得,冲孔时凸模尺寸为工件要求尺寸,间隙值由增大凹模尺寸获得。

合理间隙:Z=2(t-b)tanβ=2t(1-b/t)tanβ(课本2-4)式中:t——材料厚度; b/t——产生裂纹时,凸模压入板料的相对深度。

影响汽车冲压模具寿命的因素分析

影响汽车冲压模具寿命的因素分析

影响汽车冲压模具寿命的因素分析摘要:模具寿命是指模具在保证产品零件质量的前提下,所能加工制件的总数量,它包括工作面的多次修磨和易损件更换后的寿命。

模具寿命一般可分为设计寿命和使用寿命,在模具设计阶段就应明确该模具适用的生产批量类型或者模具生产制件的总数量,即模具的设计寿命;在正常情况下,模具的使用寿命应大于设计寿命。

不同类型的模具正常损坏的形式也不一样,冲压模具失效形式主要为磨损失效、变形失效、断裂失效和啃伤失效等。

然而,由于冲压工序不同、工作条件不同,影响冲压模具寿命的因素是多方面的。

关键词:汽车;冲压模具;寿命;影响因素前言:随着汽车行业的迅猛发展,汽车生产量的需求也越来越大,对于市场火爆的车型,生产需求量都在上百万台,对于冲压模具的寿命要求也越来越高,本文阐述了影响冲压模具寿命的相关因素,从模具的设计、使用、到维护保养过程逐一做了分析,只有做好每一个环节,才能更好地延长模具的使用寿命。

1、冲压模具寿命的定义模具寿命是指模具在保证产品零件质量的前提下,所能加工制件的总数量,包括工作面的多次修模和易损件更换后的寿命。

模具寿命一般分为模具设计寿命和使用寿命,在模具设计阶段就应该明确模具的生产制件总数量,即模具的设计寿命,在正常情况下,模具的使用寿命要大于模具的设计寿命。

2、冲压模具寿命设计的依据(1)每个汽车新项目在做策略的时候会首先定义汽车的生产寿命,是冲压模具设计寿命的首要依据。

(2)还需要考虑模具实际工作状态等其他因素影响,例如:每分钟的生产频次,不同的压力机的SPM(每分钟生产零件的次数)不一样,对模具的损耗也不一样,生产频次越大的对模具寿命的影响越大,在定义模具设计寿命时需要考虑到。

3、影响冲压模具寿命的因素3.1 模具的设计质量(1)零件的冲压工艺性。

冲压工艺设计时工序内容的划分要合理,避免过于工序内容过于集中的设计;冲压角度要合理,避免修冲类模具的镶块产生尖角;成型类的模具尽量使材料流动均匀,避免起皱叠料现象的发生。

影响模具寿命的因素

影响模具寿命的因素

影响模具使用寿命的因素1、型材断面设计影响及措施型材断面形状、壁厚尺寸、偏差要求等,是影响模具使用寿命的第一因素。

型材断面简单、壁厚合适、公差带较宽、无太大悬臂、挤压比合适、模具的使用寿命就会大大提高,反之,则降低。

应采取的措施是:在设计型材断面时,尽量避免尖角、大悬臂等问题,在满足型材使用的情况下,选择合适的壁厚和尺寸偏差,尽量避免单向偏差‘即使对尺寸进行调整,也要保证双向偏差。

2、模具设计的影响因素及措施募集的设计作用,一是确保模具在挤压使用时,生产出符合图纸要求的产品;二是要根据模具的工作环境及工艺条件,确保其机械性能。

三是选择合适的模具结构及材质。

但是,由于模具设计参数选择不当、材质选择不合适、单方面追求产品的合格性而忽略了模具的机械性能、对模具的工作环境考虑不足等因素,极易造成模具的早期失效或者缩短使用寿命。

因此,正确地选择模具设计的各项参数,正确地选择材质,充分考虑模具的使用工作环境、详细计算模具的机械性能、合理地选择模具的结构形式、避免模具的尖角过度和模具内表面凹凸不平等措施,是提高模具使用寿命的重要途径之一。

另外,采用模具设计的先进性理论‘考虑模具受力均衡性,结合每一种型材及模具的特点进行设计,是提高模具使用寿命的重要措施。

3、挤压工艺条件、操作过程对模具寿命的影响及措施模具是在高温高压环境十分恶劣的条件下使用的。

对模具使用寿命而言,是最重要的影响环节。

在良好的挤压工艺条件、良好的操作过程中,模具的材质、设计、制作、热处理等,都将在此环节中得到检验和验证。

挤压筒温度、模具温度、铸棒温度是挤压生产的关键参数,统称挤压温度,其直接影响到挤压操作过程的顺利与否。

挤压速度是和挤压温度紧密相连的一个参数,挤压速度的选择,是操作人员根据挤压比大小、型材挤压难易程度、铝合金材质、生产环境等因素来确定的。

挤压温度选择不当、挤压速度选择不合适,就会引起闷车、挤出型材划裂、挤“大帽”等问题,既影响了生产效率,又影响了模具的使用寿命。

冲压成形中的模具磨损机理与寿命预测

冲压成形中的模具磨损机理与寿命预测

冲压成形中的模具磨损机理与寿命预测冲压成形作为一种常见的金属加工方法,广泛应用于各种工业领域。

在冲压过程中,模具是必不可少的工具。

然而,长时间的使用和高强度的应力作用下,模具会出现磨损现象,进而影响生产效率和产品质量。

因此,了解模具磨损的机理以及对其寿命进行预测显得十分重要。

一、模具磨损机理模具在冲压过程中主要受到以下几个方面的影响,从而导致磨损:1. 材料的磨损:模具在冲压过程中与金属材料直接接触,因此材料的硬度和润滑性对模具的磨损有着重要影响。

材料硬度高的金属更容易对模具产生磨损,而润滑性差的金属则更容易造成摩擦。

此外,材料的韧性和粘附性也会对模具的磨损产生一定的影响。

2. 表面质量:模具的表面质量不仅仅影响产品的质量,也对模具的寿命产生影响。

表面粗糙度大、表面有裂纹或者氧化的模具更容易产生磨损,而表面光滑的模具则能够减少磨损。

3. 工作温度:冲压过程中,模具受到高温的作用。

温度的升高会导致模具的蠕变和热膨胀,加剧了磨损的程度。

4. 使用频次和应力:频繁的使用和高强度的应力作用是导致模具磨损的主要原因。

这些因素会导致模具表面的疲劳磨损、压碎磨损和切削磨损等问题。

二、模具寿命预测方法为了准确预测模具的寿命,可以采用以下方法:1. 经验预测法:根据历史数据和操作经验,结合对模具使用环境和工作条件的了解,通过统计分析和模型推算来预测模具的寿命。

这种方法简单易行,但准确性有限。

2. 实验法:通过对模具进行一系列试模和磨损测试,观察和记录模具的表面变化和磨损情况。

通过实验数据的分析,可以得出模具的寿命预测结果。

3. 数值模拟法:利用计算机辅助设计软件,通过建立模具使用的有限元模型,对模具在工作条件下的受力和变形进行模拟分析。

通过模拟结果可以预测模具的寿命。

4. 数据挖掘方法:通过对历史模具寿命数据的挖掘和分析,构建寿命预测模型。

这种方法可以充分利用大量的数据信息,提高预测结果的准确性。

三、延长模具寿命的方法为了延长模具的使用寿命,可以采取以下措施:1. 合理选择材料:选用硬度高、耐磨性好的材料制造模具,可以有效减少磨损程度。

模具使用寿命的影响因素及控制

模具使用寿命的影响因素及控制

模具使用寿命的影响因素及控制(一)模具是制造技术中的重要基础工艺装备。

模具的质量不仅关系到生产制品的质量和性能,而且直接影响到制造成本和效率。

我国有模具生产厂家约2万余家。

模具总产值超过450亿人民币。

提高模具质量,延长模具使用寿命无疑有着十分重要的意义。

影响模具使用寿命的基本因素1.结构设计设计人员对由于结构,机械加工旨在的热处理缺陷往往易于忽视,造成扯皮和浪费,不合理的结构设计往往是造成模具早期失败和热处理变形开裂的重要因素。

模具的结构设计应尽量避免尖锐的圆角和过大的截面变化。

尖锐的圆角引起的应力集中可高达平均计算后力的10倍。

尖锐圆角不允许消除时,可将整体结构改成组合式,或通过改变强火介质,如45#钢淬火下水改为40G淬火下油,来改变应力分布状态,减少开裂的发生。

为防止热处理变形与开裂,截面尺寸力求均匀形状力求对称简单,盲孔尽量开成道孔,必要时可开工艺孔。

热处理的目标之一就是“努力达到热处理零件的零变形和最大限度的均匀性”淬火开裂必定存在应力梯度,结构设计上就是一种几何缺口。

包括刀痕、夹角、沟槽、孔穴及截面突变处淬火前消除加工应力。

<550摄氏度加热保温。

250摄氏度以下随炉暖冷。

也可以有效地减少淬火后的变形。

一般情况下,只要冷,热加工相互配合,合理设计,加工得当,必将大幅度减少零件的热处理缺陷。

2.模具材料与热处理模具材料对模具寿命的影响反映在模具材料的选择是否正确,材质是否良好和使用是否合理3个方面,统计资料表明,由于选材和热处理不当,致使模具早期失效的约占70%。

对于模具钢材的选择国家有严格的分类,较多应用的是冷作模具钢,热作模具钢及塑料模具钢。

对于冷冲模应主要考虑钢的强度,韧性和耐磨性。

三者之间的关系往往此消彼长,根据实际情况进行合理选择。

减少冷作模具早期失效的途径:(1)细化冷作模具钢的碳化物晶粒尺寸,可提高材料强度和断裂韧性,提高材料抗脆断能力。

(2)提高模具表面质量。

由于脆性材料对表面缺陷特别敏感,采用抛光,磨光表面强化等途径可提高抗脆断能力。

关于模具使用寿命及失效问题分析

关于模具使用寿命及失效问题分析

关于模具使用寿命及失效问题分析摘要:在现代工业社会中,冷冲压模具生产方式是一种倍受青睐的现代工业品的加工方式,它的使用寿命直接影响着现代工业生产的效能与效率,它已是现代工业生产中的关键一环,因而它的使用寿命的提高也成为众多企业和专家学者研究课题。

关键词:模具使用寿命;失效问题;措施模具被人们称为工业之父,由于现代工业的自动化程度越来越高,模具的使用范围也越广泛,可在我国的较多中小企业中,其寿命还很低,仅相当于国外同行业的1/3到1/5。

模具的寿命低,不但会降低产品质量,更会产生浪费模具材料、增加加工工时等严重的后果,使产品的成本居高不下并严重影响生产效率。

1模具结构丧失功能的原因分析模具制品主要应用于工业生产,但时常会出现各类异常操作,进而导致模具结构定型功能的丧失,由此白白消耗大批的劳动工时,制约了生产效率的提升。

在此重点阐释模具制品失效的常见原因及常见的失效类型。

模具制品有多种失效模式,其中冷热型模具在使用过程造成功能丧失的几种主要表现是:在实际使用过程中模具结构产生塑性形变;模具工件内腔的摩擦损耗;模具材质疲劳;模具结构开裂。

1.1模具结构产生塑性形变模具结构所产生的塑性形变就是指其所承受的负载大小超出了依照其本身结构特点所设定的屈服强度指标并由此引发的模具结构形态改变,比如模具发生胎腔内陷、孔眼增大、棱角边缘坍落以及凸型模转变成镦粗型结构、竖向发生弯曲情况等。

特别是热加工型模具制品,它的有效工作表观层和高温型材料相接触产生摩擦及挤压过程,导致胎腔表观层温度一般都远远超出热加工模具钢材质的回火状态温度,胎腔内表面因为受热变软而被挤陷或挤成堆状。

冷镦型模具主要采用具有弱淬透性能的钢材,模具工件经过淬火预热之后,通过里孔实施喷水降温作业从而形成硬型保护层。

在模具工件使用过程中,倘若其受到的冷镦应力太强,其硬型表层下部的内壁耐压屈服性能不强,此时模具体内腔即被压坍。

模具工质的本身屈服能力通常随着碳元素的组分浓度随着某类合金成分的增大而上升,在硬度性能一样的状态下,不同组分含量的钢材质具备的抗压能力不一样,当钢体硬度指标为64HRC时,下面4类钢质的耐屈服能力从小到大的排列顺序是:5CrNiW<Cr6WV<Cr12<W18Cr4V。

关于提高冲压模具制造精度及寿命的方法探讨

关于提高冲压模具制造精度及寿命的方法探讨

关于提高冲压模具制造精度及寿命的方法探讨随着现代工业技术的不断发展,冲压模具在工业生产中的重要性也越来越突出。

然而,冲压模具制造精度和寿命是影响其质量的关键因素。

因此,探讨提高冲压模具制造精度和寿命的方法,对于提高冲压加工质量和效率具有重要的意义。

一.加强材料与热处理控制冲压模具通常使用高强度、高硬度的材料,如高速钢、工具钢、硬质合金等。

因此,材料的质量和热处理的控制是影响模具制造精度和寿命的重要因素之一。

在材料选择上,应选择优质的材料,避免使用次品或劣质材料。

在热处理过程中,要严格控制加热、保温、冷却等各个环节,确保热处理效果达到最优化。

二.提高加工精度和表面质量模具的加工精度和表面质量是决定其使用性能和寿命的重要因素。

在冲压模具的加工中,高精度和良好的表面质量是必须提高的要求。

同时,应选择合适的加工方法和设备,如数控加工、线切割、电火花加工、超声波加工等,以确保模具的高精度和优良表面质量。

三.应用表面处理技术表面处理对于提高冲压模具的功能性和寿命具有重要作用。

在表面处理方面,可采用化学处理、电化学处理、电镀、喷涂等技术,以提高模具的耐腐蚀性、耐磨性和硬度等性能。

四.加强制造规范和质量管理加强制造规范和质量管理是确保模具制造精度和寿命的关键因素。

应制定科学的模具制造和质量管理标准,加强模具制造过程中的自检、互检和专项检测,确保模具的制造质量符合标准和客户需求。

五.优化设计和改进制造工艺冲压模具的设计和制造工艺对于冲压加工的效率和耐用度具有重要影响。

因此,在设计和制造工艺方面,可采用先进的设计软件和制造技术,优化设计和流程,提高生产效率和生产质量。

总的来说,提高冲压模具制造精度和寿命有关系方面的工作有很多,需要结合具体的生产实践,寻求合理的处理方法,不断优化并更新生产技术,提高整个制造流程的实效性,以达到更高质量和效率的目标。

高速精冲压力机的模具磨损机制分析与预测

高速精冲压力机的模具磨损机制分析与预测

高速精冲压力机的模具磨损机制分析与预测一、引言高速精冲压力机是现代工业生产中常用的机械设备之一,广泛应用于汽车制造、电子设备、家电等行业。

模具作为高速精冲压力机的关键部件,扮演着至关重要的角色。

然而,长时间高速运行下,模具会经受巨大的冲击和摩擦力,导致磨损、疲劳及裂纹等问题。

因此,理解高速精冲压力机的模具磨损机制,进行合理的分析和预测,对于提高模具使用寿命和生产效率具有重要意义。

二、模具磨损机制分析1. 冲击磨损在高速精冲压力机操作过程中,模具会受到来自上下模的冲击力。

由于高速冲击力的作用,模具表面会出现局部磨损现象。

主要原因包括:(1)冲击引起的金属材料局部位移,导致模具表面接触区域产生微小变形,造成细微的磨损。

(2)冲击引起的局部热量集中,导致模具表面产生凹坑、麻点等磨损形态。

(3)冲击力造成模具上的涂层脱落或剥落。

2. 疲劳磨损高速精冲压力机工作过程中,模具将长时间受到高频率的应力循环,这会导致疲劳磨损。

主要原因包括:(1)冲程过程中的应力导致模具内部结构发生塑性变形,使得模具表面出现微裂纹。

(2)应力循环作用下,微裂纹扩展成为裂纹,最终导致模具疲劳断裂。

(3)由于高速冲击力的作用,模具表面局部区域的硬度和强度差异加大,进一步加剧了可能发生的疲劳磨损。

3. 磨粒磨损在高速精冲压力机的使用过程中,金属粉尘、油脂、氧化物等杂质会引入模具接触表面,与模具材料形成磨粒,导致磨粒磨损。

主要原因包括:(1)金属材料的磨损会形成细小的颗粒,这些颗粒会随着模具的运动在接触面上产生摩擦磨损。

(2)模具表面的晶界、微观缺陷等处容易聚集润滑油脂、氧化物等杂质,并形成磨粒磨损。

(3)杂质的磨粒会引发局部的聚焦磨损,使得磨损程度进一步加深。

三、模具磨损预测方法为了预测高速精冲压力机模具的磨损情况,可以采用以下方法:1. 统计学方法通过对大量模具使用寿命数据进行统计分析,建立模具磨损的寿命分布模型,以预测未来模具的磨损情况。

高速精冲压力机的模具磨损分析与预测

高速精冲压力机的模具磨损分析与预测

高速精冲压力机的模具磨损分析与预测随着工业化进程的加速,高速精冲压力机在金属加工领域扮演着重要的角色。

模具作为压力机的核心部件,其磨损情况直接影响到设备的稳定性和生产效率。

因此,对于高速精冲压力机的模具磨损进行分析与预测,对于设备的维护和管理至关重要。

模具磨损是一种常见的问题,并且在高速精冲压力机上尤为突出。

模具磨损会导致产品质量下降、生产效率降低、模具寿命缩短等一系列问题。

因此,准确分析和预测模具磨损的情况,可以提前采取相应措施,减少生产中的不可预知的故障和损失。

首先,对于模具磨损的分析,我们可以通过观察和记录模具的表面状态来评估其磨损程度。

常见的磨损方式包括表面磨损、疲劳磨损、焊接磨损等。

通过实时检测模具表面的磨损情况,可以发现模具的工作寿命和磨损形式,从而采取相应的维护措施。

其次,利用技术手段进行模具磨损的预测也是一种有效的方法。

目前,使用数字化技术对模具的磨损情况进行预测已成为工程师的常见做法。

通过建立数值模型,在实际生产过程中对模具的工作状态进行监测和控制,可以及时发现模具的磨损情况,并根据预测结果进行模具寿命的评估和更换。

在模具磨损分析与预测方面,还可以考虑以下几个因素:第一是材料的选择与制造工艺。

模具的材料不仅要有足够的强度和硬度,还要具备较好的韧性和耐磨性。

此外,制造工艺的优化也能够提高模具的使用寿命,并减少磨损的风险。

第二是模具的使用环境。

模具在不同的工作环境下,其磨损程度和方式都可能不同。

因此,要根据不同的使用环境,采取相应的保护措施,如增加润滑剂的使用等。

第三是模具的维护与保养。

定期对模具进行维护和保养是防止磨损的有效手段。

清洁模具表面的污垢、检查模具的紧固件、补充润滑油等都是维护模具的重要措施。

最后,通过模具磨损的分析与预测,我们可以采取相应的措施来降低模具磨损和提高设备的使用寿命。

例如,可以利用表面处理技术来提高模具的耐磨性,如表面渗碳、氮化等。

此外,合理调整模具的工作参数和排程,也能够减少磨损的风险。

冲压模具的寿命分析和改进措施

冲压模具的寿命分析和改进措施

冲压模具的寿命分析和改进措施-机械制造论文冲压模具的寿命分析和改进措施李海林(贵州省电子信息技师学院,贵州都匀,558000)摘要:概述了影响冲压模具寿命的各种分析,并针对这些因素提出了相应的具体改进措施,从而有效的提高了冲压模具寿命。

关键词:冲压模具、寿命分析、改进措施1.引言模具是制造业中不可或缺的特殊基础工艺装备,主要用于高效大批量生产工业产品的有关零部件和制件。

其生产过程集精密制造、计算机技术、智能控制和绿色制造为一体,既是高新技术载体,又是高新技术产品。

但与国际先进水平相比,其综合水平仍存在较大差距。

其中模具寿命短是其主要表现形式之一,笔者从理论的角度分析了产生的原因,并提出了一些改进措施。

2.影响冲压模具寿命主要的因素分析①制件材料的影响实际生产中,由于冲压用原材料的厚度公差不符合要求、材料性能的波动、表面质量差和不干净等原因造成模具工作零件磨损加剧、崩刃的情况时有发生。

由于这些制件材料因素的影响,直接降低了模具使用寿命,所以冷冲压制件所用的钢板或其他原材料,应在满足使用要求的前提下,尽量采用成形性能好的材料,以减少冲压变形力,改善模具工作条件。

另外,保证材料表面的质量和清洁对任何冲压工序都是必要的。

因此,材料在加工前应擦洗干净,必要时还要清除表面氧化物和其他缺陷。

②模具材料的影响模具材料性能及热处理质量是影响模具寿命的主要因素。

对冲压模具,因工作零件在工作中承受拉伸、压缩、弯曲、冲击摩擦等机械力的作用,因此冲模材料应具备抗变形、抗磨损、抗断裂、耐疲劳、抗软化及抗黏性的能力。

近年来新开发出的新型模具材料,既有优良的强度和耐磨性等,又有良好的加工工艺性,不仅大大提高了制件质量,而且大大提高了模具寿命。

③模具热处理的影响模具的热处理质量对模具的性能与使用寿命影响很大。

因为热处理的效果直接影响着模具用钢的硬度、耐磨性、抗咬合性、回火稳定性、耐冲击以及抗腐蚀性,这些都是与模具寿命直接有关的性质。

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影响精冲模具寿命的因素分析
摘要:精冲技术已广泛的应用于成形更厚、更复杂零件,其模具寿命成为亟待解决的问题。

文章从模具设计、模具制造及模具装配方面,对模具寿命的影响因素加以分析,找出解决问题的方法,从而达到提高模具寿命的目的。

关键词:精冲模具;寿命;影响因素
随着我国汽车工业的发展和轻量化趋势加剧,许多需经拉深、挤压、镦粗的异形复杂件,越来越多采用短流程的高端级进精冲工艺直接成形,由于精冲模具所受的压力大,凸、凹模间隙非常小,以及精冲过程中的热效应、摩擦力等原因,使精冲模具的寿命很难得到保证,导致模具过早的损坏或报废。

精冲机和精冲模具成本较高,频繁装卸或修复模具会严重影响生产效率[1]。

因此,精冲模具的寿命成了制约高端精冲技术应用的瓶颈。

本文对其影响因素进行分析,找出解决问题的方法,从而达到提高模具寿命的目的。

1.模具设计
1.1模具结构设计
合理的结构可以提高模具的寿命。

例如在冲裁模中,导向机构提高了凸、凹模在冲压过程中的相对稳定性,从而保证模具在合理的冲裁间隙范围内进行冲裁。

而冲裁间隙的合理性及稳定性正是提高模具寿命的重要措施。

精确的导向减少了有相对运动关系的零部件的磨损,避免了凸、凹模由于间隙不合理出现“啃伤”等失效形式。

因而为了提高模具的寿命,必须正确选择导向形式和导向精度。

导向精度的选择应高于凸、凹模的配合精度。

准确的工艺计算也可以提高模具的寿命。

如卸料力及行程的计算,若计算不准,容易造成弹簧的疲劳断裂或失效。

对合模高度的计算以及压力机的选择,合理的定位方式及导向机构等,都可以有效地提高模具的使用寿命。

对于连续模排样的设计和搭边尺寸的计算也至关重要。

1.2精冲间隙
精冲间隙是指精冲模具凸模和凹模间的间隙值,是指在直径方向的尺寸差。

合理的间隙值不仅能提高零件质量,而且能提高模具的重磨寿命。

一般精冲凸模和凹模的双面间隙值约为料厚的1%[2]。

1.3模具材料选择
精冲模具的冲裁间隙非常小,在三向压应力下进行塑性剪切成形,冲裁过程中的压力非常大,精度要求高,因此对精冲模具材料的性能要求更高[1]。

在选择模具工件材料时,应综合协调模具材料的耐磨性、强度与韧性间的关系,以确
保模具具有较高的使用寿命。

我国冷作模具材料主要采用传统熔炼方式冶炼而成,不可避免的存在偏析,且内部晶粒粗大,碳化物颗粒较大、分布不均,易导致模具的整体性能下降,影响模具寿命。

进口粉末冶金钢,如S390、S790等具有高抗压强度、高耐磨粒磨损、优异的淬透性、韧性和热处理尺寸稳定性,虽然价格昂贵,但已成为高端复杂精冲模具使用较多的钢种。

2.模具制造
2.1机械粗加工
材料的加工精度对模具的装配精度有很大的影响,将直接影响模具的平行度、垂直度和同轴度。

另外,粗加工留下的刀痕、磨痕,都是容易产生应力集中的部位,也是早期产生裂纹和发生疲劳的地方。

2.2热处理
热处理在冲压模具的制造中起着很重要的作用,尽管不同类型、结构模具,使用不同的钢材或机械加工成形,但都需要用热处理的加工方法,使其获得较高的硬度和耐磨性及其他所要求的力学性能。

比如在冲裁模中,由于凸模楔入材料,是磨损比较严重的工作零件,所以其硬度应大些,一般为HRC60~63,凹模为HRC57~60,这样比两者硬度一样,或凹模硬度高于凸模的模具寿命更长一些。

2.3磨削
磨削具有加工精度高的优势,在精冲模具的加工过程中,一般分为粗磨、精磨、超精磨。

从文献[1]的研究表明,磨削参数中工作台速度和砂轮线速度对表面粗糙度影响较大;砂轮线速度对残余应力影响最大。

磨削白层对模具寿命的影响非常大,在模具受到反复冲击载荷下,白层及周围的微裂纹可能迅速扩张,从而降低模具寿命。

去除磨削白层需要通过研磨等方式进行。

2.4线切割
电火花线切割广泛应用于精冲模具加工领域。

相对于快走丝线切割,慢走丝线切割加工过程中可以通过多次切割,逐渐减小脉冲能量,得到的模具表面质量好,形状尺寸精度高,粗糙度低,因此多道次慢走丝方法适合应用于精冲模具的制造。

而线切割放电加工过程中,放出大量的热量,局部温度可达3000~10000℃,表面出现熔化层,在快速加热和冷却的过程中形成了耐腐蚀脆硬的线切割白层,处于拉应力状态,严重降低了模具的疲劳寿命。

因此,线切割模具表面的后处理显得十分重要,研磨抛光、喷砂等方式可以有效改善模具表面质量,提高模具的使用寿命。

2.5模具表面涂层
在复杂件及厚板精冲过程中,由于剪切区材料的流动,会产生剧烈的摩擦和高温,造成凸凹模的磨损及冷焊现象,使模具寿命降低,所以必须对模具进行适当的表面强化处理。

目前,精冲行业已经越来越多采用PVD涂层技术镀TiN和TiAlN涂层,TiN和TiAlN涂层具有优异的力学性能,以及良好的耐磨性、耐腐蚀、红硬性和热稳定性。

3.模具装配及调试
装配是模具生产中的关键工序。

模具装配质量直接影响产品的质量、模具的技术状态和使用寿命。

模具的装配工作包括下面的内容:
3.1清洗、整理零件,检查数量及零件是否符合配合基准;
3.2按图纸工艺要求装配成组合件及总体装配;
3.3检查间隙,保证冲裁间隙一致性,保证导向机构的导向精度,以及保证各相关运动件能够按照模具设计的技术参数严格进行。

模具装配完后,必须经过试冲,才能进行生产使用。

试冲时要注意产品冲裁面状态,应根据试冲件中出现的缺陷,分析其产生的原因,设法加以解决。

4.结论
影响精冲模具寿命的因素很多,从以上分析可以看出从模具设计到使用的全过程中,均能提高模具寿命。

实践证明,合理设计模具结构及形状,采用恰当的模具制造工艺、热处理工艺,使模具在正常的条件下工作,均能提高模具的寿命。

参考文献:
[1]张祥林等.高端精冲模具的制造探讨[J].塑性工程学报.2013,20(1):68-71.
[2]周开华.简明精冲手册.国防工业出版社,2006.。

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