浅谈冷冲压模具寿命的影响因素及维护措施论文_沙海波

浅谈冷冲压模具寿命的影响因素及维护措施论文_沙海波

沙海波

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摘要:由于模具生产要采用一系列高新技术,如CAD/CAE/CAM/CAPP技术、计算机网络技术、激光技术、逆向工程和并行工程技术、快速成型技术及敏捷制造技术、高速加工及超精加工技术等等。因此,模具技术水平的高低,在很大程度上决定着产品的质量,效益和新产品的开发能力。可以说,模具技术已成为衡量一个国家制造水平高低的重要标志。

引言

从本质上说,模具属于工具,它并不是我们生产的最终目的,用它生产出合格产品才是最终目的。因此,模具的质量,性能,寿命对能否最终生产出合格制品至关重要,要让模具达到最大的效益,就必须使模具在尽可能长的时间内保持其刚制造出来时的状态,这就是模具的维护。从某种程度上讲,我们要了解一家冲压工厂的管理水平,只要观赛模具维护的情形就能做出判断:若有许多待修的模具,一般来说,这家企业生产效率低且加工不良品较多!

一、影响冲模寿命的因素

冲模是模具中的一大类,其使用寿命结束的方式是失效。失效形式主要有磨损失效、变形失效、断裂失效以及啃伤失效等。由于冲压工序及工作条件不同,导致冲模失效的因素是多方面的。下面我们从冲模的设计、制造及使用方面来综合分析冲模寿命的影响因素以及相应的改善措施。

1.1模具设计角度

模具设计对冲模寿命的影响也很大,尤其模具的导向机构精度和模具刃口几何参数更是如此,下面我们分别进行介绍。

1.1.1 模具的导向机构精度

准确可靠的导向,对于减少模具零件的磨损,避免凸、凹模啃伤作用极大,尤其是无间隙和小间隙冲裁模、复合模和多任务工位模。为提高模具寿命,我们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。一般来说,导向机构的精度应高于凸,凹模的配合精度。

1.1.2模具(凸、凹模)刃口几何参数

凸,凹模的形状、配合间隙和圆角半径不仅对冲压成件型有较大的影响,而且对于模具的磨损及寿命也影响很大。对于精度要求较高的模具,我们宜选较小的间隙值;反之则可适当加大间隙以提高模具寿命。

1.2模具加工工艺角度

实践证明,模具的热加工质量对模具的性能与使用寿命同样影响很大。从模具失效原因的分析统计可知,因热处理不当所引发模具失效“事故”约占所有模具失效事故的40%以上,而模具工作零件的淬火变形与开裂,其在使用过程中的早期断裂,均与模具的热加工工艺使用不当有关。下面我们分别加以介绍。

1.2.1锻造工艺

这是模具制造的重要工艺,对于高碳合金工具钢模具,通常要对材料碳化物分布等金相组织提出技术要求。此外,还应严格控制锻造温度范围,制定正确的加热规范,采用正确的锻造力法,以及锻后采取缓冷或及时退火等措施。

1.2.2预备热处理

在模具制造过程中,应视模具的材料和使用者要求的不同而分别采用退火、正火或调质等预备热处理工艺以改善金相组织,消除锻造毛坯的组织缺陷,改善加工工艺。高碳合金模具钢经过适当的预备热处理可消除网状二次渗碳体或链状碳化物,使碳化物球化、细化,使碳化物分布更均匀,以保证淬火、回火质量,提高模具寿命。

1.3.模具材料与表面处理角度

1.3.1.模具材料

模具材料对模具寿命的影响是材料种类、化学成分、组织结构、硬质和冶金质量等诸因素的综合反映,不同材质的模具寿命往往不同。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为此,我们应当注意:a.材料应具有高硬度和高强度,并具有相当高的耐磨性和足够的韧性,热处理时变形要小并有一定的热硬性;b.工艺性能良好,冲模工作零件加工制造过程一般较为复杂,因而要求所用材料必须具有对各种加工工艺的适应性,如可锻性、可切削加工性、淬硬性、淬透性、淬火裂纹敏感性和磨削加工性等。选择材料时要兼顾其工艺性和经济性,通常可根据冲压件的材料特性、生产批量、精度要求等选择性能优良的模具材料。

1.3.2表面质量与表面强化处理

模具零件的表面质量的优劣对于模具的耐磨性、抗断裂能力及抗粘着能力等均有很大的影响,因此它直接影响模具的使用寿命。尤其零件表面粗糙度值对模具寿命影响更是明显,若表面粗糙度值过大,则模具在工作中时会产生应力集中现象,并容易在其峰、谷间产生裂纹,影响冲模的耐用度和工作表面的耐蚀性,直接影响冲模的使用寿命和精度。为此,我们应注意:A、在模具零件加工时必须防止磨削烧伤零件表面,应严格控制磨削工艺条件和工艺方法(如砂轮硬度、粒度、冷却液、进给量等 参数);B、在加工过程中要防止零件表面留刀痕、夹层、裂纹、撞击伤痕等宏观缺陷(这些缺陷的存在会导致应力集中,造成模具早期失效);C、应采用磨削、研磨和抛光等精加工和精细加工技术来处理零件表面,以获得较小的表面粗糙值,提高模具使用寿命;还可以进行表面强化处理;比如:液体碳氮共渗、离子渗氮、渗硼、渗钒和电火花强化以及化学气相沉积法(CVD)、物理气相沉积法(PCD)和在盐浴中向工件表面浸镀碳化物(TD)等;提高其耐疲劳强度。

二、模具维护的种类及规则

2.1模具维护的种类

模具维护可以分为许多种,下面我们分别进行介绍。

2.1.1日常维护与定期维护

日常维护是指正常之模具清理、点检及对可动部的给油等作业,日常维护可确认模具是否处于正常状态,也能早期发现异常。当然每一个模具都有自己的磨耗曲线,所谓定期维护就是在此模具使用到其磨耗曲线中导常磨耗较高的区域附近时实施的维护。由于每一类模具的磨耗曲线是大致相同的,因此这个区域是很容易掌握的,偿但容易控制维护时间,也容易掌握维护项目。

2.1.2事故维护与改良维护

在模具进行加工时,会因为出现某些事故(例如毛边变大、尺寸不对、发生伤痕、模具零件烧附等)而无法继续使用,这时便需要对其进行维护,这种因为发生异常而进行的模具维护即称之为“事故维护”,是模具维护中内容最多的一项。此维护通常是将模具到瘵极限进行,若模具维护的时间花费较多,则模具的寿命也就较短。因为是突发性的维护,所以一定会有预定外的设备停止及紧急维护作业。同时也可以进行改良性维护,它是一种为了达到延长模具寿命(延长维护周期)、稳定品质或模具更容易维护等目的,而对模具的某一部分进行改良的特别维护。

2.2模具维护的规则

我们在进行模具维护时必须考虑用前面提到的事故、定期以及改良维护的组合来维持模具状态,因此有必要制作模具维护的规则,尽可能以定期维护来进行模具的维护管理。维护规则的确立步骤为:调查每个模具的维护寿命→决定定期维护加工数及维护重点→实施定期维护→调查一定期间内的事故维护件数(事故维护较多往往是因为定期维护的加工数设定不合适或是模具依赖上有误差所致)→调查事故维护的内容(若发现模具在设定的加工数以内经常发生维护时,要降低进行定期维护的加工数。另外,要确认事故维护的处置内容为临时处置还是永久处置)→检讨事故维护内容(包括临时处置内容和永久对策)。

在前述的几项维护中,事故维护值得关注,因为事故维护的内容不但是目前使用中之模具的维修方法,也可用来指导今后的模具制作(主要是防止今后的模具出现相同之问题),减少日后制作的模具事故维护的次数,使维护部门有较充裕的时间进行日常维护、定期维护和改良维护,让模具的使用寿命延得更长,生产的高质量产品更多。

结语

综上所述,冷冲压模具在制作和使用过程中除上述方式和方法外还有模具零件的维护,因此模具寿命和提高使用效率,就必须要有科学的方法,希望本文给各位带来一些启发

参考文献:

[1]、翁其金,徐新成等.冲压工艺及冲模设计.机械工业出版社,2006

[2]、陈锡栋,靖颖怡,冲模设计应用实例 机械工业出版社 1999

[3]、王铎,马兴瑞,刘殿魁等 弹性动力学最新进展科学出版社 1995

[4]、罗益旋 最新冲压新工艺新技术及冲模设计手册 银声音像出版社 2006

论文作者:沙海波

论文发表刊物:《建筑细部》2018年第28期

论文发表时间:2019/8/23

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