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冲压模具爆裂的原因分析和解决措施   
来源: | 作者:东启特钢 | 发布时间: 2021-01-13 | 33 次浏览 | 分享到:
冲压模具爆裂的原因分析和解决措施
  
  冲压模具爆裂的原因分析和解决措施
  模具钢
  随着社会经济的发展,人们对模具钢的需求越来越大。随着数控技术、伺服技术、运动部件的发展和市场经济的需要,数控单元冲压模具快速成形技术发展迅速。由于冲压工艺和工作条件不同,导致模具爆裂的原因有很多。接下来,模具钢制造商在模具的设计、制造和使用中全面分析了模具爆裂的原因和解决措施。
  
  模具材质不好,在后续加工中容易断裂
  
  不同材料的模具寿命往往不同。因此,对冲模工作部件的材料提出了两个基本要求:
  
  (1)材料的使用性能应具有高硬度(58-64HRC)和高强度、高耐磨性和足够的韧性,热处理变形小,有一定的热刚度;
  
  (2)工艺性能好。冲模工作部件的加工制造过程一般比较复杂,必须适应各种加工工艺,如可锻性、可加工性、硬化能力、淬透性、淬火裂纹敏感性、磨削加工性等。
  
  热处理:淬火和回火工艺不当造成的变形
  
  实践证明,模具的热加工质量对模具的性能和使用寿命有很大影响。据模具失效原因分析统计,热处理不当导致模具失效的“事故”占40%以上。
  
  (1)锻造工艺:这是模具工作零件制造过程中的重要环节。对于高合金工具钢模具,通常会对碳化物分布等金相组织提出技术要求。
  
  (2)预热处理:根据模具工作部件的不同材质和要求,采用退火、正火或调质等预热处理工艺,以改善结构,消除锻坯的结构缺陷,提高加工工艺性。高碳合金模具钢经适当的预热处理后,可消除网状二次渗碳体或链状碳化物,使碳化物球化细化,促进碳化物分布均匀,有利于保证调质质量,延长模具寿命。
  
  (3)淬火和回火:这些是模具热处理的关键环节。如果在淬火加热过程中过热,不仅会使工件变脆,而且在冷却过程中容易产生变形和开裂,严重影响模具寿命。淬火加热模具时要特别注意防止氧化脱碳,热处理工艺规范要严格控制。如果条件允许,可以采用真空热处理。淬火后应及时回火,根据技术要求采用不同的回火工艺。
  
  (4)消除应力退火:粗加工后,模具工作部件应进行消除应力退火处理,目的是消除粗加工产生的内应力,避免淬火时过度变形和开裂。对于精度要求高的模具,磨削或电加工后需要进行应力消除和回火处理,有利于稳定模具精度,延长使用寿命。
  
  模具打磨平整度不够,导致弯曲变形
  
  模具工作零件的表面质量与模具的耐磨性、抗断裂能力和抗粘附能力密切相关,直接影响模具的使用寿命,尤其是表面粗糙度值对模具的使用寿命影响很大。如果表面粗糙度值过大,工作时会产生应力集中,峰谷之间容易产生裂纹,影响模具的耐久性,工件表面的耐腐蚀性,直接影响模具的使用寿命和精度。因此,应注意以下事项:
  
  (1)在加工模具工作零件的过程中,要防止磨削烧伤零件表面,严格控制磨削工艺条件和方法(如砂轮硬度、粒度、冷却液、进给速度等参数);
  
  (2)加工过程中出现刀痕、夹层、裂纹、冲击疤痕等宏观缺陷。应防止在模具的工作部件表面,这将造成应力集中,成为断裂的根源,导致模具早期失效;
  
  (3)采用磨削、磨削、抛光等精加工,获得较小的表面粗糙度值,延长模具使用寿命。
  
  设计工艺
  
  模具强度不够,刀片间距太近,模具结构不合理,模板块数量不够,没有垫脚,模具导向不准确,间隙不合理。
  
  (1)排样和研磨:不合理的往复送料排样方式和过小的研磨值往往会造成模具的剧烈磨损或凸凹模的啃咬。合理选择排样方式和搭接值可以提高模具寿命。
  
  (2)模具导向机构的精度:准确可靠的导向对减少模具工作部件的磨损,避免阴阳模的啃咬有很大的影响,尤其是无间隙和间隙小的冲裁模,复合模和多工位级进模更为有效。为了延长模具的使用寿命,需要根据工艺性能和零件精度的要求,正确选择导向形式,确定导向机构的精度。
  
  (3)模具(冲头和冲模)刃口的几何参数。
  
  线切割工艺
  
  人为线切割,线切割间隙加工不对,无边角清理和线切割变质层影响。
  
  冲压模具的刃口大多采用线切割加工。由于热效应和WEDM的电解作用,模具加工表面产生一定厚度的变质层,导致表面硬度下降、微裂纹等。因此,WEDM模具容易早期磨损,直接影响模具冲裁间隙的维护,刃口容易崩刃,缩短模具使用寿命。因此,在在线切割过程中,应选择合理的电规,以最小化变质层的深度。
  
  冲压设备的选择
  
  冲头吨位,冲裁力不足,模具调整过深。冲压设备(如压力机)的精度和刚度对冲压模具的寿命有很大影响。该冲压设备精度高,刚性好,大大提高了冲压模具的使用寿命。比如复杂硅钢片的模具材料为Crl2MoV,用于普通的开式压力机,平均再磨寿命为10000-30000次;在新型精密压力机上使用,模具的再研磨寿命可达6-12万次。
  
  冲压/冲孔工艺
  
  原材料厚度超差、材料性能波动、冲压件表面质量差(如生锈)或不干净(如油污)都会导致模具工作部件磨损增加、易崩边等不良后果。为此,应当指出:
  
  (1)尽可能使用冲压工艺性好的原材料,减少冲压变形力;
  
  (2)冲压前,应严格检查原材料的品牌、厚度和表面质量,并将原材料擦拭干净。如有必要,应清除表面氧化物和铁锈;
  
  (3)根据冲压工艺和原材料种类,必要时可安排软化处理和表面处理,选择合适的润滑剂和润滑工艺。
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