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        淺談影響冷沖壓凸模損壞的原因及消除措施

        2018-10-19 09:11:24趙憲波
        西部論叢 2018年11期
        關(guān)鍵詞:凸模

        摘 要:本文簡要論述了在冷沖壓過程中凸模的損壞形式及原因,并提出相應(yīng)消除措施。在冷沖壓筒型制品過程中,由于冷沖壓凸模在多種原因下產(chǎn)生的損壞,如承受軸向沖擊力的作用,同時又不可避免地承受著徑向力的作用,如毛坯料兩端面的平行度超差嚴重、毛坯料在凹模中定位不準產(chǎn)生位置偏移等等都是使凸模產(chǎn)生損壞的因素,因此應(yīng)經(jīng)過準確分析后,查找凸模損壞的正確原因,從而采取相應(yīng)措施用以消除由于這些原因引起的凸模損壞,延長凸模使用時間,降低消耗,減少成本。

        關(guān)鍵詞:凸模 損壞形式 損壞原因 消除措施

        在冷沖壓筒型制品過程中,由于冷沖壓凸模不僅承受軸向沖擊力的作用,同時又不可避免地承受著徑向力的作用,由于各種原因引起,如毛坯料兩端面的平行度超差嚴重、毛坯料在凹模中定位不準產(chǎn)生位置偏移等等都是使凸模產(chǎn)生損壞的因素。下面我將冷沖壓凸模的損壞原因及消除措施簡單介紹如下:

        一、凸模損壞的形式

        冷沖壓凸模的破壞主要是由于工作應(yīng)力過大,偏心載荷和應(yīng)力集中,加熱溫度過高而引起短期疲勞或損壞。目前凸模最主要的損壞形式是:不可恢復(fù)的變形、折斷、斷裂、裂紋和磨損粘鐵。

        二、凸模的各種損壞形式及消除措施

        1、凸模不可恢復(fù)的變形損壞原因

        (1)加工力超過材料本身屈服極限。材料選擇不當。

        (2)熱處理后的強度和硬度偏低。

        (3)所加工制品的硬度過高或制品端面平行度誤差較大。

        (4)所加工制品體積、重量、變形量過大,超過設(shè)備加工能力范圍。

        (5)加工間隙過小,多余金屬無處可流。

        2、凸模折斷、斷裂、裂紋損壞的原因

        1)折斷、斷裂:主要原因是由于反復(fù)交變應(yīng)力作用和周期性溫度變化的結(jié)果。凸模的折斷、斷裂,按其破壞性質(zhì)和斷裂部位的形態(tài),分為橫向、縱向和徑向裂三種類型。

        概括的說折斷、斷裂:

        (1)斷口傾斜。

        (2)斷口處有明顯撕裂條紋。

        (3)斷裂發(fā)生于過渡部位。

        (4)突然產(chǎn)生。

        折斷、斷裂形成原因:

        (1)坯料端面不平,擠壓時產(chǎn)生的側(cè)向力,使凸模彎曲而折斷。

        (2)凸模承受不均衡的偏心載荷而折斷。

        (3)凸模安裝偏心、傾斜,與凹模不同軸。

        (4)由于應(yīng)力集中,使凸模折斷。

        (5)凸模過渡處存在刀痕磨痕、劃傷和淬火裂紋。

        (6)凸模細長,工作部分的長徑比過大。

        (7)模具材料選擇不當,熱處理硬度偏高,回火不足。

        (8)設(shè)備精度差,剛性低。

        另一種拉斷。

        (1)斷口平坦。

        (2)斷口似灰鐵狀且具有光澤。

        (3)斷口位于截面過渡部位。

        形成原因:

        (1)在圓角和直線的相接部位,存在粗糙的刀痕,尖銳的線狀劃傷,由于反復(fù)作用產(chǎn)生疲勞裂紋,并擴展成環(huán)狀裂紋,最后拉斷。

        (2)凸模承受的壓力過大。

        (3)凸模材料的抗壓強度不足。

        (4)潤滑不良,摩擦力過大,卸料時將凸模拉斷。

        2)裂紋:分為橫向裂紋、縱向裂紋和徑向裂、網(wǎng)狀裂紋四種類型

        橫向裂紋:又分為平面型和S型斷面兩種情況。

        縱向裂紋、徑向裂紋:多數(shù)是由于材料缺陷引起的,如碳化物分布不均勻,材料偏析過大等。

        網(wǎng)狀裂紋:當磨削加工由于表面過熱所引起的龜裂。

        3、凸模磨損損壞原因

        在冷沖壓成形過程中金屬既有滑動又有流動從而產(chǎn)生磨損。

        三、凸模的各種損壞形式的消除措施

        1、應(yīng)采用熱硬性較好、抗壓強度較高工具鋼等材料,合理的淬火、回火后硬度應(yīng)在合理范圍內(nèi)。另外,設(shè)計凸、凹時避免封閉加工。

        2、消除產(chǎn)生凸模折斷、斷裂、裂紋損壞的措施

        1)折斷、斷裂的消除措施

        (1)采取校形工序,提高坯料精度。

        (2)將坯料與模腔間隙控制在0.1mm以內(nèi)。

        (3)提高安裝精度,采取有效的導(dǎo)向方法。

        (4)加大圓角半徑,仔細加工并拋光至Ra0.4以下。

        (5)精加工并拋光,去除加工痕跡和劃痕。

        (6)盡量縮短凸模長度,尤其是工作部分有效長度與其直徑之比,應(yīng)控制在4以下。

        (7)選擇強韌性極好的高速鋼制作凸模,采取低溫淬火充分回火,增加凸模的韌性。

        (8)采用精度高、剛性好、大噸位的專用擠壓機。

        對于拉斷損壞的消除措施:

        (1)仔細加工,去除刀痕、切痕和劃傷。

        (2)選擇優(yōu)質(zhì)材料,提高凸模的抗壓強度和承載能力。

        (3)選用優(yōu)良潤滑劑,以降低摩擦。

        2)對于裂紋損壞的消除措施

        將這部分設(shè)計成帶有適當?shù)膱A角,精細加工并進行拋光處理,使其圓滑相接,避免應(yīng)力集中,是防止裂紋的有效辦法。

        3、對于凸模磨損損壞的消除措施

        應(yīng)根據(jù)其破壞的原因,采用相應(yīng)的方法,如碳化物偏析小、組織均勻的優(yōu)質(zhì)材料、高強度、高硬度鋼種或硬質(zhì)合金,多次回火熱處理工藝、優(yōu)良潤滑劑,采取表面滲氮、滲碳、鍍鉻、鍍鈦等措施,增加凸模表面強度及光潔度等措施從而減小凸模的磨損損壞。

        四、結(jié)論

        通過簡單研究凸模損壞的這些原因和消除措施,可以達到一點簡單的結(jié)論,那就是設(shè)計凸模時,首先應(yīng)充分計算加工強度機加工力的大小,再從材料選擇上、熱處理工藝上、機械加工上、表面處理上、研磨拋光上、潤滑冷卻上、設(shè)備精度上等這些方面上多加注意,還是可以減少凸模不必要的損壞。

        參考文獻:

        [1] 王德文主編,提高模具壽命應(yīng)用技術(shù)實例。北京:機械工業(yè)出版社,2004.7

        [2] 趙震等編著,冷溫熱擠壓技術(shù)。北京:電子工業(yè)出版社,2008.6

        [3] 張水忠編著,擠壓工藝及模具設(shè)計。北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.1

        作者簡介:趙憲波,男,漢族,黑龍江省牡丹江市,1980.05.07,工程技術(shù),黑龍江北方工具有限公司157013

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