提高模具使用率

提高模具使用率（精选10篇）

提高模具使用率 第1篇

近几年随着全世界模具技术的发展, 中国的模具技术也有了很大的提高, 在装备制造业中的地位也逐渐提升, 模具技术水平的高低直接影响企业的效率、成本。但是, 目前很多模具质量比较差、寿命比较低, 直接导致企业成本增加, 竞争力减弱, 所以很多企业都将发展模具技术, 提高模具寿命放在第一位。当然, 模具的寿命由企业的使用情况有很大关系, 因此, 如何正确使用也是维持模具寿命的一个最关键因素。下面做简要分析。

1 影响模具寿命的因素

1.1 模具材料的影响

目前, 模具材料的选用不一, 导致使用寿命不同。一般模具材质采用模具钢, 而模具钢的冶炼水平在国内也是参次不齐, 特别是在材料杂质元素的去除技术方面水平相差较大。比如, 模具钢的硫和磷的含量不能超过0.035%, 超出这个范围就会产生脆硬现象。有些模具在使用初期就很快失效, 导致企业资源浪费, 成本上升。

1.2 模具结构设计合理性

模具在设计时, 没有考虑到所要生产零件的数量、零件复杂程度、形位公差、零件尺寸等方面。在制作过程中, 也没有考虑设计使用场所, 这些缺陷的存在, 会直接导致模具在使用中迅速失效。

1.3 热处理不当导致失效

通过对企业大量失效模具的形式分析可以得出, 大部分模具失效都是从表面开始的, 表面热处理的好坏直接决定模具质量好坏, 因此这个环节重要且不可少, 比如淬火的时间, 回火的温度以及氮化的方式等有很大的关系。

1.4 操作环境和操作人员素质的影响

模具在工作时基本处于恶劣的环境下, 环境温度、湿度等会使模具在不同的条件下发生不同的变化。另外, 操作人员的熟练程度和责任心也决定了模具的寿命。根据调查, 操作人员业务越熟练, 模具使用效率越高, 模具的损坏程度越低。另外, 操作人员如果违规操作, 也可能使模具过快的遭受破坏。

2 提升模具使用寿命的措施

除了一些常见的影响模具寿命的因素, 还有其他深层的因素有待去发现。作为模具设计者、使用者, 我们如何避免以上问题的出现, 提高模具的使用寿命呢?从以下几个方面介绍:

2.1 合理的模具材质

目前, 我国企业中模具寿命都不是很高, 导致企业成本上升, 竞争力差。这和模具材质的选择有很大的关系, 因此选用合理的材料能延长模具寿命。目前主要是根据产品的批量、工艺来决定。如果批量较大, 可以选择高耐磨性的模具钢、硬质合金;如果批量较小, 可以选择合金材料的模具材料, 目前常用的是锌合金;在工作时, 容易变形和断裂的模具, 可以选择强度和韧性较高的材料;对于塑料模具可以采用性能较好的容易切削材料;热锻和压铸模具采用抗疲劳强度较高的、抗温度变化较大的合金钢。这些常用的模具材料目前使用比较广泛, 同时也基本满足模具加工的工艺要求, 但是随着技术的不断进步, 研究新材料的任务也迫在眉睫, 比如可以在合金钢中加入稀土元素制成新的合金钢, 也可以改进钢的冶炼技术, 提高钢材的综合性能得到优质的模具材料, 模具企业在采购钢材时要选择大型钢材企业, 选择专用型号, 对于不合格的钢材, 坚决不用, 必要时可以选择进口钢材, 如此因素都考虑到了, 可以最大程度延长模具寿命。

2.2 合理的模具设计和结构

模具在设计时要考虑零件的形位公差, 比如同心度、刚度、强度、冲裁间隙等, 同时要考虑应力集中, 保证模具设计出来符合要求。在模具设计时要考虑以下几点:

1) 模具孔布置及最小间距, 模具的形体、拐角、厚度的过渡等比较容易出现应力集中的地方要合理设计。对于有角度或者槽比较窄, 且应力比较集中的地方, 设计时采用圆弧过渡, 对于复杂结构的模具也可以通过拼接技术来减少应力集中[1]。2) 在模具设计时, 要考虑数据的取值标准, 必须要在专业、标准的基础上, 采用创新的设计理念和方法, 也可以采用目前比较先进的制造技术和绘图技术, 比如数控技术和CAE软件在线加工技术等[3]。3) 模具设计时, 间隙的大小决定模具凸模的受力大小, 设计时要使冲裁力和推件力降低, 必须要合理增加间隙大小, 这样模具刃口磨损会变小。

2.3 选用合理的热处理技术

根据目前失效模具的原因分析, 有一半以上的模具失效是因为选取了不合理的热处理方式, 大部分的磨损和断裂都是从表面开始, 因此, 模具表面性能比基体要差。模具热处理的好坏是模具质量好坏的重要标志, 热处理包含基体热处理和表面热处理, 基体热处理目的是防止断裂, 变形, 强韧基体;表面热处理是提高表面的耐磨、耐热、耐冲击、耐腐蚀, 减小应力的作用。

1) 基体热处理工艺:优良的模具不仅要有良好的强韧性能, 而且要有优良的表面性能。冷作模具钢基体热处理主要采用低温淬火和回火处理;热作模具钢主要采用高温淬火和回火处理, 如此对模具基体的强韧性和稳定性将起到很好的效果。另外还可以采用形变热处理工艺, 其本质是获得小的马氏体结构, 增加其密度形成胞状结构, 同时也有利于碳的渗入, 使基体硬化[2]。2) 表面热处理工艺:表面强化热处理主要是使表面性能更加稳定, 主要有几种处理方式, 氮化法、激光强化、注入法、喷涂法等。这些工艺方法能得到较好的表面。比如, 离子氮化法, 通过将模具放入真空容器中, 在里面充入氮气, 在模具和容器壁之间施加500 v左右的电压, 电离其中的氮气, 电子高速运动加热模具, 在模具表面形成氮化层。这层氮化层可提高模具的耐磨性。

2.4 改善操作环境, 提高操作人员的素质

模具零件的形状比较多, 且精度高, 这就要求环境温度和湿度要能减少对模具零件的影响, 所以必须改善工作环境, 控制温度和湿度。另外, 操作人员在上岗前一定要经过严格的培训, 要对模具设备非常熟悉, 操作精通, 避免出现误操作, 影响模具寿命, 同时, 操作人员除了会使用模具设备外, 最好能学习车床、磨床、电火花技术等知识, 便于他们在工作时能对复杂的工艺进行简化分析。

3 结语

全文分析了现阶段影响模具寿命及提高其寿命的一些措施, 模具使用日益广泛, 提高寿命就是提升竞争力, 在这个竞争激烈的时代, 一个模具企业的产品决定了这个企业的生存。作为从事模具职业的工作者, 我们必须掌握一些提高模具寿命的专业知识和基本技能, 这样才能成为一个合格的模具人才。

摘要：模具已经成为现代工业生产的重要装备, 它的发展水平和技术直接关系到企业的生产效率、成本、质量。文章主要从几个方面阐述了影响模具寿命的原因, 并详细介绍了如何提高模具使用寿命的方法。

关键词：模具,寿命,提高,措施

参考文献

[1]盛光东.冲压模具设计与制造[M].北京:机械工业出版社, 2005.

[2]黄琦.热处理技术[M].北京:机械工业出版社, 2007.

模具使用协议 第2篇

出借方：

使用方：

出借方与使用方之间为模具的使用和保管及日常保养，双方本着友好合作的原则，达成以下协议：

一．使用条款

1、使用条件：

出借方委托使用方从事出借方的注塑业务。

2、模具的所有权出借方所有，在使用方从事出借方的注塑模具业务的前提下，出借方将模具免费借给使用方使用。

3、使用期内，若双方中任何一方提出停借请求，都必须以书面形式提前一

个月通知对方，经双方协商一致，经使用方归还模具后双方解除本协议。

二、双方责任

1、出借方在使用方使用期间内，由于出借方产品改动需要修改模具，其相应的一切费用都由出借方自己承担。等模具修改完毕并确认模具合格后继续由使用方从事出借方的注塑模具业务。

2、使用期内若使用方暂停从事出借方的注塑模具业务，应将模具归还出用方，本协议同时自动终止。使用方恢复业务后如需要再使用模具，必须重新签订使用协议。

3、使用方在使用期内，必须妥善保管模具。所有模具须造册登记，单独设有货架摆放,模具及零配件不得有遗失，如有毁损使用方应照价赔偿给出借方。

4、模具的日常保养由使用方负责，保养不当造成模具型腔生锈和运动部件运动不灵活，使用方将负有赔偿责任。如果使用方无法修理需出借方协助的话，需填写《模具维修单》，由采购部门签字交由出借方模具部修理，修理完毕后模具部将《模具维修单》交由采购部妥善管理并通知使用方将其模具运回。

5、新模具在使用期一年内（从模具合格后交给使用方开始日期为准），如果模具上的一些易损部件损坏，由出借方维修并承担相应的费用。一年之后，模具上任何部件损坏由使用方承担一切责任和费用。如果使用方无法修理，相应的填写《模具维修单》交由采购部处理。

6、使用期内，如果因人为损坏发生故障（包括因于在注塑和搬运过程中操作

不当造成模具损坏的），经模具制造商确认可以维修，使用方需承担维修费用；如果制造商确认设备无法维修，使用方需承担设备赔偿责任。如需出借方协助修理与其程序4和5中所提相同。

三、保证

1、对出借方的模具，使用方不直接、间接地复制、仿制、交付他人使用、为他人制造产品。

2、未经出借方书面同意，使用方不将模具移往他处。

3、使用方不得将模具转租，设定担保，出售或转让。

4、使用方无权对模具主张留置权，否则应承担由此而产生的出借方的一切

直接和间接的经济损失。

四、协议终止

如出现以下情况之一，本协议将自动终止：

使用方暂停从事出借方的注塑模具业务；

使用方将出借方的模具用作他用；

双方协商一致同意终止本协议。

协议终止前使用方应将模具（包括外包装、说明书、连线、包装盒内附属配件等）及其它连同模具一同使用的附属设备等一并完好归还。若归还时发生附件和配件不全、模具缺损等情况，使用方应负责补全，或照价赔偿。

五、保密义务

各方承诺将对方模具及模具使用的相关信息、技术数据等技术秘密严加保守，使之用于合同所需的目的。具体为：

1]

严守机密，并采取所有保密措施和制度保护该秘密；

2]

不泄露任何技术秘密给任何第三方；

3]

除用于履行与出借方的合同之外，任何时候均不得利用该秘密；

4]

不复制或通过反向工程使用该秘密。

对本协议没有规定或者规定不明确之处，各方亦应本着谨慎、诚实的态度，采取任何必要、合理的措施，维护其于履行本协议期间知悉或者持有的任何属于对方技术秘密或其他商业秘密信息，以保持其机密性。

六、争议解决

所有与本协议执行有关的争议将通过双方友好协商解决，如果双方不能在30日内通过友好协商解决争议，则任何一方均有权向出借方所在地的人民法院起诉。

出借方：

使用方：

签章：

签章：

日期：

冲压模具三维图库使用详解 第3篇

在使用三维软件进行模具设计时，冲压模具三维模型的缺失一直是设计人员挥之不去的隐痛，很多网站或平台为此也做出了很多努力，提供了诸如导柱、导套和模座等零件的模型，并提供了目前所有主流CAD系统的数据格式，基本满足了各种不同用户的需求。但遗憾的是，这些网站或平台提供的冲压模具三维模型还存在以下不足。

（1）提供的模型多为零件模型，缺乏用户急需的部件（如模架、典型组合等）模型。

（2）提供的模型多为GB或JB标准，一些著名的国外模具企业的模型比较少，如日本Fubata公司、法国Rabourdin公司、奥地利Meusburger公司、德国FIBRO公司和Strack公司的模具模型。

（3）普通冲压模型较多，而级进模、精冲模、汽车模和组合模的模型比较少。

鉴于此，笔者开发了冲压模具三维图库，并于2013年4月发布了R1.0版，引起了业界的关注和好评。

冲压模具三维图库是一个集模型下载、三维浏览、资料查询、视频动画、信息反馈和自动更新于一体的模具信息发布平台，适合模具设计、制造的工程技术人员和研究人员参考使用，也可供模具专业的师生进行课程设计和毕业设计时参考使用。

二、系统需求

应用笔者开发的冲压模具三维图库对软件环境和硬件设备有一定的要求，具体为：推荐使用Microsoft Windows 7（32位或64位），也支持使用Microsoft Windows XP Professional 、Microsoft Vista（32位或64位）和Microsoft Windows 8（32位或64位）。使用本三维图库的计算机设备CPU应为英特尔奔腾4（2GHz或更高主频处理器）、英特尔至强、英特尔酷睿、AMD速龙 64或AMD皓龙或更高性能处理器，同时具备至少1GB内存，显示器为1280×786或更高分辨率。同时，需要具备一定的网络环境，以便用于网络下载和访问。设备还需兼容微软鼠标的定点设备，软件环境需要Adobe Reader 9.0以上版本，Adobe Flash Player for IE最新版。

三、安装与卸载

安装过程比较简单，用户可以根据提示一直点击“下一步”，就可完成安装。整个软件安装时间大概需要2～4分钟，安装的最后，系统会出现“完成”界面。需要注意的是，如果用户的电脑中没有安装Adobe reader软件，应用程序会在用户点击“完成”按钮后自动安装Adobe reader插件。

安装完毕后，在桌面的“开始→程序”菜单中将出现图1所示的“模具三维图库”程序组，选择“冲压模具三维图库”或“卸载冲压模具三维图库”就可以启动或卸载应用程序了，用户也可以双击桌面上的冲压模具三维图库图标直接启动此程序。

四、应用入门

如果是初次启动，系统首先会打开一个说明文件，里面会有程序的相关应用说明。如果用户首次安装Adobe reader插件，需要接受安装协议，否则无法进行三维预览。接着，系统会弹出登录界面，用户直接点击“登录”即可进入工作界面。

冲压模具三维图库是一个标准的Windows应用程序，因此它遵循Windows应用程序的一些标准设定，它的命令绝大多数依靠图标命令完成，键盘命令很少使用。

冲压模具三维图库的工作界面非常简洁，主要由下拉菜单、选择菜单、工具栏、展示区、展示选项和操作提示等组成（图2）。

下拉菜由有文件、信息发布和帮助三部分组成，主要提供软件更新、版权信息、官方博客、官方网站和行业信息等内容。

工具栏分布在软件名称的左右两侧，有“资料查询”、“动画视频”、“三维样本”、“在线留言”、“如何使用”、“背景设置”、“屏幕设置”和“联系我们”8个快捷工具。“背景设置”允许用户根据自己的喜好设置不同的背景、字体和颜色；软件对屏幕分辨率的要求是不小于1280×768，用户可以在“屏幕设置”中进行设置；“三维样本”提供了冲压模具三维图库的pdf 3D的特点、形式和使用方法（图3）。

展示区位于屏幕的中间位置，根据选择菜单和展示选项的不同选择，显示的内容有很大差别。

五、高级应用

1.冲压模具三维模型的下载与使用方法

冲压模具三维图库提供有GB和JB标准的冲模零件、铸铁与钢制模架，以及冲压模具典型组合，还有SJT标准（电子工业部标准）的精冲模零件、模架与典型组合等。比如，用户要下载GB冲压钢板模架中的滚动导向四导柱钢板模架，可以先在“展示选项”中点击“3D预览”，对模型进行三维预览、缩放、平移和隐藏等操作（图4），然后在“展示选项”中点击“参数”选项，就会出现滚动导向四导柱钢板模架所有型号的参数（图5）。以下载500×125×200型号为例，用户直接点击“点击下载”，就可将模型文件下载到本地磁盘了。

下载的文件是step格式，目前流行的众多三维软件Pro/ENGINEER、NX、CATIA、中望3D、SolidWorks和Inventor等均可以导入使用。需要注意的是，有些三维软件（如Pro/ENGINEER、NX）不支持中文名称或中文文件夹，用户需要修改后使用。

2.资料查询

冲压模具三维图库还提供了大量的相关资料供用户查询（图6），用户点击工具栏中的“资料查询”按钮可进入图示界面。

这些资料主要分为四类：第一类是一些知名模具企业的pdf样本资料，如日本Futaba、盘起、德国FIBRO和法国Rabourdin公司冲模资料；第二类GB或JB方面的冲模标准，如冲压模、精冲模和汽车模标准；第三类是设计冲压模具的常用手册或资料（图7），如硬度查询、材料对照、公差选择、冲裁间隙选定和模具英语等；第四类是冲模设计指导书资料，收录了一些极具代表性的模具设计思路与过程，特别适合毕业设计参考使用。

这些资料位于安装文件夹“ziliao”中，用户也可以不运行主程序而直接打开。

3.动画视频

用户点击工具栏中的“动画视频”按钮可进入如图8所示界面。这里包含了大量的冲压模具制造、安装、拆卸和动作顺序等swf格式的动画和wmv格式的视频，并分为冲模设计制造、冲裁模设计、弯曲模设计、拉伸模设计、成型模设计、级进模设计、制造与拆卸和设计与制造实例等8类。

六、展望

提高冲裁模具使用寿命的途径 第4篇

模具是冲压生产中不可缺少的工艺装备,其寿命高低不仅直接影响到冲压件的品质和劳动生产率,而且对冲压件成本也有很大影响。从实际生产中来看,冲裁模具的失效,一是使用不当或模具本身的缺陷所造成的早期损坏,二是模具使用过程中的磨损。

影响冲裁模寿命的因素很多,这里仅就其主要因素进行分析,探讨提高冲裁模寿命的措施。

1 合理选择设计参数,改进模具设计

从目前的生产情况看,由于设计不良引起冷冲裁模具的早期损坏以及加速使用过程中的磨损的情况,占有一定比例,为此合理选择模具设计参数是提高冷冲裁模具使用寿命的基础。

1.1 压力中心的确定

当模具压力中心与压力机滑块中心不重合时,就会由于偏载而使压力机滑块与导轨地导向接触面急骤发热,加剧了不正常的磨损,并对模具的使用性能和寿命产生不良影响。因此,在设计冲模时应当尽可能地保证压力中心的准确性。

冲裁模压力中心的确定,实际上就是冲裁压力中心的确定(即保证冲裁件的压力中心与模柄轴心线重合),但是至今在许多模具设计资料中,都不同程度地把冲裁件的压力中心与其重心混淆起来。事实上,冲裁件的压力中心并不完全都与其重心重合,这一点往往为许多模具设计者所忽视。

1.2 合理选择冲裁间隙Z

凸凹模间隙Z是保证模具正常工作并获得高品质零件的一个主要因素。

实践证明,由于在冲裁过程中,凸模与被冲的孔之间,凹模与落料之间的摩擦,间隙愈小,摩擦愈严重,此外在现场生产中由于制造误差和装配精度的限制,凸模不可能绝对垂直凹模平面,间隙也不会是均匀分布的,小间隙使得模具磨损加快,甚至发生凹模炸裂现象,对模具的寿命极为不利。

为减小磨损,降低冲裁力,放大间隙值是非常有效的,据国内外资料报道,放大间隙值可以将模具寿命提高2～5倍,制模成本与工时降低1/3,根据冲裁零件的断面品质和尺寸精度要求,进行“论质定隙”,并尽量采用较大间隙是选择间隙的原则。

过去人们往往把初始间隙取小,认为在使用中经磨损后,间隙就合适了,但实践证明,模具因磨损而增大间隙的数值甚微(尤其是直刃口凹模),所以以最大间隙和最小间隙的中间值作为初始间隙(指原料冲裁)来计算凸凹模的公称尺寸是比较可用的。

1.3 合理选定粗糙度

认为冲裁模具的凸凹模粗糙度并不是越高越好,前已指出:冲裁过程中不可避免地存在摩擦,凸凹模与被冲材料的摩擦可视为弹性接触摩擦,此摩擦中会出现粘附现象,产生粘附的根本原因是分子间的附着力。无氧化、表面光洁且相同的材料更容易造成分子间的吸附条件,高温高压和塑性变形都会加强这种粘附作用。此外,强度小的材料容易失掉金属粒,而且容易粘到导热性差的金属上,模具与冲件相比总是强度大而导热性低,故强度小的被冲材料的金属容易粘附到凸凹模上。粘附对模具寿命是不利的,基于上述原因,对于较软的材料或较厚的不锈钢,凸凹模的粗糙度可稍低一些,对于较硬的被冲材料,凸凹模的粗糙度则可稍高一些。

2 正确选用模具材料

冲裁模在工作时,刃口部分承受着周期性的冲击力、剪切力和弯曲力,同时还受到被剪切材料的强烈摩擦,工作条件恶劣,因而要求凸、凹模材料应具有硬度高、耐磨性好、抗弯强度高和一定的韧性。根据冲压件生产批量的大小、材质和工序种类,并考虑到模具的工作条件和模具材料的生产供应情况等因素而进行合理选材,是提高模具寿命的有效措施。

由于模具材料对寿命的影响很大,无论是国内还是国外都在积极地研制应用新的模具材料,且模具材料已开始越出工模具钢的范围,向更为广阔的领域发展。目前正在积极推广的主要有基体钢类(如65Cr4W3Mo2VN6)和非钢金属材料类的钢结硬质合金,这些新材料能显著地提高冷冲裁模具的使用寿命。

必须指出,千万不能认为采用高级材料制造的冷冲裁模具其使用寿命就一定很高。由于高级材料的锻造、热处理和机械加工都比较困难,如果没有相应的设备和技术,盲目的滥用高级材料,不仅增加了制件的成本,反而会降低模具的使用寿命。

3 采用表面强化工艺

表面强化工艺主要有机械强化、电火花放电强化和渗

透元素法。

机械强化是用淬硬的、过盈量约为(0.15～0.20)mm的钢球对凹模洞口进行挤压强化,而对凹模刃口平面则用钢球进行滚压强化,用半径为1mm的金刚石球,在车床上以400N压力对凸模表面进行滚压。经过滚压(挤)后,凸、凹模表面形成一层很薄的硬化层,并改善了润滑条件和散热条件,从而可以将冷冲裁模具的使用寿命提高2～3倍。

电火花放电强化是利用RC电路充电放电原理通过电火花放电的作用,将一种导电材料(硬质合金等)熔合在凸、凹模的表面上,形成硬化层,获得高硬度的表面层并保持基体的硬度、强度和韧性。电火花放电强化法具有经济效果好,节省能源,节约原材料的特点,同时被处理件的残余应力和变形小,精度高。经过这种强化手段对于不锈钢或其它难以加工材料的冷冲裁模具可以提高使用寿命1～5倍。

渗透元素法是通过对凸、凹模表面渗碳、渗铬、渗硼和多元共渗以及氮化等的表面化学处理工艺,在表面形成一层牢固的薄层,解决模具主要性能指标中的强度和韧性以及耐磨性和韧性这两对主要矛盾,从而提高冷冲裁模具的使用寿命。

此外,只有在正确合理的使用条件下才能保证模具有高的使用寿命。从现场生产中来看,所有设备的类型和精度、模具安装方法的正确与否,都直接影响到冲裁件的品质以及模具的使用寿命。所以还要注意适当选定压力机,合理操作,积极开展TQC活动。综合考虑上述因素,这样就能不断地提高冲裁模具的使用寿命。

摘要：对影响冲裁模寿命的主要因素进行了分析,并探讨了提高冲裁模寿命的措施。阐述了合理选择模具设计参数是提高冲裁模具寿命的基础,正确选用模具材料和采用表面强化工艺是提高模具寿命的有效措施。

数控冲床模具的正确使用和维护 第5篇

(1)模具安装使用前应严格检查,清除脏物,检查模具的导向套和模具是否润滑良好，

(2)定期对冲床的转盘及模具安装底座进行检查,确保上下转盘的同轴精度。

(3)按照模具的安装程序将凸凹模在转盘上安装好,保证凸凹模具的方向一致,特别是具有方向要求的(非圆形和正方形)模具更要用心,防止装错、装反。

(4)模具安装完后,应检查模具安装底座各紧固螺钉是否锁紧无误。

(5)冲床模具的凸模和凹模刃口磨损时应停止使用,及时刃磨,否则会迅速扩大模具刃口的磨损程度,加速模具磨损,降低冲件质量和模具寿命。

(6)对于批量生产所使用的通用模具,应有备份,以便轮换生产,保证生产所需。

(7)冲压人员安装模具应使用较软的金属(如铜、铝等)制成操作工具,防止安装过程中敲、砸时损坏模具。

(8)模具运送过程中要轻拿轻放,决不允许乱扔乱碰,以免损坏模具的刃口和导向。

(9)模具使用后应及时放回指定位置,并作涂油防锈处理。

(10)保证模具的使用寿命,还应定期对模具的弹簧进行更换,防止弹簧疲劳损坏影响模具使用。冲床模具使用中常见问题

(1)凸模磨损太快

主要原因:①模具间隙偏小,一般建议模具总间隙为材料板厚的20%～25%。②凸凹模具的对中性不好,包括模座和模具导向组件及转塔镶套精度不足等原因造成模具对中性不好。③凸模温度过高,主要是由于同一模具连续长时间冲压造成冲头过热。④模具刃磨方法不当,造成模具退火,磨损加剧。⑤局部的单边冲切,如步冲、冲角或剪切时,侧向力会使冲头偏向一边,该边的间隙减小,造成模具磨损严重,如果机床模具安装精度不高,严重的会使冲头偏过下模,造成凸模和凹模损坏。

(2)模具带料问题

模具带料会造成废料反弹,其相关因素:①模具刃口的锋利程度,刃口的圆角越大,越容易造成废料反弹，

②模具的入模量,机床每个工位的入模量是一定的,模具入模量小,容易造成废料反弹。③模具的间隙是否合理,如果模具间隙不合适,容易造成废料反弹。④被加工板材表面是否存在较多的油物。⑤弹簧疲劳损坏。

防止模具带料的方法:①使用专用的防带料凹模。②模具经常刃磨保持锋利,并退磁处理。③增大凹模间隙。④采用斜刃口模具代替平刃口模具。⑤模具安装退料器。⑥合理增大模具的入模量。⑦检查模具弹簧或卸料套的疲劳强度。

(3)模具对中性问题

模具在使用中容易发生冲芯各侧位置的磨损量不同,有的部分有较大划痕,磨损较快,这种情况在细窄的长方模具上特别明显。该问题主要原因:①机床转塔设计或加工精度不足,主要是上下转盘的模具安装座的对中性不好。②模具的设计或加工精度不能满足要求。③模具凸模的导套精度不够。④模具间隙选择不合适。 ⑤模具安装座或模具导套由于长期使用磨损造成对中性不好。

为防止模具磨损不一致,应:①定期采用对中芯棒对机床转塔和安装座进行对中性检查调整。②及时更换模具导套并选用合适间隙的凸凹模具。③采用全导程模具。④加强操作人员的责任心,发现后及时查找原因,避免造成更大损失。

(4)特殊成形模具使用

为满足生产需要,经常需要使用成形模具或特殊模具,主要有桥形模具、百叶窗模具、沉孔形模具、翻孔攻螺纹模具、凸台模具、拉伸模具、组合式模具等, 使用特殊或成形模具可以大大提高生产效率,但是成形模具价格较高,通常是普通模具的4～5倍。为避免失误,应注意和遵循以下原则:

①模具安装时进行方向检查,确保模具凸凹模安装方向一致。

②根据要求正确调整模具的冲压深度,每次调整最好不超过0.15mm。

③使用较低的冲切速度。

④板材要平整无变形或翘起。

⑤成形加工位置应尽量远离夹钳。

⑥成形模具使用时应避免向下成形操作。

关于提高冷冲压模具的使用寿命 第6篇

1 改进冷冲压模具的设计及其结构

1.1 排样图的合理布置和搭边、沿边值的合理选用

工件的优化排样与合理的搭边值对模具的使用寿命的影响很大, 不必要的往复送料排样法和过小的搭边值往往是造成模具急剧磨损的重要原因。排样图确定时, 应充分考虑到凹模的强度, 防止孔之间的距离太近, 但也不能距离太远, 例如:如图1所示工件, 当一次需冲裁两件时采用图 (a) 方案要比图 (b) 方案合理。

若采用图 (b) 方案, 冲孔凸模离落料凸模太近, 影响凹模强度且制造困难;若采用图 (a) 方案, 尽管模具外形加大, 但凹模强度好, 模具使用寿命也长。

从节省材料的原则出发, 搭边和沿边值愈小愈好, 但搭边和沿边值太小, 在冲裁时条料很容易被拉断, 并使工件产生毛刺, 有时还会使搭边拉入凸、凹模间隙中去, 进而损坏模具, 降低模具寿命。因此在考虑提高材料的利用率的同时, 必须根据工件的产量、质量和模具的使用寿命, 确定排样方法和搭边、沿边值。

1.2 合理安排模具的压力中心

冲模的压力中心是指模具在冲压时, 被冲压材料对冲模的诸反力的合力作用点位置。在设计时, 必须使冲模的压力中心与压力机滑块的中心线相重合, 否则, 压力机在工作时会受偏心载荷而使滑块与导轨之间产生过大的磨损, 进而使模具发生歪斜、间隙不均匀、刃口迅速变钝不能正常工作, 降低模具的使用寿命。

1.3 确保模具的导向机构

必要和可靠的导向, 对于减小模具零件的磨损, 避免凸、凹模啃伤极为有效, 尤其对无间隙或小间隙冲裁模、复合模、多工位级进模更为重要。细小凸模如有导向装置, 则不易折断, 模具寿命要比无导向冲模高。为提高模具寿命, 必须根据工序性质和工件精度等要求, 正确选择导向形式和导向精度。所选用的导向精度应高于凸、凹模的配合精度, 即凸、凹模之间隙。例如采用导柱、导套 (含滚珠式导柱、导套) 等导向装置以及浮动式模柄, 就容易保证凸、凹模间隙值, 模具安装时不需再在压力机上对冲模间隙重新调整, 这样, 不仅零件精度较高, 质量稳定, 操作安全可靠, 模具寿命也长。

1.4 模具几何参数的正确选用

凸、凹模形状、圆角半径和间隙不仅对冲压件质量影响极大, 而且对模具的磨损即模具的使用寿命影响也很大。

1.4.1 凸、凹模的结构形式

对于容易产生应力集中而开裂的凸、凹模结构, 可以采用组合结构或镶拼结构, 在满足产品质量的前提下, 使模具凸、凹模尽可能避免尖角、锐角, 以提高模具寿命。凸模设计不要太长, 以防折断。例如:

1) 在厚板冲裁中冲小孔时, 应采用适当的凸模保护装置。凹模的设计要充分保证强度。为了预防开裂, 可采用带锥度的刃口形式, 如图2所示。

2) 在小孔冲裁模中, 凸模的设计应保持其最小直径与凸模长度之比满足强度要求, 可将小孔凸模做成如图3所示的台阶式结构, 其台阶处应有导套导向, 使其露出部分尽量很短, 以便保证凸模不易折断。

1.4.2 冲裁间隙

冲裁间隙对模具寿命影响很大。冲裁时, 工件对凸模与凹模刃口产生侧压力, 间隙越小, 则侧压力也就越大, 故使模具凸、凹模之间刃口磨损急剧加剧, 使寿命下降;间隙过大, 工件弯曲相应增大, 使凸、凹模刃口端面上的压应力分布不均匀, 容易崩刃和产生塑性变形, 也易使模具损坏, 影响其使用寿命, 所以, 为了减少凸、凹模的磨损, 只有合理的间隙值, 才会使模具得到正常的使用, 寿命也会大大的延长。

1.5 模具材料的正确选择

不同的冲模材料具有不同的强度、韧性和耐磨性。所以在一定的条件下使用较高级的材料就能使冲模耐用度提高好几倍。例如选用T8A作为模具材料冲制钢质工件, 模具寿命约1~2万件, 而选用Cr12MoV作为模具材料时, 则可冲7~8万件。因此在选用模具材料时, 应根据制件的形状、材料及批量大小等选取具有相当硬度、韧性以及耐磨的材料来做凸、凹模。

1.6 提高模具的热处理质量, 并合理使用表面强化法等表面处理

在选择优质冲模钢材的同时, 对不同材质和不同性质性能的材料要求进行合理的热处理, 是提高模具使用寿命的主要途径之一。实践证明, 模具零件的淬火变形和开裂, 使用过程中的早期断裂, 虽然与材料的冶金质量、锻造质量、模具结构及加工有关, 但与模具的热处理加工关系更大。根据模具失效原因的分析, 热处理不当引起失效的约占50%左右。好的模具材料必须配以正确的热处理工艺, 才能真正地发挥材料的潜力。

模具工作零件表面强化处理的目的是获得外硬内韧的效果, 从而得到硬度、耐磨性、韧性、耐疲劳强度的良好结合。模具表面强化处理方法很多, 表面处理的新技术发展很快。表面处理的方法有:渗碳、离子氮化、渗硼、渗硫、渗铌、渗钒和电火花强化等。

2 合理安排制造工艺、保证加工及装配精度

2.1 确保模具的制造精度和制造质量

冷冲模的不同的加工精度对冷冲模的使用寿命影响很大。制造误差大, 不仅不能保证冲压件的精度, 甚至有时还会引起零件超差报废, 有时还会损坏模具和冲压设备。为了保证冲模的使用寿命和制造精度, 在加工冷冲模各部分零件时, 应达到零件所规定的一切技术要求。其中特别重要的是凸模和凹模的尺寸精度, 工作表面加工质量和硬度。

冷冲模的各工作表面质量要高, 是因为工作部位的尺寸精度及表面质量直接关系到冷冲模使用寿命的长短。冲模工作部位精度及表面质量光洁度越高, 则冷冲模零件之间及冲模零件与冲压件之间摩擦就越小, 冲模零件磨损也越小, 从而提高冷冲模的使用寿命。所以模具工作部分一般都要经过磨削、退磁、研磨、抛光等精加工, 以达到设计要求。

2.2 确保模具的装配精度和制造质量

装配质量的好坏, 将直接影响到冷冲模的使用寿命和冲压零件的精度和质量。装配中一定要注意以下几点:

1) 冲模的外表面一定要光滑、整洁。

2) 上模板的上平面与下模板的下平面一定要保证相互平行, 模柄的圆柱形部分应与上模板上平面垂直。

3) 凸、凹模一定要保证间隙均匀, 并且其几何尺寸要符合图纸上所规定的要求。

4) 导柱和导套之间活动平稳, 间隙均匀, 无歪斜和阻滞现象, 其配合精度要达到图纸要求。

5) 冲模的废料排出孔应光滑通畅, 无卡死现象。

3 注意正确使用、保养与维护冷冲模

模具的正确使用, 保养和维护对模具的使用寿命也不可忽视。例如, 冲压时垫铁的间距过宽, 使模具处于弹性变形状态, 以至于下模板变形和断裂;模具长期不用生锈等。因此要提高模具的使用寿命, 必须要做到:使用前应严格检查、清除污物, 有导向装置的模具应检查润滑是否良好;定期检修压力机, 保证其精度;将模具安装在压力机上, 要仔细调整间隙;安装后正确调整凸模进入凹模的深度;毛坯要清洁, 并均匀的涂以良好的润滑剂;及时检修刃口、及时刃磨, 否则迅速扩大的刃口磨损会降低冲件质量和模具寿命;使用后应清除废料, 并在刃口和导向部分涂上润滑油, 以保持模具的清洁不生锈。

摘要：本文从模具的设计方案、材料的选择、热处理及表面处理、模具的制造精度、装配精度等几方面对模具寿命的影响进行了分析, 并提出解决的方案。

关键词：冷冲压,模具,使用寿命,影响因素

参考文献

[1]杜东福.冷冲压模具设计[M].湖南科学技术出版社, 1993.

提高模具使用率 第7篇

近年来压铸生产的迅速发展，为汽车、摩托车的大量零部件提供了一种经济、高效的生产方式。如何提高压铸模的使用寿命，历来是人们所关心的问题。压铸模寿命短不但增加产品的成本，而且严重影响生产，成为生产上急待解决的关键问题。

2 压铸压铸模的失效形式

2.1 热疲劳裂纹

热疲劳裂纹是压铸压铸模最常见的失效形式，占压铸模失效的60%～70%。由于压铸过程中压铸模反复经受急冷、急热所造成的热应力，导致在压铸模型腔表面或内部热应力集中处逐渐产生微裂纹，其形貌多数呈现网状，又称龟裂，也有呈放射状。这些在压铸模表面浅层中的微裂纹，一般可以修复掉，如果热疲劳裂纹深入基体内部，修模会导致压铸模尺寸超差，或者由于压铸过程中循环次数的增加，热应力使热疲劳裂纹继续扩展成宏观裂纹，从而导致压铸模的失效。热疲劳裂纹是热循环应力、拉伸应力和塑性应变共同作用而产生的。塑性应变促进裂纹的形成，拉伸应力促进裂纹的扩展与延伸。因此降低温度循环幅、增加压铸模材料强韧性、形成表面压应力，均可推迟或延缓热疲劳裂纹的形成及扩展，从微观分析，热疲劳裂纹往往在晶界碳化物、夹杂物集中区萌生，因此钢质洁净、显微组织均匀的优质热作模具钢有较高的热疲劳抗力。

2.2 整体脆性开裂

整体脆性开裂是由于偶然的机械过载或热过载而导致压铸模灾难性断裂。材料断裂时所达到的应力值一般都远低于材料的理论强度，由于微裂纹的存在，受力后将引起应力集中，使裂纹尖端处的应力比平均应力高得多。压铸模脆性开裂引起的原因很多，诸如压铸操作失常引起的机械过载、热冲击，压铸模设计不合理产生应力集中等等。材料的塑韧性是与此现象相对应的最重要的力学性能。模具钢中夹杂物的减少，韧性将明显提高。在实际生产中，整体脆断的情况较少发生。

2.3 溶蚀或冲蚀

熔融的金属液以高压、高速进入型腔，对压铸模成形零件的表面产生激烈的冲击和冲刷，造成型腔表面的机械冲蚀，高温使压铸模硬度下降，导致型腔软化，产生塑性变形和早期磨损。此外在填充过程中，高温金属液中杂质和熔渣对压铸模成形表面会产生复杂的化学作用，产生化学腐蚀，熔融金属液逸出气泡使型腔发生气蚀，这些机械和化学磨损综合作用的结果都在加速表面的腐蚀和裂纹的产生。提高压铸模材料的高温强度和化学稳定性有利于增强材料的抗侵蚀能力。

3 提高压铸模寿命的方法

3.1 压铸件结构设计要合理

铸件壁厚设计应尽量均匀，避免产生热节和结构应力变型，并减少局部热量集中；在满足结构强度的前提下应尽量采用薄壁结构；铸件的转角处应有适当的铸造圆角以避免在压铸模相应部位形成棱角，使该处产生裂纹和塌陷，同时也有利于改善填充条件；铸件上应尽量避免出现窄而深的凹穴等，以免压铸模的相应部位出现窄而高的凸台，使散热条件恶化，并因受冲击而弯曲、断裂。铸件设计应考虑压铸模结构工艺与制造工艺的可行性与合理性。

3.2 压铸模的设计要正确

压铸模是根据压铸件的形状结构来设计的，压铸模的各种参数和零件形位公差的计算选取要准确，压铸模组成构件要有足够的刚度以承受锁模力和金属液充填时的反压力。设计浇注系统时应使熔化金属能平稳自由流入型腔。要尽量防止金属液正面冲击或冲刷型芯，减少浇口流入处受到冲蚀。浇注系统设计冷却水通道系统应保证整个压铸模型腔表面的温度能均匀一致，且通道光滑和平整，多型腔压铸模中各浇道的长度、截面积、浇口和溢流口位置应相同。在成型压力与填充速度得以保障情况下，适当增大内浇口截面积会提高压铸模使用寿命。镶块的组合形式要能适应热处理的要求，易损部位处宜采用局部镶拼法以便更换等。

3.3 合理选取压铸模材料

目前，用于压铸模的热作模具钢主要有铬热作模具钢、钨热作模具钢和钼热作模具钢三类，其中使用最多的是3Cr2W8V钢和H13钢 (4Cr5MoSiV1) 。3Cr2W8V钢是老牌热作模具钢，有7O多年使用历史，国产压铸模使用较多。这是一种含钨量高达8%的热作模具钢，其回火抗力较高，热强度和高温耐腐蚀性较好，但其韧性、热疲劳抗力、抗氧化性均较差，热膨胀率较大，难以适应现代压铸机的高温高压、快速温度循环的工作条件，因而在国外已趋淘汰；国外压铸模多用H13钢，这是美国研制的以合金元素铬为主的热作模具钢，它有良好的韧性、热疲劳抗力和抗氧化性，经过适当的表面处理后，其使用寿命可达到相当高的水平，现已成为成熟的压铸模具钢获得广泛应用，国外90%以上的压铸型腔模都是由H13钢制造。我们应加速推广H13钢优质压铸模材料的使用，并进一步加强压铸模材料的研究开发，在对国外优质压铸模材料消化吸收的基础上，开发出适合我国国情的优质压铸模具钢。

压铸模钢的材质控制至关重要，制造压铸模的H13钢必须是钢质洁净，组织均匀，偏析轻微，等向性好的优质钢。目前国内已能商品化生产H13钢，但在同样的压铸模设计及压铸条件下进口压铸模寿命远高于国产压铸模，这是由于国外优质H13钢的生产过程中采用了一系列先进工艺技术，如通过真空除气、电渣重熔等精炼技术提高洁净度，再通过多向轧制或反复墩锻及采用超细化处理技术，使H13钢具有优良的内在质量。优质H13钢的生产是使用上述先进工艺技术的组合，采用单一技术，倒如电渣重熔的H13钢，虽可有低的杂质含量，但不能达到优质钢的全面质量指标。因此运用先进冶炼工艺提供更多的高纯度压铸模具钢，是国内今后努力的方向之一。

3.4 正确的热处理工艺和表面强化处理技术

热处理质量对压铸模使用寿命起十分重要的作用。在热处理时应注意以下几点： (1) 锻件在未冷至室温时应进行球化退火。 (2) 粗加工后、半精加工前，增设调质处理，并于精加工前，安排去应力回火。 (3) 淬火时注意钢的临界点Ac1和Ac3及保温时间，防止奥氏体粗化。回火时按20mm/h保温，成型零件淬火后应采用多次的回火。为尽量减少热应力，压铸模在加热到淬火温度前必须进行分级多次预热。 (4) 热处理时应注意防止型腔表面的脱碳，采用真空或保护气体热处理，可以减少脱碳、氧化、变形和开裂。

采用表面强化技术提高压铸模表层的强度、耐磨性及耐蚀性，可以延长热裂纹萌生的孕育期，阻止热裂纹的扩展，由此提高压铸模的热疲劳寿命。目前最常用的是表面渗氮强化技术，氮化使压铸模表面产生较硬的氮化层，此氮化层有很好的耐磨性和耐腐蚀性，能提高压铸模的耐热疲劳强度和降低摩擦系数，提高压铸模寿命，一般采用离子氮化或气体氮化。

3.5 合理维护使用压铸模

生产前进行压铸模预热工作，有助于减少压铸模表面和熔融金属之间的温度差，降低型腔表层温度梯度和热应力，压铸模经受热冲击的危险性也随之变小。预热也可以增加压铸模材料的韧性。生产过程中，压铸模温度逐步升高，当温度过热时，会造成铸件产生缺陷、粘模或活动机构失灵。降低模温时需注意冷却温度适宜，压铸模冷却剂需加热到5O℃后再使用，这样可以减少热裂。压铸模一般均应设置冷却通道，通进适量的冷却水以控制压铸模生产过程的温度变化。最好使用压铸模温控系统，使压铸模在生产过程中保持在适当的工作温度范围内，压铸模寿命可以大大延长。

经常保养可以使压铸模保持良好的使用状态。新压铸模在试模后，无论试模合格与否，均应在压铸模未冷却至室温的情况下，进行去应力回火。压铸模使用一段时间后应作除应力处理，采用比压铸模回火温度低30～5O℃的温度保温2h进行除应力回火，以防止压铸模长期受复杂应力相互作用而产生迭加导致压铸模扭曲变形，甚至开裂。

4 结束语

现代压铸生产向高压、高速方向发展，对压铸模寿命提出了越来越高的要求，要提高压铸模寿命，首先应分析压铸模的失效形式，然后针对失效形式确定提高压铸模寿命的措施。实践证明，合理设计压铸模结构及形状、正确选择压铸模材料、采用恰当的热处理工艺及表面强化处理、使压铸模在正常的工作条件下工作等措施，均能提高压铸模寿命。

摘要：分析了压铸模具在压铸过程中的几种失效形式和主要影响因素, 从压铸模的合理设计、压铸模材料的合理选用、正确运用热处理技术、压铸模的表面强化技术和压铸模的正确使用、维护等方面探讨了提高压铸模寿命的途径。

关键词：压铸模具,失效,使用寿命

参考文献

[1]余心宏, 董秋月, 祁海军.压铸模型腔龟裂失效.模具技术, 1998, 2.

[2]兰杰, 贺俊杰, 丁文江.铝压铸模具的失效形式及材料进展[J].机械工程材料, 1999, 6.

模具材料选用、热处理与使用寿命 第8篇

随着经济社会的进步, 人们对加工工艺的要求越来越高, 所以加强了对工艺的管理。模具是加工过程中必要的材料, 受到各行各业的广泛关注。模具利用成型的工具生产各种类型的零件, 保证能够满足加工需要。模具的材料选择、热处理很大程度上影响使用寿命。只有提高模具加工水平, 才能实现工艺技术的提高, 促进工艺加工行业的发展。

1 模具概述

1.1 模具介绍

模具主要利用成型的工具生产各种类型的零件, 以保证能够满足加工需要。在工业生产中, 主要利用挤压、吹塑、压铸等方式制造出需要产品的模子与工具[1]。换言之模具是为产品成型服务的工具。模具广泛应用在冲裁、加压、冶金、陶瓷、橡胶等材料的成形加工中, 其具有独特的轮廓或内腔形状, 采用具备刃口的轮廓则能够将坯料依照轮廓线的外形冲裁。利用内腔型能够使得坯料获得相应的立体形状。

1.2 模具分类

如今我国模具的含量主要为高合金刚和合金钢, 多数质量良好, 可以生产质量极高的钢材料。因为模具钢的含量有差异, 导致其呈现出的机械性能同样存在差异。同一元素的模具钢, 其热处理条件不同, 由此导致具备不同的金属结构。通常, 模具主要分为三种类型:热作、冷作和塑料模具钢。我国模具利用钢材料大体形成了一个体系, 不同种类的模具钢、钢结硬质合金等材料接近80种, 如:Ti C基、Ti N基、WC%26mdash、T10A、Cr8、9Cr WMn、4Cr5Mo Si VNi (H13) 等等[2]。塑性成形工艺中, 模具所占的地位非常重要。模具的使用寿命直接影响着工程造价。因此对模具材料、构成、形态等应加以重视。

2 影响模具使用寿命的主要因素

2.1 结构设计

模具结构的不科学设计是导致其性能消失与热处理形变发生的重要原因。因此模具的机构设计最好应控制锋利的圆状角与过大的截面积不要发生改变。锋利的圆状角带来的应力通常会高到预估应力值的几倍之多。而在材料的构成标准中, 这种比较锋利的角不被允许去除时, 需要将大体组成变化为组合形式的加工或者将尖锐的圆角放在热处理进行后, 这在很大程度上能够保证避结构设计中的误差。同时, 截面的大小均匀与否能够保障模具形变和裂缝。同样的状况下, 多数形状复杂且常发生裂缝的模具需要利用组合式, 防止过度对模具寿命产生的不必要的影响。

2.2 模具材料的选择

模具材料对模具使用寿命的影响比较明显, 主要体现在模具材料的选择、材料质量、使用科学与否等方面。所以在对材料的选择上, 需要参考模具自身的功能与功效。冷模具的硬度、抗磨性能、弹性等是重要的考量因素, 在模具的出现失效时, 通常为脆性开裂的问题[3]。此时, 应选择较硬且具有韧性的材料或者生产科学的热处理工艺, 以此完善钢的韧性。或可以依照现实状况选择硬度大和韧性高的高级合金钢。通过对耐磨性和韧性的考量, 能够更好地选择钢材料。如其除耐磨性外其他性能都比较优质, 则可以对表面进行改良和处理, 以提高耐磨性。在选择所料模具钢时, 应注意在面对温度变化时的性能变化, 并且加强对加工性能与镜面度的考量。

2.3 热处理的影响

致使模具失效的大部分原因是不科学的热处理。热处理技术不合理与质量不符合标准规定都能够对模具使用周期带来巨大影响。据调查显示, 超过65%以上的模具失效是由热处理方法错误造成的。由此可知, 科学标准地进行热处理对模具的使用寿命至关重要。而如热处理不科学则会为模具使用带来严重后果, 造成极大的危害。一般来说, 热处理共有以下几种表现形式:

(1) 淬火过热。淬火过热会造成晶粒体积变大, 导致其韧度和承受能力减弱, 并且造成模具开裂;

(2) 外表脱碳。通常模具需要经过淬火和高温进行加工, 此时如若没有完善的预防措施, 则会使得其外表出现脱碳现象。一旦脱碳现象长时间未被发现或处理, 则会减弱模具的耐磨性能, 导致使用寿命减少;

(3) 淬火开裂。裂纹在模具被淬火过程中比较常见。而模具的使用寿命则受到裂纹的影响, 严重者会导致早期开裂, 无法保证模具的顺利应用;

(4) 不完全回火。基于各种因素, 模具回火时会出现失误, 发生不完全回火现象。其会使得淬火余力仍旧留存在模具里面, 降低韧度, 出现严重的裂纹, 导致无法正常工作。

3 结论

大多数工艺加工都需要利用模具, 因此其使用寿命至关重要。通过对模具的深入了解, 研究影响使用寿命的因素, 通过对模具的材料选择、结构设计、热处理的研究和分析, 掌握模具选择的规律和方法, 保证科学合理地进行模具材料选择, 并按照生产标准对材料进行热加工, 延长模具的使用寿命, 保证生产的顺利进行, 创造更多的经济和社会效益。

参考文献

[1]关琳.针对模具材料选用、热处理与使用寿命的探究[J].中小企业管理与科技 (下旬刊) , 2014, 11 (12) :145-150.

[2]胥永林.浅谈冷挤压模具制造技术的工艺分析和材料选用[J].塑料制造, 2013, 02 (11) :260-262.

模具材料选用、热处理与使用寿命 第9篇

模具的设置、制作以及整个使用过程对模具的寿命都有直接影响, 这几个方面中, 模具材料自身的特点、以及热处理有怎样的结果, 其作用都是非同一般的, 都能对模具的使用寿命起着关键的作用, 不仅如此, 材料的冶金质量同样影响到模具的性能。因此, 要使模具材料的各种性能能够得到有效发挥, 所选用的材料必须具备合格的化学成分、冶金质量, 并且要在合理的热处理工艺的进行下才能使其正常发挥。模具钢自身所具有的机械性能如何, 要看材料的化学因素是不是过关, 因此, 对材料化学因素的挑选至关重要。时下, 我国模具钢所含因素大部分是高合金刚、合金刚, 冶炼品质大部分是有着优良效果, 能产生高质量的优质钢。由于模具钢所含因素不同, 使得它所具有的机械性能也出现差异, 同种因素的模具钢, 热处理条件不一致, 使其产生不一致的金属显微组织, 如此, 可以满足不相同的机械性能所具有的要求。为此, 模具钢的工作用途也不相同, 对模具材料而言, 一般可以分为三大类, 即:热作、冷作以及塑料模具钢等。

社会的发展离不开模具, 在塑性成型的工艺生产中, 模具的作用更是不可忽视, 因此, 模具被广泛应用在工业行业中, 而工业的发展同样为模具行业的发展提供了很大的需求市场, 可以说, 模具的寿命对工业生产造价起着直接影响。对于企业而言, 模具寿命对成型件造价有着直接影响, 企业在成型件上的竞争, 其实就是价格上的较量, 也就是模具寿命之间的对比。因此, 在生产过程中, 模具的材料、结构、状态、质量等, 对模具的寿命都会产生直接影响。

2 模具的选用、热处理与使用寿命三者之间的关系

2.1 热作模具钢

为了使金属在一定的温度下能够成形, 在生产过程中使用到了热作模具钢。热作模具钢有几种分类, 例如热挤压模、热锻模以及压铸模等, 由于这些模具在企业生产的整个过程中都要承受较大的压力, 不仅如此, 还要不断地被加热、冷却, 因此, 要求模具钢在一定的温度下有受热能力, 具有很好的耐热性。一般来说, 比较经常用的模具钢有5Cr Ni Mo、5Cr Mn Mo、3Cr2W8V这几种, 其中5Cr Ni Mo、5Cr Mn Mo这两款模具钢, 只要温度在四百度以上, 就可以具备对各类工种进行成形加工的条件, 不过, 因为所含合金含量不多, 里面的成分淬透性较低, 当模具大小大于250mm时, 则可能会出现淬不透的现象, 因此, 热作模具钢比较经常用在形状不复杂、工件的尺寸较小以及产品的批量不大的热作模具中。随着科学技术的发展, 后来又研究出了3Cr2Mo VNi、5Cr2Ni Mo VS等一些新模具, 通过对新模具进行化学处理, 使用寿命可以提高三倍左右, 而3Cr2W8V模具中, 所含钨元素达到9%左右, 在这样的情况下, 添加一定数量的钒, 其硬化度会提高许多, 使得模具在具备一定的强度之外, 还具备一定的热硬性。不过, 由于3Cr2W8V原材料所含成分偏析很严重, 并且其中成分W、V、Cr等都是以电子化合物的形态显现出来, 所以, 为了使原材料的优点能尽情体现出来, 以使模具的寿命得到提高, 要对原材料进行多次反反复复的锻造。并且成品淬火的温度大于1 100℃, 碳化物的偏析要小于三级, 在此高温的情况下, 可以使碳化物高度进行弥散析出, 使模具的寿命大大提高。因此, 在进行尺寸较大, 形状较为繁杂的工件生产中, 可以用到热作模具。

2.2 冷作模具钢

为了使金属的冷塑性能够变形, 在对模具进行制作时使用了冷作模具钢, 例如:冷镦模、冷冲模、冷挤压模等, 由于在工作中要承受的压力、弯曲力、以及摩擦力较大, 这就要求冷作模具钢在韧性和强度上要能达到要求, 并且要具有高强度以及很好的耐磨性能。一般情况下, 是选用以下几种冷作模具钢:Cr WMn、9Si Cr、GCr15、Cr12、Cr12MOV等, 前三种乃属于高碳低合金冷作模具钢, 当对其进行合金元素加入时, 可以使模具钢在热处理淬透性有所提高, 对毛坯进行处理时, 一般要求对其进行锻造, 锻造之后再要求进行退火。一般来说, 模具成品的热处理工艺是低温回火加上中温盐浴淬火, 因此, 有较高的耐磨性、强韧性, 如此, 可以使冷作模具的寿命提高很多。此类工艺一般用在形状上繁杂, 而且批量上比较大的模具零件材料上。而Cr12、Cr12MOV含有高碳高合金元素, 这类模具的耐磨性能较强, 不过, 因为它们属于莱氏体钢材料, 含有许多共晶碳化物元素, 所以, 在对其进行加工时有个缺陷, 就是比较容易裂开, 另外, 因为原材料大多含有带状或者网状的组织成分, 或者碳化物比较容易出现偏析, 因此, 务必要对毛坯进行来回锻造, 对于形状较大的共晶碳化物要先弄碎, 在进行镦拔锻造之后, 再以球化退火的方式进行处理, 对于碳化物的偏析, 要保持在三级以下。在对模具的成品进行热处理的时候, 要采用高温盐浴快速加热淬火, 然后再采用低温进行回火, 同时, 淬火温度要在一千两百度以上, 保温时间保持在10分钟左右。这种方法属于不均匀奥氏体淬火方法, 不仅可以使钢的韧性提高许多, 还能使其淬火组织得到一定细化。而在对其进行快速加热淬火之前, 则要以200℃的温度进行预热, 这样做的目的是去除零件中含有的水分, 使其能够快速受热, 对于材料的优势可以尽情体现出来, 从而使模具的寿命提高, 因此, 在进行产量较多、形状较为复杂的冷作模具生产时, 可以采用冷作模具钢进行, 而对于冷挤压模和冷冲模来说, 当要对它们进行热处理时, 可以采取高温盐浴快速淬火, 再以中温回火的方式进行, 最后采用高频离子氮化的形式进行处理。如此, 可以使模具具有很强的使用寿命。

2.3 塑料模具钢

随着科学技术的发展, 我国的塑料产品行业也得到迅猛发展, 特别塑料模具钢更是得到飞速发展。由于塑料模具具有较为繁杂的工作场所, 且塑料模具的型腔较为纷乱。而塑料模具钢具有耐蚀、耐磨, 并且韧性、导热性能都不弱, 在进行热处理时变形小等一些特点, 所以, 在对塑料模钢进行选择时, 要根据不同塑料制品的不同特性来进行。以往的塑料模型腔的用钢一般是:38Cr Mn Al A、5Cr Ni Mo等, 随着科技的发展, 冶金行业又开发出了新型塑料模具钢, 这类钢大约可以分为三种:

1) 时效硬化钢。所谓的时效硬化, 就是对钢材进行热处理后, 使钢材搁置几天, 在这搁置的整个过程中, 钢材内部组织会进行改变, 使钢材变得比之前更硬。在我国比较经常用的时效钢有SM2、PMS等, 这类钢有个显著的特性, 就是进行固溶处理时钢会变软, 可以先对钢采用机械进行加工, 等到钢成形之后再采取低温时效的方式进行硬化处理, 如此, 可以降低模具的热处理变形。在耐磨性与耐腐蚀性上, 时效硬化钢优于预硬钢。时效硬化钢的使用寿命比预硬钢强, 当需要制作较为精密、繁杂的塑料模具时, 更适合采用时效硬化钢。

2) 预硬钢:预硬钢属于合金结构钢, 一般是采用炉外锻造或者电渣重溶的方式获得的, 预硬钢有着较强的机械加工机能, 其钢制所含杂质不多, 先把模胚调质到一定的硬度之后, 再进行加工成型。有时为了使钢的淬透性得到有效提高, 可以在钢里面加入1%Ni。后来, 我国又研究出了5Ni SCa, 8Cr2S等钢, 此类研究主要是为了使钢的加工性能有所提高, 从而使钢的加工质量更优异, 利于使用寿命的延长。

3) 通过冷挤压使其成型的塑料模具钢。对于型腔较为繁杂的塑料模具, 就要采用这种方式来进行。此类钢所含硅、碳元素不多, 当处于正常温度时, 其高塑性可以得到有效保证, 从而方便对型腔进行冷挤压, 在对其进行挤压成型之后, 再采用渗碳淬火方式进行操作, 以使模具表面的耐磨性与硬性得到提高。在我国, 采用最多的大多是合金渗碳钢, 如12Cr Ni3、20Cr等。例如我国开发出的LJ钢就是可以进行专门使用的冷挤压成型模具钢, 当进行冷挤压使其成型之后, 再采用渗碳淬火、回火进行锻造, 其表面的硬度可以达到28HRC, 在这样的情况下, 避免模具表面出现脱落现象, 使模具的耐磨性能提高, 模具的使用寿命就会得到延长。

3 结论

以上是对不同使用状态下的模具进行归纳分析, 由此可以看出, 模具的使用寿命与其成分、状态以及热处理的工艺加工有着密切联系。因此, 要提高模具的使用寿命, 有关技术人员要选择合适的模具材料, 并且按照要求进行加工, 同时, 在生产过程中不忘进行检验, 只有这样, 才能提高模具的使用寿命, 为社会主义建设作出贡献。

摘要：本文通过对模具材料的类别进行阐释, 然后对几种常见的模具钢进行分析, 根据其对模具寿命产生影响的因素进行探讨, 说明只有具备合适的化学成分材料, 并且选择最优异的工艺进行处理, 才能提高模具的使用寿命, 从而发挥出模具的最大优势。

关键词：模具材料,选用,热处理,使用寿命

参考文献

[1]孙风勤.模具制造工艺与设备[M].北京:机械工业出版社, 2010, 10.

[2]丁德全.金属工艺学[M].北京:机械工业出版社, 2007, 6.

[3]王荣滨.提高了Cr2W8V钢铝合金压铸模寿命的途径[J].模具制造, 2008, 6.

[4]李维铖.金属材料新标准讲座.机械工人 (热加工) , 2010, 8.

提高模具使用率 第10篇

1 模具和使用方法介绍

1.1 导轨铝材挤压成形模具

本文定向器结构和部件如图1所示。采用轨道式发射火箭, 每个轨道都是由上下两根导轨组成, 因为使用的火箭弹型号不同, 必须选择不同规格的导轨, 组合起来可以发射Φ8 2 m m、Φ6 6 m m、Φ5 6 m m口径火箭弹。考虑到设计时要减轻整体定向器的重量、导轨的平直度和刚性以及抗氧化性、耐腐蚀等因素, 导轨采用铝合金一次成型工艺制作。按图2所示Φ82mm、Φ66mm、Φ56mm导轨断面图, 由铝厂根据铝型材挤压机的具体技术要求设计制作三种不同规格的模具。

1.2 导轨活动垫块铝材挤压成形模具

导轨垫块是关键件, 作用是将导轨固定在合适的位置。垫块设计成可以移动式的, 其外形是依据导轨的宽度而定, 呈U型, 材料用铝材挤压成形。由于设计多种导轨, 要求有匹配的垫块, 为了保证加工精度和提高材料利用率, 由铝厂根据图3所示的三种活动式垫块断面图和挤压机具体技术要求, 设计制作三种垫块挤压成形模具, 铝厂挤压成每根1米的型材, 火箭架生产厂家可依据设计长度截取。

1.3 导轨撑架 (方框板) 加工模具

轨道撑架用于固定火箭发射轨道。由长 (根据设计尺寸切割) 、宽2 4 0 m m、高130mm的特制铝合金条加工、不锈钢螺丝组合而成。大定向器轨道撑架 (大方框板) 是4个, 共需长撑8根、短撑16根, 小定向器轨道撑架 (小方框板) 是3个, 共需长撑6根、短撑12根。因为是组合式轨道撑架, 要求每根铝条上铣槽和钻孔, 铣槽的宽度、深度、位置和钻孔深度位置必须保持一致, 而且大定向器一组4个轨道撑架和小定向器一组3个轨道撑架大小要保持在误差范围内, 才能保证导轨的平直度和轨道包容圆直径的一致性, 所以轨道撑架铣槽模具至少一次排列加工长撑8根、短撑16根。设计的轨道撑架铝条铣槽模具如图4所示, 钻孔模具如图5所示。

1.4 轨道托架焊接防变形模具

轨道架用40mm×20mm方形铁管焊接。钢管管壁厚2mm, 焊接时内应力发生变化, 导致整个托架容易变形。因此, 在焊接时必须用用模具将每根待焊管固定, 整体焊完冷却后从模具取出, 才能保证轨道托架的平直度。为实现此目的, 设计的轨道托架焊接防变形模具如图6所示。使用时先将模具放在一个平台上, 然后把待焊管按要求摆放, 用平台上的紧固件紧紧固定在模具上, 完成上面的焊接, 冷却后取出翻过来, 完成整体焊接 (由于篇幅所限, 本文中没有给出平台和平台上焊接的紧固件图) 。

2 结语

(1) 定向器是火箭发射架的核心部件。零部件加工和整机装配要求精度高, 承载力大, 为保证零部件加工数据的一致性和互换性, 宜采用模具设计加工制作。

(2) 为适应批量生产出发, 缩短加工周期, 保证了产品质量。

(3) 本文的模具设计和使用是从火箭发射架研制的实际需求出发, 经生产验证, 设计是合理的。

摘要：火箭发射架是用来装填和发射火箭的, 主要由定向器、筒体、点火线路等组成。在制作定向器时, 采用模具设计加工, 减少工艺流程和加工工时, 同时提高了加工精度, 保证整机质量。

关键词：火箭发射架,模具

参考文献

[1]胡中.实用机械设计手册编写组.实用机械设计手册[M].北京:机械工业出版社, 1995, 10.