冷冲压模具寿命

冷冲压模具寿命（精选9篇）

冷冲压模具寿命 第1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.

影响汽车冲压模具寿命的因素分析 第2篇

影响汽车冲压模具寿命的因素很多，本文主要通过对模具结构、材料、使用及保养来分析模具寿命，并且提出有效提高冲压模具寿命的措施。

【关键词】冲压模具寿命 模具结构 模具材料 模具使用及保养

现代汽车行业的迅猛发展，使得人们对汽车各个方面的要求也越来越高，故而要求汽车冲压件结构复杂，且能在高温、高速、高摩擦剂腐蚀性工作环境中正常工作[1]，也随之提高了对冲压模具的要求。冲压模具使用寿命一直是企业关注的重要问题，但目前我国企业生产的模具使用寿命仅相当于发达国家的1/3—1/5[2]。为了提高模具寿命，降低成本，必须分析影响模具使用寿命的因素，获得提高模具寿命的方法。通过分析模具失效原因发现，合理设计模具结构，恰当的选用材料及热处理，正确使用和维护模具，对模具使用寿命的提高是有重大意义的。

1.模具结构

冲压模具结构是影响模具寿命最主要的因素。因此模具设计者要需对冲压模具有较好的认识，同时具备基本的铸造和机加工相关知识，并能将这三者结合在一起来设计模具。

模具设计最基本原则是安全性，其次是经济性，考虑这个因素节省成本，为企业带来效益。所以设计模具过程中，在合理安排模具冲压间隙，冲压工序及冲压工位之后，还须做到以下几点保证模具的寿命达到预期：

1.1整个模具框架结构的厚度需均匀合理

根据模具的大小及生产要求确定模具框架筋、结构筋和工作部分结构的厚度，确保模具足够的强度，保证使用寿命。

1.2模具结构必须受力均衡，避免应力集中而导致模具局部开裂

要求模具压力源选择和布置合理，并且在承载力的部位设计支撑筋；承受侧向力的必须有防侧机构。

1.3必须慎重考虑起吊部件

将起吊部件选择比实际起吊重量大一级，起吊部件周围保证有足够的铸件厚度，以防断裂。

1.4模具防松部件及紧固螺钉必须大小适宜，防止在生产过程中震落，损坏模具。

1.5模具的导向必须合理

一般情况下，导向基本上用导板导向，导向精度要求高的情况下使用导板加导柱的导向形式。准确可靠地导向减少模具工作零件的磨损，避免凸凹模啃伤。

1.6模具结构让空必须合理

铸件与铸件之间最小距离为15mm，铸件与非铸件之间最小距离为10mm，以免铸造偏差产生干涉而造成模具损坏。需特别注意冲头与压料芯的让空，若让空不足，可能导致冲头与压料芯碰撞致断裂而报废压料芯或冲头，甚至造成重大安全事故。此外凸凹模之间的间隙对于模具的磨损及寿命也有极大的影响，精度要求高的，两者之间的间隙应该较小，反之，则可适当加大间隙，提高模具寿命[3]。

1.7自制件的结构必须设计合理，以便于热处理。

2. 模具材料及热处理

正确的选择模具材料是提高冲压模具使用寿命的基础，根据生产零件的不同要求选择相对应的材料。一般常用的模具材料有：铸件材料：MoCr铸铁，球磨铸铁，HT300等；锻件材料：T10A，Cr12MoV，7CrSiMnMoV等。其中常用的凸凹模材料有T10A、CrWMn、Cr12MoV、Cr12 等[4]。模具设计者选择材料时应该将材料的性能，作用和经济性相结合来考虑。

从模具的失效分析可知，45%的模具失效原因是热处理不当[5]。模具的磨损、粘结和疲劳断裂往往都发生在表面，因此模具表面的加工质量对于提高模具寿命是非常重要的。对不同的材质，不同的性能进行合理的热处理是提高模具使用寿命的一个关键因素[6].。热处理工艺应制作严谨，模具设计者在制作自制件时必须标明零件的热处理，热处理效果直接影响着模具生产零件的合格性，安全性及模具使用寿命。此外，热处理过程中应该掌控温度，若淬火温度过高，会使零件淬火过硬，造成脆性过大而易折断脆裂；若温度不够，淬硬性和淬透性达不到工艺技术要求，将导致零件变形[7]。淬火时若不注意采取保护措施，会使模具表面氧化和脱碳，降低耐磨性，疲劳强度和抗咬合能力，影响使用寿命。淬火冷却速度过快或油温过低，容易产生淬火裂纹[8]。采用热处理新技术：强韧化和表面强化处理，可以经济而有效的提高模具性能[9]。

3.模具的使用及保养

要保证冲压模具的使用寿命，除了要有合理的结构设计，正确的选择模具材料，制定良好的热处理工艺之外，冲压模具的使用及保养同样重要。

3.1模具的使用

冷冲压模具在使用前，应该认真检查并清扫，检查模具各部件是否安装到位，检查导向装置的润滑状况；模具使用时应正确的选择适宜的、精度较高的冲压设备、合适的冲压力[10]（一般不小于成型工件30 % ～ 40 %的重压力）；可以在模具的凸、凹模和板材上使用恰当的润滑剂，减少磨损；可通过及时刃磨来改善模具在使用的过程中模具凸、凹模刃口的磨损及钝化状况。

3.2模具的存放及保养

模具封存期间，需妥善保护；确保模具中弹簧及其他可形变部件处于自由状态；在刃口，导向部分，型面以及其他一些精度要求高的部位涂润滑油防锈并保持清洁。模具在运输期间要注意防震，轻拿轻放，决不能乱扔乱碰，且摆放合理，以免损坏模具刃口和导向装置，防止模具撞裂或磨损。

4.结束语

冷冲压成型是一种较为复杂的成型工艺，因此冷冲压模具在使用过程中各方面的损耗也是一个繁杂的过程，在对损耗进行的控制的过程中，需要在成型过程中的各环节要素进行控制，需要各要素之间相互作用方能达到理想的效果。随着科技的发展，有限元软件可对模具和工件的应力及形变进行模拟分析，并采取相应的措施来解决问题，从而可提高冷冲压模具的使用寿命。

参考文献：

[1] 刘晓飞，关连峰. 冷冲压模具材料的合理选择[J]. 装备制造技术.2009，（6）：153-15.

[2] 高殿奎，刘艳色.Cr12MoV钢凹模的热处理工艺改进[J].金属热处理.2002，27（2）：34-36 .

[3] 蓝卫东.冲压模具寿命的影响分析，沿海企业与科技[J].2010（5）.

[4] 邓文英，郭晓鹏. 金属工艺学[M]. 北京：高等教育出版社.2008.

[5] 李奇.模具材料及热处理[M].北京：北京理工大学出版社.2007.

[6] 赵昌盛. 模具材料的选用与使用寿命[J]. 模具制造.2003.（10）：52-54.

[7] 张正修，马新梅，等. 提高冲裁模寿命的工艺技术对策[J].机械工艺师.2001，（4）：30-32.

[8]张桂侠.提高冲压模具使用寿命的方法探讨[J].锻压技术.第36卷第6期.

[9]徐耀坤.模具表面强化处理新技术[J].锻压技术，2000，25（1）：58-60.

冲压模具寿命的影响分析 第3篇

关键词：模具寿命,影响因素,改善措施

一、引言

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。

以下就冲压模具在的模具设计、模具制造、模具使用等方面来分析冲压模具寿命的影响因素, 并提出相应的改善措施来提高模具的使用寿命。

二、影响冲压模具寿命的因素

(一) 冲压模具设计方面

1. 模具设计质量

模具从结构、选材, 到关键参数的确定, 都由模具设计员来确定。这就要求设计员有较高的技术素质和丰富的实践经验, 这样才能保证设计的模具的质量。

2. 模具结构

合理的模具结构有助于提高模具的承载能力, 减轻模具承受的热-机械负荷水平。例如, 模具可靠的导向机构, 对于避免凸模和凹模间的互相啃伤是有帮助的。

3. 导向机构精度

为了提高模具寿命, 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。准确、可靠的导向, 对于减少模具工作零件的磨损, 避免凸、凹模啃伤影响极大。一般情况下, 导向机构的精度应高于凸、凹模配合精度。

4. 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件成型有较大的影响, 而且对于模具的磨损及寿命也影响很大。精度要求较高的, 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。

(二) 模具制造质量

在制造模具时, 应根据产品零件生产批量的大小, 选择模具材料。注意模具材料的冶金质量可能造成的工艺缺陷机工作时承载能力的影响, 应采取必要的措施来弥补冶金质量的不足, 以提高模具寿命。通常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, 同时兼顾其工艺性和经济性。

模具制造质量的好坏, 取诀于模具每一个零件的制造精度和工人的装配水平, 也受到机床精度低、工人技能差、检验手段落后的影响。

(三) 冲压设备

冲压设备 (如压力机) 的精度与刚性对冲压模具寿命的影响极为重要。冲压设备的精度高、刚性好, 冲模寿命大为提高。

(四) 模具零件加工表面质量

模具工作零件加工表面质量的优劣对于模具的耐磨性、抗胶合能力、抗断裂能力产生显著的影响, 其直接影响模具的使用寿命。尤其是表面粗糙度值对模具寿命影响很大, 若表面粗糙度值过大, 在工作时会产生应力集中现象, 并在其峰、谷间容易产生裂纹, 影响冲模的耐用度, 还会影响工件表面的耐蚀性, 直接影响冲模的使用寿命和精度。

(五) 正确使用和合理维护模具

为了使模具能正常生产, 提高冲压件质量, 降低成本, 延长冲模寿命, 所以要正确使用和合理维护模具, 严格执行冲压模具“三检查”制度 (使用前检查、使用过程中检查与使用后检查) 。

要做好模具的维护及检修工作。其工作内容包括模具的正确安装与调试;凸模进入凹模深度;校正弯曲、冷挤、整形等工序上模的下止点伸置;还要注意及时复磨、研光模具刃口;注意保持模具的清洁和合理的润滑, 等等。

(六) 冲压产品的工艺质量

如果冲压工艺不合理, 会造成产品的形状和尺寸精度达不到要求, 如整修余量过大, 会造成产品断面质量差。毛料展开尺寸计算不准确, 会造成产品弯曲或拉深后尺寸精度达不到要求。对于返修模具, 产品工艺提出的故障不全或不准确, 会造成模具多次返修和试模。

(七) 模具老化

有不少企业目前仍有许多使用了很多年的模具在使用, 许多模具零件磨损, 寿命已到, 但是由于没有新模具的制造, 为满足生产需要, 死马当活马医, 造成模具频繁返修, 多次试模。

(八) 试模的影响

在模具调试使, 所使用试模设备的精度, 试模人员的技能、经验, 试模问题是否暴露全面, 都对试模次数有很大影响。如果试模设备的精度差, 试模人员的技能差, 会造成模具损坏, 或是造成试模零件不合格。

三、提高冲压模具寿命的主要措施

一要提高产品的设计质量, 使产品的每个零件具有良好的冲压工艺性、铸造、锻造工艺性等。

二要对使用年限较长的老模具及时复制, 使每个产品都有两三套模具可供使用, 该报废的就报废。

三要加强对试模的管理, 选择良好的设备及有经验的工人进行试模, 使问题暴露得充分些, 减少试模次数。

四要加快对模具厂设备的技改步伐。没有好的设备, 无法生产出高质量的模具, 公司应尽快修复瑞士坐标镗床, 增加一些精密设备, 如坐标磨床、万能磨床、数控铣床、慢走丝线切割、电火花打孔机等设备。

五要提高工人技能, 严格质量控制, 增加检验手段, 提高模具制造质量。

六要加强培训, 提高模具设计员的水平。

总之, 冲压模具在模具设计、制造、使用以及维护保养过程中, 应该采用先进的制造技术和实行全面质量管理, 以及致力于发展专业化生产, 加强模具标准化工作, 不断提高模具设计和制造水平, 这样有利于提高模具寿命。

参考文献

[1]胡彦辉.模具制造工艺学[M].重庆:重庆大学出版社, 2005.

[2]翁其金.冷冲压技术[M].北京:机械工业出版社, 2001.

冷冲压模具寿命 第4篇

关键词：冷冲压模具加工 质量问题 控制措施

1.引言

我国经济持续快速健康的发展，为工业生产行业带来了前所未有的契机，在经济利益与社会需求的共同作用下，社会各个领域中的模具加工产品种类与数量呈几何倍数增长，模具加工产业已经成为现代工业发展不可或缺的一部分。加之科技的进步也提高了模具生产的效率与质量，并且其工艺水平也得到了进一步的改进，传统的模具生产已经为手工或是半手工制作，而当代模具生产已经将冷冲压技术引入，并成为主流的生产方式。因此，对模具冷冲压技术的控制是否到位，直接关系到模具的质量。

2.冷冲压模具加工之中的问题

2.1过载失效

在加工过程中，要注意所冲压材料的质量以及质地，一些材料由于本身的性质而无法承受冷冲压的机械荷载，会导致材料断裂或是模具不能使用，这种现象叫做过载失效。发生过载失效的情况主要是由于两种情况而引起的。

第一，由于材料的韧性不足所引起的失效。在这种失效现象发生之前没有明显预兆，现场工作人员很可能由于过载失效而受伤。因此，这种情况十分危险。通常表现为冲压材料开裂、折断或是爆裂等，这种损伤是不可修复的。

第二，材料的强度不足而导致的过载失效。一些企业开发新产品时，会反复对一些冲压件进行试验，而在试验的过程中，为了达到设计效果，一些工程师或是操作人员，会将冲压机械的力度不断调整，很可能导致材料的强度不能适应机械的力度而造成过载失效。在一些实验中表明，黑色金属冷镦冲头的硬度一般小于56HRC，而冷挤压冲头的硬度一般为62HRC。也就是说，在使用黑色金属冷镦冲头与冷加压冲头时，十分容易出现过载失效的现象。

2.2磨损失效

在加工的过程中，磨具的着力部位（工作部分）由于长期与加工材料进行接触而出现的磨损现象，通常会出现尺寸偏差、工作部位变形等状况，而引发这些变化的原因包括正常磨损以及非正常磨损。

第一，正常磨损引发的失效现象。一些冷冲压件模具，要求表面尺寸必须精确，这样在冲压的过程中才能够受力均匀，不至于产生断裂。但是模具在某些特定部位若磨损严重，则会导致受力不均，使材料变形甚至断裂。

第二，非正常磨损引发的失效现象。一些技师或是工人在生产的过程中经常为了节省时间和精力，将不同种类的材料进行统一数据模型的加工，这样很容易出现加工不到位的情况，结果是加工材料的尺寸不精确，甚至出现划痕等情况。在通常的情况下，这种非正常磨损所引发的现象，出现在一些拉伸的过程中，有时在弯曲的模具中也会出现。

2.3疲劳失效

一般的冷冲压模具在投入使用一段时间之后，往往会出现疲劳期，所以冷冲压设备在出厂先要首先经过疲劳期实验，经过反复的开车与停车，最终确定冷冲压模具的疲劳期。数据表明，冲压模具一般为1000次----5000次的冲压寿命，在临界状态，冲压模具会显现出裂纹扩散区，遭遇这种情况，要求使用者或是使用单位必须进行相关部件的更换。在实际的长期工作中，模具非常容易出现裂纹，而工作人员往往不能够判断是裂纹扩散现象还是裂纹萌生现象，必须要经过长时间的观测才可以得到相对可靠的结论。此外，在一些应力较为集中的区域以及碳化物区域等一些敏感区域，出现裂纹的可能性会增大，而工作人员也应该重点关注这些区域。企业以及工作人员要重视模具裂纹的出现，若对裂纹的出现置之不理，则可能会出现十分严重的生产安全事故。

3.冷冲压模具加工质量控制措施

3.1工艺流程改进方案一

冷冲压模具加工的工艺流程为轧材毛坯下料、加热、锻造、冷床水雾、淬火冷却。其中淬火冷却是一个主要的步骤，也是技术要求较高的环节，在淬火冷却时，马氏体不锈钢的冲压件的温度迅速降低到-45℃，通常在一分钟之内完成。而较为特殊的贝氏体不锈钢在进行淬火冷却的时候，温度要控制在240℃左右，之后再次进行回火，最后进行埋沙保温工作。在完成操作之后，首先要计算出样品的合格率，若样品的合格率没有达到相关标准，则要对淬火流程进行再一次的整改。

3.2工艺流程改进方案二

对于最后的淬火环节，还可以对流程进行第二方案的整改措施。在最后一个环节，对模具样品进行抽样检测，这样可以保证产品的顺利生产，也可以提高产品的生产效率，进而扩大企业的生产规模。

对于在模具的正常加工过程中存在的问题，可以采用针对材料来调整机械设备指标的方式进行处理，这样可以极大的延长冲压模具的寿命，还能够大量节约企业的成本，使企业在市场竞争中占据优势地位 。

4.小结

随着市场经济的竞争不断激化，人们对于产品的质量要求越来越高，特别是工业产品的质量，对于模具的质量依赖程度是相当高的。这样一来，模具的生产水平高低也是衡量一个国家工业水平高低的重要指标。而冷冲压加工模具是工业水平的重要体现。本文将冷冲压的一些问题进行总结，并有针对性的提出了解决措施，对于我国工业水平的提高，国民经济的成长以及经济环境的优化具有重要作用，同时可以将我国的可持续发展与创新型国家的战略目 标联系起来，更好的建设社会主义。

5.参考文献

[1]徐进，冷作模具钢的发展概况[A]，中国钢铁年会论文集，2011年

[2]于维民，冷冲压模具加工过程中的问题与质量控制[J]，应用能源技术，2013年07期

冷冲压模具寿命 第5篇

关键词：冲压模具,使用寿命,影响因素,提升措施

在现代工业生产中,模具结构及其工作条件都更为复杂。冲压模具使用寿命更是事关产品加工的品质和效率,是工业生产经济成本的重要影响因素更是衡量冲压模具制造水平重要的指标。下面对如何提升冲压模具使用寿命展开深入探讨。

1 影响冲压模具使用寿命的主要因素分析

在现代工业生产中,冲压模具的使用越来越广泛,有效提高冲压模具使用寿命成为人们关注的重点。想要提升冲压模具使用寿命,首先必须要了解、掌握冲压模具失效原因,以及影响其使用寿命主要的因素是什么。

1.1 模具材料对冲压模具使用寿命的影响分析

模具材料是影响冲压模具使用寿命的重要因素之一。各种模具材料其硬度、耐腐性、耐磨性、断裂抗力、塑性变形抗力、冷热疲劳抗力等方面的性能是有很大差异的,所以模具材料性能应当满足模具使用的具体条件,否则必然会引起模具早期失效的发生。例如,在循环荷载条件下使用的冲压模具,其材料就不能使用疲劳抗力差的,否则就可能会产生疲劳裂纹,随着裂纹不断扩展必将导致模具断裂失效。

当前,我国生产用冲压模具的材料多以模具钢为主,如果钢中含有塑性差、强度低的非金属杂质,就易形成裂纹源,导致模具出现早期断裂失效问题。此外,在钢中碳化物过多时,也会严重降低钢质材料的断裂抗力和冲击韧度,诱发模具早期断裂、开裂等问题;钢材当中有中心疏松或白点问题时,则会导致模具抗压强度的降低,引起模具淬火开裂或是发生工作表面凹陷问题。

1.2 模具结构对冲压模具使用寿命的影响分析

首先,模具的几何形状会影响其使用寿命。模具几何形状会对成形过程当中的坯料流动及成形力产生较大影响,从而对模具使用寿命形成影响。

其次,模具的间隙会影响其使用寿命。模具凸凹模的工作间隙不但会对工件质量产生影响,还会对模具使用寿命产生影响。例如,拉深模间隙若过小的话,将使摩擦阻力增加,这就极易擦伤工件的表面,且使模具磨损加大;如果冲裁模间隙过小的话,还会加剧凸凹模磨损,使模具使用寿命进一步降低。

再次,模具的结构形式会对其使用寿命产生影响。模具结构的形式若不合理,就有可能导致因应力集中而发生模具断裂失效的问题。

1.3 模具制造工艺对冲压模具使用寿命的影响分析

模具的制造过程中,需要经过锻造、加工和热处理等多道工序。任何一道工序的制造工艺不合理,均可能会使模具钢材性能降低,形成结构缺陷,产生模具早期失效隐患。常见的不合理模具制造工艺主要有锻件表面存在裂纹、凹坑、折叠等缺陷;切削加工不合理而降低了模具表面的硬度,致使模具表面产生拉应力或显微裂纹,引起模具开裂或变形。

1.4 模具工作条件及其使用维护环节对模具使用寿命的影响分析

首先,被加工材料会对模具使用寿命产生影响。厚度不同、材质不一的被加工材料对模具的使用寿命影响极大。强度、厚度越大的被加工材料,模具就需承受越大的力,其使用寿命也就相对较低。如果被加工材质和模具材料亲和力较大,冲压成形的过程当中,就有可能会与模具产生粘附磨损,导致模具使用寿命降低。而且,被加工材料表面若没有脱碳层或氧化黑皮,而只是有着极薄磷化膜或氧化膜的坯料,冲压模具的使用寿命就相对较高。

其次,冲压设备的特性也会对模具使用寿命产生影响。冲压设备刚度、精度也会对模具使用寿命产生较大影响。压力机在冲压力作用下若产生变形,就会加剧模具的磨损。所以,精密冲裁或是使用硬质合金来冲裁模具时,宜采用刚度相对较好,精度更高的闭式压力机进行。再次,润滑条件会对模具使用寿命产生影响。良好润滑可有效降低摩擦力、摩擦热及冲压力,还能减少模具磨损,提高模具使用寿命。

2 提高冲压模具使用寿命的有效方法探讨

2.1 对模具结构进行合理设计是提升其使用寿命的有效方法之一

冲压模具的设计合理与否,会对其使用寿命产生重要影响。在对模具结构进行设计时,应确保其在正常使用的条件下,不会产生冲击破裂或应力集中的可能,所以,模具的设计应尽量让各部分均匀受力,注意避免内凹角、尖角、扁宽薄壁、壁厚悬殊等结构,以免因应力过度集中,引发热处理变形和开裂。同时,模具间隙的合理选择也很重要,这是确保冲件质量及冲压模具使用寿命重要措施之一。

2.2 合理的模具热处理工艺是提高其使用寿命的关键环节

长期生产实践表明,近半的模具失效问题是由热处理不当引起的。模具磨损、粘结也多发于表面,而疲劳断裂也是由表面开始的。所以,模具表面加工质量对于模具使用寿命而言是十分重要的。由于加工痕迹客观存在,进行热处理时产生表面氧化脱碳是在所难免的。事事上,模具表面性能常常较基体要差。所以采用有效的热处理技术,方能提升模具使用寿命。模具热处理工艺主要包括基体强韧化处理和表面强化处理两个方面。模具零件的基体强韧化处理通常采用低温淬火和低温回火刲行,可有效提高模具韧性,减少折断或脆性开裂问题。而模具表面强化处理可再细分为表面涂覆处理、化学热处理及表面加工处理三种方式。表面涂覆处理是指通过物理覆盖、沉积,以在工件表面覆盖一层和基体不同的金属化合物,从而提高模具硬度、耐磨性和耐蚀性;化学热处理则是指把模具零件加热至一定温度,使之和介质产生化学反应,从而通过在零件表面渗入一定量其他元素,改变表层化学成分,提高冲压模具使用寿命;表面加工处理通过改变金属表层组织的结构,从而提高冲压模具使用寿命,该方法设备简单、操作方便,能有效提高模具的耐磨性和耐腐蚀性。

2.3 正确使用及维护也是提升冲压模具使用寿命的重要途径

要进一步提高冲压模具的使用寿命,模具的使用及维护环节也不能忽视。在模具的使用过程中,要严格地控制凸模进入凹模的深度,以最大限度地减少磨损;还要提前修模,以预防因磨损沟痕而引起的裂纹,更要避免因磨损而致凸、凹模间隙不均,进而产生附加弯矩;对使用后的模具,即使使用合理,也需进行修磨抛光;进行模具的存放时,还应使上、下模保持一定空隙,以防止刃口等。

3 结语

冲压模具在工业生产中的应用越来越广泛,在冲压模具设计、制造和使用维护等环节时,只有采用先进的制造工艺,实行全面的质量管理,才能有效提升模具使用寿命。对模具寿命的管理,不仅要从模具的结构设计、模具钢材选用、热处理、表面处理、线切割工艺、冲压材料,冲压设备、日常维护等方面加以控制,才能不断提高模具设计和制造水平,有利于模具使用寿命的不断提升。

参考文献

[1]张灵晓,文学洙.浅谈影响冷冲压模具寿命的因素及提高寿命的措施[J].装备制造技术,2013(2).

[2]方长敏.关于提高冲压模具寿命的方法探寻[J].滁州职业技术学院学报,2013(2).

冷冲压模具寿命 第6篇

关键词：冲压修边冲孔,模具,寿命,延长

汽车覆盖件冲压模具在生产过程中损坏率较高, 但由于冲压工艺内容不同, 模具工作条件不同, 影响冲压模具寿命的因素是多方面的。特别是修边冲孔类模具由于作用力位置相对集中就更容易损坏, 较之成型类模具, 寿命更短。以下就结合冲压钣材、修冲类模具结构、模具镶块材料、模具镶块的热加工工艺、模具表面质量、模具工作面表面处理、修边刃口线切割加工后表层的控制、冲压机床、模具的使用与合理保养九个方面来谈一下修边冲孔类模具的失效原因及相应的改善措施。

1 冲压工艺设定及应用时应注意以下几个方面

1.1 冲压工艺设定时应尽量避免立切刃口的设定, 立切入刃口

因为其工作原理是近似于平行钣材表面冲裁厚度逐渐加厚的冲裁过程, 因而应将立切部分转化成侧吊冲裁, 或转化为平切刃口进行冲裁加工。

1.2 落料模具也是修边冲孔模具的一种, 在冲压工艺设定时落料模具应注意钣材的件与件之间的搭边距离。

搭边距离应大于两倍的钣料厚度, 如果选择不合理的搭边距离则会对落料模具刃口产生极大的影响, 会造成刃口的滚崩和磨损加剧。因此, 必须在考虑提高单台车钣材利用率的同时, 选择合理的搭边距离, 以提高模具的使用寿命。

1.3 冲压钣材质量是冲压生产的关键因素, 在生产过程中, 由于

钣材厚度公差超差、钣材性能波动、钣材表面质量问题 (麻坑、锈蚀) ) 等不良因素往往会造成模具冲头及镶块的刃口磨损加剧、易崩刃等不良后果。故而我们在生产中应尽量规避这些因素所带来的风险, 我们应做到以下几点:

1.3.1 在钣材选择时尽量选择性能好的钣材, 以避免钣材性能波动, 包括选择大型钢厂生产的钣材材质。

1.3.2 严格的进货检验制度是生产的保障, 冲压生产前应对钣

材进行钣材牌号、板厚、生产厂家, 物理性能、化学性能、表面质量严格检验。只有检验合格后的钣材才能进行冲压生产。

1.3.3 在生产过程中需选择合适的润滑油, 以保护模具。

2 修边冲孔类模具的结构设计应该以模具的冲裁力为基础来

进行镶块材质的选择及冲裁结构的设计, 并在设计中充分考虑冲裁间隙对于模具的影响。

2.1 在修边冲孔类模具的结构设计时首先对板厚的影响考虑在先, 钣料厚度超过1.

2毫米的模具镶块材质即应选择整体锻造镶块或钣材镶块, 材质为Crl2MoV或更优材质, 钣料厚度小于1.2毫米的模具镶块一般材质为铸造7CrSiMnMoV及俗称空冷钢。

2.2 模具设计时选择合理的冲裁间隙。

一般根据覆盖件模具根据现场调整经验, 合理的冲裁间隙是材料板厚的3%~6%, 根据凸、凹模的形状、刃口曲率、型面落差进行不同的冲裁间隙调整, 不合理的冲裁间隙对于冲压件产品质量有较大的影响会造成制件毛刺及制件变形, 还严重影响模具的使用。

3 模具镶块材料选择, 正如前面提到的模具设计时的材料选择

原则, 根据不同的钣材板厚选择不同的镶块材质, 常用的汽车覆盖件修冲类模具镶块国产材料有Crl2MoV、Crl2Mo1V1、铸造7CrSiMnMoV, 进口近似性能材料有SKD11、SKD12、HMD5等。对于模具寿命的影响在材质方面具体表现为材料的加工性能, 必须易于加工, 这里说的加工不但是机械加工还包括钳工的手工加工性能, 材料还应具有较高的淬火后硬度, 例如铸造7CrSiMnMoV通常要求淬火硬度达到HRC50~HRC55, Crl2MoV和SKD11淬火硬度达到HRC50~HRC55。如果模具镶块硬度不合格将直接影响模具使用寿命。

4 模具镶块的热处理方式对模具使用寿命有很大影响, 通常当制件钣材板厚小于1.

2毫米选择铸造7CrSiMnMoV镶块时热处理方式主要通过火焰淬火方式进行淬火, 这种淬火方式对于淬火操作人员技术要求较高, 隐形技术成分较多, 不容易进行量化识别, 如果在淬火过程中出现脱碳或硬度不足等情况不可弥补。Crl2MoV镶块通常采用真空淬火的热处理工艺, 具体工艺如下:

4.1 分级预热在400度保温2h, 后升温到650h度, 保温3.5h, 出炉将工件面用硼酸保护入炉升到850度保温8小时。

4.2 淬火预冷到760-780度入油, 冷却40分左右, 将尾部提了油面20分。

4.3 出油立回火, 温度为460度, 9-11h bm出炉油冷至200度空冷。

但是锻造Crl2MoV镶块通常在锻造完成后需进行预先热处理, 通常采用等温求化方式进行退火处理。比如对于Cr12MoV镶块, 制作修边冲孔模具刃口常因碳化物分布不均而使用中发生崩刃现象, 因此必须进行改镦改锻.后碳化物偏析应在2-3级以下, 锻后还需及时进行退火, 其球化退火工艺:850-860保温2-4h炉冷到720-760保温3-5h炉冷到500度空冷。Cr12MoV镶块淬火与回火环节是锻造模具镶块热处理中最要紧的环节。如果在淬火加温时过程中发生温度过高情况, 不但会造成模具镶块具有很高的脆性, 而且在冷却过程和后期的工作过程中容易引起变形和开裂, 严重影响模具寿命。Cr12MoV镶块淬火后马上进行回火处。回火的及时性也是Cr12MoV镶块后期使用过程中保证模具使用寿命的关键环节。

5 模具表面质量模具镶块刃口表面的光洁度的优劣对于模具

镶块的耐磨性、抗断裂能力及抗粘着能力等有着十分密切的关系, 直接影响模具的使用寿命。尤其是表面粗糙度值对模具寿命影响很大, 还会影响冲压件切口质量, 会产生毛刺, 直接影响冲压模具的使用寿命和精度。

6 修边立切刃口的表面强化处理, 目前为提高模具立切刃口等

特殊部位的使用寿命, 模具表面处理技术应用越来越广泛, 目前应用于汽车覆盖件模具中比较多的表面处理技术有化学气相沉积法 (CVD) 、物理气相沉积法 (PVD) 和在盐浴中向镶块浸镀碳化物法 (TD) 等。其中物理气相沉积法 (PVD) 主要应用于薄板类模具, 其优点是处理时间短、处理温度低镶块热变形量小, 有效降低模具维修周期, 但耐磨性和表面硬度不及盐浴中向镶块浸镀碳化物法 (TD) , TD具有变形量大、时间长等缺点, TD处理在中厚钣材模具中以其高表面硬度 (HV3200~3700) 得以广泛应用。

7 线切割变质层的控制。

冲压模具刃口多采用线切割加工。由于线切割加工的热效应和电解作用, 使模具加工表面产生一定厚度的变质层, 造成表面硬度降低, 出现显微裂纹等, 致使线切割加工的冲压模具易发生早期磨损, 直接影响模具冲裁间隙的保持及刃口容易崩刃, 缩短模具使用寿命。因此, 在线切割加工中应选择合理的放电间隙, 尽量减少变质层深度。

8 冲压设备。

冲压设备 (如机械压力机) 的精度与刚性对冲压模具寿命的影响极为重要。冲压设备的精度高、刚性好, 冲压模具寿命大为提高。

9 模具的正确使用和合理保养。

冷冲压模具合金铸铁材料的技术进步 第7篇

GGG70L与EN-JS2070为同种材料,按照国际惯例采用其新名称EN-JS2070。

合金铸铁由于其组织中的石墨具有自润滑作用,能有效减轻拉延过程中的摩擦,同时可通过表面淬火提高易磨损区域的硬度,满足走料部分高硬度、高耐磨的要求,材料成本及加工成本较低,因此广泛应用于拉延模具、翻边整形模具等工作件中。国外标准中EN-JS2070可应用于2.0~2.5 mm的拉延模具。

国内合金铸铁Mo Cr应用较为广泛,近年来又发展了EN-JS2070(GGG70L)、TGC600、GM338等合金铸铁材料,其中TGC600为丰田牌号,主要用于整体修边、翻边(切开)凸模、落料镶块等,由于国内用量少、价格高,整体修边时不利于模具的调试及维护,项目无特殊要求时很少使用;GM338性能低于EN-JS2070,用量少,价格高,项目无特殊要求时,不使用;Mo Cr因其灰铁+合金的材料特性,型面麻坑等铸造缺陷很难消除。因此,注重EN-JS2070的技术进步,率先增加EN-JS2070金相组织要求,改变铸造余量,与铸造企业合作推动EN-JS2070铸造质量的提高,将Mo Cr与EN-JS2070进行对比分析,扩大EN-JS2070的应用范围,将EN-JS2070应用于1.8 mm的拉延模具,引领并推动铸造行业及模具行业的发展。

2 EN-JS2070的技术进步

Mo Cr在国内应用广泛,EN-JS2070应用时间短,国内的技术水平较低,一段时间内无法达到附体试棒抗拉强度650 N/mm2、珠光体含量85%的水平,通过将国外标准余量进行更改,增加金相组织要求等措施,在铸造厂的配合下,EN-JS2070珠光体含量由65%提高到75%~80%,接近先进国家的标准水平。

2.1 金相组织要求

EN-JS2070金相组织要求见表1。

以某铸造厂为例,对EN-JS2070没有金相组织要求时,抗拉强度平均为580 N/mm2左右,增加金相组织特别是珠光体含量要求后,抗拉强度平均为640 N/mm2以上。

2.2 实型余量对铸件型面质量的影响

2.2.1 从冷铁影响区分析实型余量对铸件型面质量的影响

铸造厂采用冷铁方案加速表面冷却,确保加工后不出现缺陷且材质致密。由于冷铁的冷却效果范围有限,型面在能去除铸件黑皮的前提下,加工量越少,铸件表面质量越好,实型余量为10 mm时,在保证合理的加工量的同时冷铁效果又好,如图1所示。

冷铁与模型不贴合或加工余量过大时,冷铁冷却效果差,加工后易出现材质不致密,甚至产生缩松缺陷(图2),因此应避免此情况发生。

2.2.2 根据刀具直径大小分析实型余量对铸件型面质量的影响

选取梁类零件(图3)、后背门内板(图4)、门外板(图5)三类典型零件,针对典型零件缺陷类别、零件拉延凹模缺陷区ATOS分析记录(图6、图7、图8)、拉延凹模缺陷区截面Φ12、Φ20、Φ30刀具对实型余量的影响对比(图9、图10、图11)等进行深入研究分析。

经分析可得出以下结论。

a.图3、图4、图5中的缺陷分别位于图6、图7、图8的铸件余量过大区域。当铸件加工余量过大时,铸型和冷铁对表面的激冷作用有限,机械加工会去除具有较好组织和性能的铸件表面部分,而使铸件内部成为工作表面,增加了工作表面出现缺陷的几率。

b.从图9、图10、图11缺陷区截面可以看出,实型加工过程中,加工表面形状和刀具的合理选择对于加工余量的大小起着重要作用,以V型开口为例,当开口较小时,必须选择较小的刀具直径才能保证合理的加工余量。V型开口越小,刀具直径越大,实型余量越大。因此,在实型加工过程中应针对具体形状合理选择刀具。

2.3 措施

通过对典型零件缩松缺陷处余量记录、不同直径刀具对实型余量的影响对比等进行分析,验证了国内铸造厂家对加工余量的要求,因此将型面加工余量由国外标准的15 mm改为10 mm。实型加工刀具最小Φ20 mm改为Φ12 mm。

2.4 避免局部壁厚过厚出现铸造缺陷

按一般经验,局部深窝按孔深与孔径比,实型不应做出深窝,但局部壁厚过厚,造成铸造缺陷(见图12、13)。

顶料窝为模具典型结构,修改实型标准,要求实型做出深窝,同时遇到类似问题提醒铸造厂家采取措施,避免局部壁厚过厚出现的铸造缺陷。

3 扩大EN-JS2070的应用

3.1 对比Mo Cr与EN-JS2070抗拉强度和微观组织

3.1.1 Mo Cr与EN-JS2070性能对比

Mo Cr铸铁附体试棒的抗拉强度见表2,EN-JS2070附体试棒的抗拉强度见3。

根据表2、表3可知,国产Mo Cr铸铁附体试棒的平均抗拉强度为283 N/mm2,EN-JS2070的平均抗拉强度648 N/mm2,因此EN-JS2070性能远高于Mo Cr铸铁。

3.1.2 Mo Cr与EN-JS2070微观组织对比

国内Mo Cr的微观组织见图14、图15。

国内EN-JS2070的微观组织见图16、图17。珠光体体积百分含量为75。

3.1.3 结论

Mo Cr铸铁片状石墨交汇处易出现石墨疲劳剥落形成麻坑,用于拉延或翻边模具时易造成板料表面拉毛,严重影响模具及制件面品质量,Mo Cr铸铁烧焊性能差,不利于模具的更改及维护,因此EN-JS2070 GGG70L代替Mo Cr铸铁,广泛用于外板拉延、翻边凸模、深拉延模具。但由于Mo Cr铸铁比EN-JS2070价格低30%以上,因此Mo Cr铸铁仍然用于内板拉延模及翻边凸模等。

3.2 EN-JS2070使用范围

a.外覆盖件如侧围、翼子板、发罩外板、后背门外板、顶盖等,双槽模如发罩内、外板在同一套拉延模具中,采用同样的材料EN-JS2070。

b.深拉延模具如轮罩、中地板等拉延模具采用EN-JS2070。

c.国内EN-JS2070用于普通钢板,即板料抗拉强度≤440 N/mm2,料厚1.5 mm、1.6 mm拉延模。

d.国内EN-JS2070用于普通钢板,即板料抗拉强度≤440 N/mm2,料厚1.8 mm拉延模凹模、压料圈采用EN-JS2070,局部镶入Cr12Mo V镶块(图18),满足冲压产品要求及模具使用要求。避免大量Cr12Mo V镶块的应用,减少材料成本、加工成本,缩短周期。

4 结束语

通过对一汽集团冷冲压模具合金铸铁的应用发展情况进行总结,获得以下主要结论。

a.对于EN-JS2070而言,珠光体含量对于力学性能起到重要作用,当含量为75%~80%时,材料力学性能较为优异。

b.实际EN-JS2070铸件必须控制合理的加工余量,加工余量过大会造成工作面晶粒粗大,铸造缺陷增加,而具有较好性能的铸件表面层被加工掉。

c.实型加工过程中,必须针对具体的形状合理选择刀具才能保证合理的加工余量。

车架冲压件冲压模具设计探讨 第8篇

关键词：车架纵梁压型模设计,工艺分析,制造工艺

近几年来, 随着我国社会经济的飞速发展, 生产技术也得到不断提高。为了能够更好的适应农用拖拉机市场的发展需求, 该文特以北京某个生产公司为例子, 介绍车架冲压件冲压模具的设计。

1 车架纵梁压型模具

车架纵梁是车架构件中的重要组成部分, 其设计质量直接对车架产品的整体质量造成影响。加上, 纵梁是车架构件中最长的一个工作件, 其冲压难度较大, 相应增加了工作量。因此, 对于车架纵梁的冲压要求尤为严格。通过生产实践证明, 可采用钻孔模板保证孔位的精准度。另一方面, 由于纵梁的截面形状属于槽型双直角弯曲成形, 可采用自由弯曲成形、双直角接触弯曲成形。

2 部分冲压件的分析

2.1 横梁冲压模具的制造

在横梁冲压模具的设计方面, 可参照以下两个图形来设计。一般情况下, 农用运输的车架有6道横梁, 并且对于没有变截面的总车架来讲, 每一个横梁幅面宽度都相同。因此, 在冲压设计中可采用一套模具来进行设计。但是, 对于纵梁变截面的车架来将, 每一个横梁幅面的宽度相差则较大, 且模具的使用通用性也将受到较大的限制。由于可制造出不同的二队镶板完成整个冲压过程。其车架则要求横梁中段作为变截面的横梁。为此, 该模具的设计可分为三大部分所组成, 即:前中后段三大部分。中段可按照变截面的不同来制作, 但前段与后段的设计则可确保其稳定性, 最终更好的适应每一种类型的横梁弯曲成形要求。

2.2 其余部分冲压模具设计

图1、2图形就是U形双直角弯曲成形的一个工件, 是利用Q235钢板冲压形成的, 利用的冲压设备是30~100t, 使用的模具是30mm厚的Q235钢板焊接形成的。

钢板在进行切割工作以后, 并没有对精度很高的工件进行加工, 只是简单利用手持砂轮机磨平焊接制成。简单的模具中没有专门的卸料装置, 这对于实际工作来说非常有影响。但是之后通过实际生产的经验和需要证明, 分析两种卸料方法。第一种观察工件设置在凹模内的时候, 选用刮板卸料的方法。第二种是观察工件设置在凸模内的时候, 利用的是拉动卸料的方法。

所谓的刮板卸料则是在凹模模座的位置上加固一个刮板, 该刮板不能够实现上下移动, 但可实现左右的移动。当刮板拉开后, 则可形成冲压成形, 并且在凸上形时, 应及时将刮板推往到凸模上行处, 则刮板A包住整个凸模的工件, 从而实行刮下。如图3所示。

拉动卸料就是在凹模底座的位置上加设了一个底板, 冲压形成工作之后, 将其固定于凸模上行的拉线B套住凹模的底板, 然后凸模上行, 拉动底板上行, 则可拉出卡在凹模内的工件。

3 结语

通过上述材料的具体分析, 大致了解了车架纵梁压型模具的设计原理和独特的设计工艺, 解决了制造车架纵梁压型模具所利用的冲压设备等专业性的问题, 文章最后还大致的介绍了横梁冲压模具的制造方面的相关知识。纵观全文, 其实都是在讲述一个关于制造设备落后的问题, 化解和分析先进生产力和落后生产设备之间的矛盾。

参考文献

[1]王彦生.履带拖拉机车架动强度的有限元分析[J].拖拉机与农用运输车, 1998 (4) :12-16.

[2]周志革, 董正身, 武一民, 等.TYP-950型三轮农用运输车车架强度分析[J].河北工业大学学报, 2002 (3) :84-86.

冷冲压模具寿命 第9篇

某小型冷冲压模具厂所生产模具皆为小型模具, 工作零件 (主要是凹模, 凸模材料直接选购淬火钢) 较小, 其材料为Cr12, 外形尺寸多为150mm×200mm×20mm, 经下料、铣削、钻孔、攻丝后进行热处理。有时淬火后螺孔处会有裂纹产生, 零件报废;每逢集中热处理一批零件时, 总会有一个零件在磨削时不能被磨床磁性工作台牢牢吸住, 磨削时零件会移动, 造成安全隐患, 也给工厂造成损失。

该厂工作零件尺寸相差不大, 加热温度为980℃, 保温时间20~30分钟, 不存在问题。热处理设备主要有:两个电阻炉 (一个用于淬火, 一个用于回火) , 一个油桶 (高度845mm, 内径571.5mm, 装有半桶废机油) , 一把钳子, 几个铁丝钩子, 一个钢筋钩子 (Ø8mm) 。

2 裂纹产生的原因分析及预防措施

2.1 原因分析

通过实地调查和技术人员反馈得知, 工人有时用铁丝通过螺孔钩住加热好的工件[1], 取出后淬火, 有时用钢筋取出, 但用钢筋取出淬火容易使螺孔处产生裂纹, 而用铁丝取出淬火不会产生裂纹。用冷的钢筋取出高温状态的工件, 而钢的导热性较好, 工件与冷的钢筋接触的部分在入油前先冷, 再放入油中冷却时使得先冷的局部与其它部分不能同时冷却, 即人为冷却不均。如图1a所示, 先冷局部 (以下称A区) 再次急剧冷却而率先发生组织转变得到马氏体, 马氏体的比容比奥氏体大, 所以A区发生体积膨胀而向后冷区 (以下简称B区, 图示虚线即为膨胀趋势, 下同) 挤压, 该区为过冷奥氏体区, 奥氏体强度远低于马氏体, 所以被压缩, 在界面上第一次产生内应力;如图1b所示, 当B区发生组织转变获得更多马氏体时, B区迅速膨胀又向A区挤压, 在界面上产生第二次内应力, 由于B区马氏体远远多与A区, 所以第二次因膨胀产生的内应力远远大于第一次内应力。而A区靠近螺孔, 当内应力超过钢的屈服点从C点沿界面开裂, 如图1c所示。内应力大小与A区面积有关, 如面积小则产生内应力小, 影响不大, 即用铁丝时A区面积小, 产生的内应力小于屈服点不会开裂, 而用钢筋时A区面积大, 内应力大, 超过屈服点时产生裂纹直至开裂。

2.2 预防措施

工件开裂只能报废, 若该件较大, 而开裂位于边角, 可用来制作小工件。如上所述, 为避免造成人为冷却不均, 加热前用铁丝将工件捆扎一起加热, 取出时钩住铁丝放入油中淬火可防止工件淬火时产生裂纹。实践证明, 采取该措施后, 再无类似现象的发生。

3 磁性不强原因分析和预防措施

3.1 原因分析

该厂集中热处理时, 工人依次将工件放入同一油桶中 (最多时5个, 而油桶只有半桶油) , 入油时间间隔20S左右[2]。如此则第一个工件入油时的油温最低, 入油后迅速冷却, 同时将油液的温度升高, 增大了下一个工件入油时的油温, 因此后面工件入油时的油温被逐次升高, 最后一个工件入油时油温最高。集中热处理时由于工件多, 散热量大提高油液温度, 降低所有工件的冷却速度, 降低了组织转变速度, 组织转变不够充分, 导致工件内含有更多的残余奥氏体。然而工件第一个工件因入油时油温最低最先冷却, 组织转变最充分, 获得最多的马氏体, 而最后一个工件入油温度最高, 始终处于最高温度下冷却导致其冷却速度较低, 组织转变最不充分, 含有最多残余过冷奥氏体。

工件磨削之前在200℃的温度下回火, 马氏体开始分解得到回火马氏体, 残余奥氏体也开始转变为回火马氏体, 若需残余奥氏体分解完全, 回火温度必须达到300℃, 但在该温度下回火会降低工件的硬度, 从而降低了耐磨性, 再者还容易产生回火脆性, 所以工件内仍有较多奥氏体残留。

综上所述, 集中热处理时工件数多而油桶内油量不多, 则回火后的最后一个工件内部组织拥有最少的回火马氏体和最多的残余奥氏体[3]。马氏体为碳在α-Fe中的过饱和固溶体, 具有磁性, 而奥氏体为碳在γ-Fe形成的固溶体, 没有磁性。而含有较多残余奥氏体的钢磁性不强, 这种钢在磨削时会因磁性不强和发生移动, 因此集中热处理后磨削时会出现工件因磁性不强而移动的现象。

3.2 预防和补救措施

为避免磁性不足现象的产生, 提高热处理质量, 可采取以下措施:1) 向油桶中加油或添置油桶, 减少集中淬火的工件数量, 降低最后工件入油时的温度, 降低热处理过程中的散热量, 也增加每一个工件冷却效果, 提高集中热处理质量;2) 将工件错开放入油桶中, 避免叠加或相距太近而降低工件的冷却速度, 从而影响组织转变;3) 尽量缩短工件入油的时间间隔, 降低下一个工件入油时的油温。采取这些措施后, 再也没发生此类现象。

残余奥氏体是不稳定组织, 会自发地向稳定组织转变, 若回火后还有较多残余奥氏体的存在, 则会引起工件的硬度不足, 耐磨性不好, 因组织转变会产生变形, 因此如处理不达标[4]。如工件余量够, 可采取以下措施补救:先正火获得平衡组织, 然后重新淬火, 最后回火。

4 结束语

集中热处理可提高生产率, 降低成本, 但要按正确的操作方法来进行, 避免人为冷却不均产生裂纹缺陷, 一个油桶同时冷却多个工件时, 数量不能太多, 这样可以避免工件入油的初始油温太高, 且工件需错开放置, 有利于充分利用油的冷却能力, 以使得工件充分冷却, 获得更多马氏体组织。

参考文献

[1]宋金虎.金属工艺学[M].北京:清华大学出版社, 2009.

[2]牛海山.金属工艺学[M].长沙:国防科技大学出版社, 2011.

[3]陆刚.模具热处理质量的影响因素分析与预防[J].模具技术, 2012, (3) :59-63.