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          鍛造工藝流程(沖壓模具爆裂原因分析及改進對策)
          來源: | 作者:東啟特鋼 | 發布時間: 2021-07-23 | 143 次瀏覽 | 分享到:
          鍛造工藝流程(沖壓模具爆裂原因分析及改進對策)
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            鍛造工藝流程(沖壓模具爆裂原因分析及改進對策)


            鍛造工藝流程眾所周知,由于沖壓工藝不同,工作條件不同,導致模具爆裂的原因有很多。模具鋼廠家從模具設計、制造、使用等方面全面分析了模具爆裂的原因,并制定了完善的改進措施。

          模具鋼

            1.模具材質不好,在后續加工中容易斷裂


            不同材料的模具壽命往往不同。因此,對沖壓模具工作部件的材料提出了兩個基本要求:


            (1)材料的使用性能應具有高硬度(58~64HRC)和高強度、高耐磨性和足夠的韌性,熱處理變形小,有一定的熱剛度;


            (2)工藝性能好。沖壓模具工作部件的加工制造過程一般比較復雜,必須適應各種加工工藝,如可鍛性、可加工性、硬化能力、淬透性、淬火裂紋敏感性、磨削加工性等。通常,根據材料特性、生產批次、精度要求等。在沖壓件中,選擇性能優良的模具材料,同時考慮其工藝性和經濟性。


            2.熱處理:淬火和回火工藝不當引起的變形


            實踐證明,模具的熱加工質量對模具的性能和使用壽命有很大影響。根據模具失效原因分析統計,熱處理不當造成的模具失效事故占40%以上。模具工作部件的淬火變形和開裂以及使用過程中的早期斷裂都與模具的熱加工工藝有關。


            鍛造工藝:這是模具工作部件制造過程中的重要環節。對于高合金工具鋼模具,通常會對碳化物分布等金相組織提出技術要求。此外,應嚴格控制鍛造溫度范圍,制定正確的加熱規范,采用正確的鍛造力法,鍛造后緩慢冷卻或及時退火。


            預熱處理:根據模具工作部件的不同材料和要求,采用退火、正火或調質等預熱處理工藝,改善組織,消除鍛坯的結構缺陷,提高加工工藝性。高碳合金模具鋼經過適當的初步熱處理,可消除網狀二次滲碳體或鏈狀碳化物,使碳化物球化細化,促進碳化物分布均勻。這有利于保證調質質量,延長模具使用壽命。


            淬火和回火:這是模具熱處理的關鍵環節。淬火加熱過程中如果出現過熱,不僅會使工件變脆,而且在冷卻過程中容易引起變形和開裂,嚴重影響模具壽命。淬火加熱模具時要特別注意防止氧化脫碳,嚴格控制熱處理工藝規范。如果條件允許,可以采用真空熱處理。淬火后應及時回火,根據技術要求采用不同的回火工藝。


            消除應力退火:模具的工作部件在粗加工后應進行消除應力退火處理,目的是消除粗加工產生的內應力,避免淬火產生過大的變形和裂紋。對于精度要求高的模具,在磨削或電加工后需要進行應力消除和回火處理,有利于穩定模具精度,延長使用壽命。


            3.模具磨削平面度不夠,導致彎曲變形


            模具工作部件的表面質量與模具的耐磨性、抗斷裂能力和抗粘連能力密切相關,直接影響模具的使用壽命。特別是表面粗糙度值對模具壽命有很大影響。如果表面粗糙度值過大,工作時會產生應力集中,峰谷之間容易產生裂紋,影響模具的耐久性、工件表面的耐蝕性,直接影響模具的使用壽命和精度。因此,應注意以下事項:


            在加工模具工作零件的過程中,要防止磨削燒傷零件表面,嚴格控制磨削工藝條件和方法(如砂輪硬度、粒度、冷卻液、進給量等參數)


            加工時應防止模具工作部件表面出現刀痕、夾層、裂紋、沖擊傷痕等宏觀缺陷。這些缺陷的存在會引起應力集中,成為斷裂的根源,導致模具早期失效


            采用磨削、研磨、拋光等精加工和精細加工,獲得更小的表面粗糙度值,延長模具使用壽命。


            4.設計過程:模具強度不夠,刀片間距過近,模具結構不合理,模板塊數不夠,模具導向不準確,間隙不合理。


            1)布局和搭接。不合理的往復送料布局方式和過小的搭接值往往會造成模具的急劇磨損或陰陽模的啃咬。因此,在考慮提高材料利用率的同時,需要根據零件的加工批次、質量要求和模具配合間隙,合理選擇排樣方式和搭邊值,從而提高模具壽命。


            2)模具導向機構的精度。準確可靠的導向對減少模具工作部件的磨損、避免陰陽??锌谟泻艽笥绊?,尤其是無間隙和小間隙沖裁模、復合模和多工位級進模。為了延長模具的使用壽命,需要根據工藝性能和零件精度的要求,正確選擇導向形式,確定導向機構的精度。一般來說,導向機構的精度應高于沖頭和模具的配合端。


            3)模具(凸模和凹模)刃口的幾何參數。凸模和凹模的形狀、配合間隙和圓角半徑不僅對沖壓件的成形有很大影響,而且對模具的磨損和壽命也有很大影響。例如,模具的配合間隙直接影響沖裁件的質量和模具的壽命。如果精度要求高,應選擇較小的間隙值;相反,可以適當增加間隙以提高模具壽命。


            5.線切割工藝:人工線切割,線切割間隙處理不當,沒有清角,影響線切割變質層。


            沖壓模具的刃口大多采用線切割加工。由于WEDM熱效應和電解作用,模具加工表面產生一定厚度的變質層,導致表面硬度下降、微裂紋等。因此,WEDM模具容易出現早期磨損,直接影響模具落料間隙的維護,刃口容易崩邊,縮短模具使用壽命。因此,在線切割過程中應選擇合理的電規,使變質層深度最小。


            6.沖壓設備選擇:沖頭噸位、沖裁力不足、調模過深。


            沖壓設備(如壓力機)的精度和剛度對沖壓模具的壽命有很大影響。該沖壓設備精度高、剛性好,大大提高了沖壓模具的使用壽命。比如復雜硅鋼片的模具材料為Cr12MoV,常用于普通開式壓力機,平均再磨壽命為10000-30000次,而用于新型精密壓力機,模具的再磨壽命可達60000-120000次。特別是小間隙或無間隙的沖壓模具、硬質合金沖壓模具、精密沖壓模具,必須選用精度高、剛性好的壓力機,否則會縮短模具的使用壽命,嚴重時甚至會損壞棋具。


            7.沖壓工藝


            原材料厚度超差、材料性能波動、沖壓件表面質量差(如生銹)或不干凈(如油污)都會導致模具工作部件磨損加劇、易崩邊等不良后果。為此,應當指出:


            1)盡可能使用沖壓工藝性好的原材料,減少沖壓變形力;


            2)沖壓前,應嚴格檢查原材料的品牌、厚度和表面質量,并將原材料擦拭干凈。如有必要,應清除表面氧化物和鐵銹;


            3)根據沖壓工藝和原材料種類,必要時可安排軟化處理和表面處理,選擇合適的潤滑劑和潤滑工藝。


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