沖壓模具是沖壓生產中的重要工藝設備,是提高產品質量、節(jié)約原材料、體現模制品技術經濟性的有效手段。沖模的耐用度凸模與凹模在工作一段時間之后,由于經常磨損而失去了工作尺寸,再也不能滿足零件的技術條件情況下,根據沖模根據沖模所沖制的零件總數決定的。一副沖模從設計、機械加工、裝配、調整到安裝使用,工序多,周期長,加工費用高,因此,對于沖模除了要求生產效率高、所沖出零件完全符合質量要求和技術條件外,沖模本身的耐用度也是很重要的。
沖模耐用度是和沖模的工作失效現象緊密聯系的,沖模工作的失效現象是沖模在使用過程中由于結構形狀、尺寸和沖模零部件的材料組織性能發(fā)生變化而失去原設計的效能。沖模在結構有嚴重缺陷而不能繼續(xù)使用或雖能工作但已不能完成指定的功能時,就可以認為已失效。失效現象出現的越遲,沖模的耐用度就越高。
沖模耐用度高低,在生產中有很重要的意義。沖模的耐用度越高,沖模的使用壽命就越長,零件的成本也就越低。
一、沖模的失效形式
實際生產中沖模的失效現象相當頻繁,沖模消耗量大。因此,分析沖模失效原因,采用各種有效措施防止沖模早期失效,提高沖模耐用度。
1、磨損失效
沖模的工作部分應具有較高的耐磨性。磨損失效是沖模在使用過程中,零部件之間或沖模與工件之間相對運動受摩擦、震動或高溫疲勞龜裂剝落而磨損甚至損壞。初期部分零件表面粗糙不平部分被迅速磨去,因此磨損速度很快;正常磨損階段,零件的磨損趨于平緩,這時沖模處于*佳的技術狀態(tài),生產效率呈現出*好的水平,產品的質量*有保證;過了正常磨損期零件磨損超過一定限度,正常磨損關系被破壞,接觸情況惡化,磨損速度加快,沖模工作性能也迅速下降,如果不及時維修或更換磨損件,沖模會產生事故、失去功能,以致報廢。
2、變形失效
變形失效包括過量的彈性變形或塑性變形、高溫蠕變等。沖模在使用過程中,因各種載荷及交變溫度的影響,以及材料本身的性能變化,造成剛性和韌性不足,導致沖模不能正常工作而失效。
3、脆裂失效
沖模在較為惡劣的條件下工作,受到各種載荷的作用,會因產生裂紋、剝落而引起突然斷裂,還會因疲勞破壞及應力腐蝕破裂等而失效,故沖模常要求有較高的韌性。有些沖模在工作過程中處于反復加熱和冷卻狀態(tài),使其表面受到拉、壓交變應力的作用,引起表面脆裂和剝落,增大摩擦阻力,阻礙工件的塑性變形,以致沖模失效。這種因熱疲勞而脆裂是沖模失效的主要形式之一。
二、影響沖模耐用度的原因
1、結構設計不合理的影響
沖模結構是影響沖模耐用度的關鍵,結構不合理容易造成剛性差和壁厚分布不均勻,以及表面缺陷(如表面氧化、脫碳、裂痕、**)都會影響材料的性能,造成沖模的早期失效。
2、沖模材料選擇的影響
選擇合適的沖模材料可以防止沖模早期失效。夾雜物使沖模內部產生裂紋,引起脆性斷裂,在進一步的熱處理和使用中,該裂紋進一步擴展而引起沖模開裂。鋼材在進行熱加工和退火時,再機加工后有時仍殘留脫碳層,由于內外層組織不同,造成熱處理冷卻速度不一致,產生裂紋,引起沖模開裂。含有較高的炭和合金元素,有較多的共晶化合物,導致淬火時常常出現沿著帶狀碳化物分布的裂紋,沖模在使用過程中裂紋進一步擴展,造成沖模開裂。
3、沖模機械加工的影響
沖模的型腔部分或沖頭的圓角部分,在機械加工中常常因進刀太深而留下刀痕,造成應力集中,淬火時相應部位的裂紋進一步擴展,導致沖模開裂。電加工時,沖模被加熱到高溫度,使組織發(fā)生變化,即電加工異常層受到交變應力的反復作用,微裂紋變成大裂紋,導致沖模開裂而報廢。研磨加工會導致研削表面過熱,或引起表面軟化,硬度降低,使沖模在使用中因磨損嚴重,或由于熱應力而產生磨削裂紋,*后導致沖模早期失效。
|