衝壓模具爆裂的原因分析,模具人必須知道的

由於衝壓工序不同,工作條件不同,造成模具爆裂的原因是多方面的。下面就沖模的設計、製造及使用等方面綜合分析模具爆裂的原因,並做出相應的改善措施。

衝壓模具爆裂的原因分析,模具人必須知道的

  模具材質不好,在後續加工中容易碎裂

不同材質的模具壽命往往不同。爲此,對於沖模工作零件材料,提出兩項基本要求:

(1)材料的使用性能應具有高硬度(58-64HRC)和高強度,並具有高的耐磨性和足夠的韌性,熱處理變形小,有一定的熱硬性;

(2)工藝性能良好。沖模工作零件加工製造過程一般較爲複雜,因而,必須具有對各種加工工藝的適應性,如可鍛性、可切削加工性、淬硬性、淬透性、淬火裂紋敏感性和磨削加工性等。

  熱處理:淬火回火工藝不當產生變形

實踐證明,模具的熱加工質量對模具的性能與使用壽命影響甚大。從模具失效原因的分析統計可知,因熱處理不當所引發模具失效“事故”約佔40%以上。

(1)鍛造工藝:這是模具工作零件製造過程中的重要環節。對於高合金工具鋼的模具,通常對材料碳化物分佈等金相組織提出技術要求。

(2)預備熱處理:應視模具工作零件的材料和要求的不同分別採用退火、正火或調質等預備熱處理工藝,以改善組織,消除鍛造毛坯的組織缺陷,改善加工工藝性。高碳合金模具鋼經過適當的預備熱處理,可消除網狀二次滲碳體或鏈狀碳化物,使碳化物球化、細化,促進碳化物分佈均勻性,這樣有利於保證淬火、回火質量,提高模具壽命。

(3)淬火與回火:這是模具熱處理中的關鍵環節。若淬火加熱時產生過熱,不僅會使工件造成較大的脆性,而且,在冷卻時容易引起變形和開裂,嚴重影響模具壽命。沖模淬火加熱時特別應注意防止氧化和脫碳,應嚴格控制熱處理工藝規範,在條件允許的.情況下,可採用真空熱處理。淬火後應及時回火,並根據技術要求採用不同的回火工藝。

(4)消應力退火:模具工作零件在粗加工後,應進行消應力退火處理,其目的是消除粗加工所造成的內應力,以免淬火時產生過大的變形和裂紋。對於精度要求高的模具,在磨削或電加工後還需經過消應力回火處理,有利於穩定模具精度,提高使用壽命。

  模具研磨平面度不夠,產生撓曲變形

模具工作零件表面質量的優劣,對於模具的耐磨性、抗斷裂能力及抗粘着能力等有着十分密切的關係,直接影響模具的使用壽命,尤其是表面粗糙度值對模具壽命影響很大。若表面粗糙度值過大,在工作時會產生應力集中現象,並在其峯、谷間容易產生裂紋,影響沖模的耐用度,還會影響工件表面的耐蝕性,直接影響沖模的使用壽命和精度,爲此,應注意以下事項:

(1)模具工作零件加工過程中,必須防止磨削燒傷零件表面現象,應嚴格控制磨削工藝條件和工藝方法(如砂輪硬度、粒度、冷卻液、進給量等參數);

(2)加工過程中,應防止模具工作零件表面留有刀痕、夾層、裂紋、撞擊傷痕等宏觀缺陷,這些缺陷的存在會引起應力集中,成爲斷裂的根源,造成模具早期失效;

(3)採用磨削、研磨和拋光等精加工和精細加工,獲得較小的表面粗糙度值,提高模具使用壽命。

  設計工藝

模具強度不夠,刀口間距太近,模具結構不合理,模板塊數不夠,無墊板墊腳,模具導向不準,間隙不合理。

(1)排樣與搭邊:不合理的往復送料排樣法,以及過小的搭邊值,往往會造成模具急劇磨損或凸、凹模啃傷。合理選擇排樣方法和搭邊值,以提高模具壽命。

(2)模具的導向機構精度:準確和可靠的導向,對於減少模具工作零件的磨損,避免凸、凹模啃傷影響極大,尤其是無間隙和小間隙衝裁模、複合模和多工位級進模則更爲有效。爲提高模具壽命,必須根據工序性質和零件精度等要求,正確選擇導向形式和確定導向機構的精度。

(3)模具(凸、凹模)刃口幾何參數。

  線割工藝

人爲地拉線線割,線割間隙處理不對,沒作清角及線割的變質層影響。

沖模刃口多采用線切割加工。由於線切割加工的熱效應和電解作用,使模具加工表面產生一定厚度的變質層,造成表面硬度降低,出現顯微裂紋等,致使線切割加工的沖模易發生早期磨損,直接影響模具衝裁間隙的保持及刃口容易崩刃,縮短模具使用壽命。因此,在線切割加工中,應選擇合理的電規準,儘量減少變質層深度。

  衝牀設備的選用

衝牀噸位,衝裁力不夠,調模下得太深。衝壓設備(如壓力機)的精度與剛性,對衝模壽命的影響極爲重要。衝壓設備的精度高、剛性好,沖模壽命大爲提高。例如:複雜硅鋼片沖模材料爲Crl2MoV,在普通開式壓力機上使用,平均復磨壽命爲1-3萬次;而新式精密壓力機上使用,沖模的復磨壽命可達6-12萬次。

  衝壓工藝

衝壓零件的原材料厚度公差超差、材料性能波動、表面質量較差(如鏽跡)或不乾淨(如油污)等,會造成模具工作零件磨損加劇、易崩刃等不良後果。爲此,應當注意:

(1)儘可能採用衝壓工藝性好的原材料,以減少衝壓變形力;

(2)衝壓前,應嚴格檢查原材料的牌號、厚度及表面質量等,並將原材料擦拭乾淨,必要時,應清除表面氧化物和鏽跡;

(3)根據衝壓工序和原材料種類,必要時可安排軟化處理和表面處理,以及選擇合適的潤滑劑和潤滑工序。