冲压模具的寿命管理.doc

提高模具寿命应用技术实例的评论5 编者按:随着模具工业的不断发展,模具的应用越来越广泛。目前国内大多数模具企业,模具的使用寿命还比较低,而且缺乏对模具寿命管理的理论认识和指导依据,这不仅会影响模具冲压生产的产品质量,而且会造成模具材料、加工工时等成本的巨大浪费,增加产品的成本并降低生产效率,严重影响模具企业产品市场的竞争力。摘要:本文从模具寿命的概念入手,说明了模具的失效形式及原理,通过对影响模具寿命的各方面因素进行分析,提供了模具寿命管理的有效方法和可靠数据。关键词:模具寿命模具使用寿命模具失效模具维修寿命管理一、模具寿命的概念原理模具寿命是指在保证制件品质的前提下,模具所能达到的生产次数(冲压次数、成型次数)。它包括反复刃磨和更换易损件,直至模具的主要部分更换所成形的合格制件总数。模具使用寿命:模具已经生产的次数。模具的失效分为非正常失效和正常失效。非正常失效(早期失效)是指模具未达到一定的工业水平下公认的寿命时就不能工作。早期失效的形式有塑性变形、断裂、局部严重磨损等。正常失效是指模具经大批量生产使用,因缓慢塑性变形或较均匀地磨损或疲劳断裂而不能继续工作。 ,生产出的合格产品的数目,叫模具正常寿命,简称模具寿命,模具首次修复前生产出的合格产品的数目,叫首次寿命;模具一次修复后到下一次修复前所生产出的合格产品的数目,叫修模寿命。模具寿命是首次寿命与各次修复寿命的总和。 ,工作状态差别很大,损坏部位也各异,但失效形式归纳起来大致有三种,即磨损、断裂、塑性变形。①.磨损失效模具在工作时,与成形坯料接触,产生相对运动。由于表面的相对运动,接触表面逐渐失去物质的现象叫磨损。磨损失效可分以下几种: ,在循环应力(机械应力与热应力)的作用下,使表面金属疲劳脱落的现象称为疲劳磨损。 ,产生瞬间的冲击和高温,使模具表面形成微小麻点和凹坑的现象叫气蚀磨损。液体和固体微小颗粒反复高速冲击模具表面,使模具表面局部材料流失,形成麻点和凹坑的现象叫冲蚀磨损。 ,模具表面和周围介质发生化学或电化学反应,再加上摩擦力的机械作用,引起表面材料脱落的现象叫磨蚀磨损。在模具与工件(或坯料)相对运动中,磨损往往是以多种形式并存,并相互影响。②.断裂失效模具出现大裂纹或分离为两部分和数部分丧失工作能力时,成为断裂失效。断裂可分为塑性断裂和脆性断裂。模具材料多为中、高强度钢,断裂的形式多为脆性断裂。脆性断裂又可分为一次性断裂和疲劳断裂。③.塑性变形失效模具在工作时承受很大的应力,而且不均匀。当模具的某个部位的应力超过了当时温度下模具材料的屈服极限时,就会以晶格滑移、孪晶、晶界滑移等方式产生塑性变形,改变了几何形状或尺寸,而且不能修复再工作时,叫塑性变形失效。塑性变形的失效形式表现为镦粗、弯曲、形腔胀大、塌陷等。模具的塑性变形是模具金属材料的屈服过程。是否产生塑性变形,起主导作用的是机械负荷以及模具的室温强度。在高温下工作的模具,是否产生塑性变形,主要取决于模具的工作温度和模具材料的高温强度。二、影响冲压模具寿命的主要因素研究表明:模具的使用寿命与模具结构设计、模具钢材选用、热处理、表面处理、机械加工研磨、线切割工艺,冲压设备、冲压材料及工艺,模具润滑、保养维修水平差等诸多因素有关。其中引起模具失效的各种因素中,模具结构不合理、选材不当约占25%,热处理不当约占45%,工艺问题约占10%;设备问题、滑润问题等因素约占20%。 ,合理的模具结构能使模具工作时受力均匀,不易偏载,应力集中小。模具设计的原则是保证足够的强度、刚度、同心度、对中性和合理的冲裁间隙,并减少应力集中,以保证由模具生产出来零件符合设计要求。因此对模具的主要工作零作(如冲模的凸、凹模等)要求其导向精度高、同心度和中性好及冲裁的间隙合理。在进行模具设计时,应着重考虑的是: ①.设计凸模时必须注意导向支撑和对中保护。特别是设计小孔凸模时采用导向装置结构,能保证模具零件相互位置的精度,增加模具抗弯曲、抗偏载的能力,避免模具不均匀磨损,从而延长模具寿命。②.对小孔、夹角、窄槽等薄弱部位进行补强,为了减少应力集中,要以圆弧过渡,圆弧半径R可取3~5mm。③.整体模具的凹圆角半径很易造成应力集中,并引起开裂,对于结构复杂的凹模采用镶拼结构,减少应力集中。④.冲模的凸、凹模圆角半径R不仅对冲压件成形有较大的影响,而且对于模具的磨损及寿命也影响很大。设计时应从保证成型零件充分接触的前提下尽可能放大,避免产生倒锥,影响冲件脱料出模,如圆角半径R过小且没有光滑过渡,则容易产生裂纹。⑤.合理增大间隙,改善凸模工