1. 提高模具寿命的方法有哪些
在实际中提高模具的使用寿命的方法:
1、保持模具零件的位置稳定
在模具工作时,要求模具上所有的部件保持稳定的设计位置,模具加工间隙包括冲裁、弯曲、成形等凸凹模间隙的均匀配合,是控制相对位置的重要方面。
2、冲压中的材料控制
在整个冲压过程中,如何保证被冲压材料的位置和支承,应考虑材料的应力和应变,以及材料的约束问题。
3、模具工作时的振动控制
为了延长模具的寿命,有意将凸模有效部分加长时,应采取措施防止因凸模振动而产生的歪斜或歪扭。
4、对制件的废料控制
废料上升是由于间隙过大,冲裁时作用于材料上的拉力使得冲压件比模孔小,而又由于凸模底面与废料密贴所产生的真空吸着现象所引起的,废料会减少模具寿命。
5、模具负荷的控制
要求模具的负荷中心与冲床的压力中心在前后左右方向都基本一致。
总之,如果在模具的设计上充分考虑以上5个方面,就能够大大提高模具的使用寿命,降低模具的维修成本,减少企业的经济负担。
2. 模具的数量有限,一张生产单应该开多少模才可以应付交期,怎么样算快
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3. 如何提高模具质量
:如何提高模具质量
近年来,世界范围内制造业的竞争变得越来越激烈,企业在尽可能短的时间内高效率、低消耗地为顾客提供个性化高质量产品的能力,已成为企业竞争能力的一个标志。模具被称为工业之父,模具质量的高低,将直接影响到产品的质量、产量、成本、新产品投产及老产品更新换代的周期、企业产品结构调整速度与市场竞争力,因此经济形势对模具的质量提出了越来越高的要求。那么如何才能更合理地提高模具质量呢?也就是说,怎么样才能让模具在高精度、低成本、高效率条件下,更长时间地、更多模次地生产出质量合格的制件呢?这已经越来越成为人们关注的焦点。模具质量并不是一个简单的话题,它包括以下几个方面:⑴制品质量:制品尺寸的稳定性、符合性,制品表面的光洁度、制品材料的利用率等等;
⑵使用寿命:在确保制品质量的前提下,模具所能完成的工作循环次数或生产的制件数量;⑶模具的使用维护:是否属最方便使用、脱模容易、生产辅助时间尽可能的短;⑷维修成本、维修周期性等等。
提高模具质量的基本途径:
⑴首先制件的设计要合理,尽可能选用最好的结构方案,制件的设计者要考虑到制件的技术要求及其结构必须符合模具制造的工艺性和可行性。
⑵模具的设计是提高模具质量的最重要的一步,需要考虑到很多因素,包括模具材料的选用,模具结构的可使用性及安全性,模具零件的可加工性及模具维修的方便性,这些在设计之初应尽量考虑得周全些。
①模具材料的选用既要满足客户对产品质量的要求,还需考虑到材料的成本及其在设定周期内的强度,当然还要根据模具的类型、使用工作方式、加工速度、主要失效形式等因素来选材。例如:冲裁模的主要失效形式是刃口磨损,就要选择表面硬度高、耐磨性好的材料;冲压模主要承受周期性载荷,易引起表面疲劳裂纹,导致表层剥落,那就要选择表面韧性好的材料;拉深模应选择磨擦系数特别低的材料;压铸模由于受到循环热应力作用,故应选择热疲劳性强的材料;对于注塑模,当塑件为ABS、PP、PC之类材料时,模具材料可选择预硬调质钢,当塑件为高光洁度、透明的材料时,可选耐蚀不锈钢,当制品批量大时,可选择淬火回火钢。另外还需要考虑采用与制件亲和力较小的模具材料,以防粘模加剧模具零件的磨损,从而影响模具的质量。
②模具结构设计时,尽量结构紧凑、操作方便,还要保证模具零件有足够的强度和刚度;在模具结构允许时,模具零件各表面的转角应尽可能设计成圆角过渡,以避免应力集中;对于凹模、型腔及部分凸模、型芯,可采用组合或镶拼结构来消除应力集中,细长凸模或型芯,在结构上需采取适当的保护措施;对于冷冲模,应配置防止制件或废料堵塞的装置(如:弹顶销、压缩空气等)。与此同时,还要考虑如何减少滑动配合件及频繁撞击件在长期使用中磨损所带来的对模具质量的影响。
③在设计中必须减少在维修某一零部件时需拆装的范围,特别是易损件更换时,尽可能减少其拆装范围。
⑶模具的制造过程也是确保模具质量的重要一环,模具制造过程中的加工方法和加工精度也会影响到模具的使用寿命。各零部件的精度直接影响到模具整体装配情况,除掉设备自身精度的影响外,则需通过改善零件的加工方法,提高钳工在模具磨配过程中的技术水平,来提高模具零件的加工精度;若模具整体装配效果达不到要求,则会在试模中让模具在不正常状态下动作的几率提高,对模具的总体质量将会有很大影响。
因此,为保证模具具有良好的原始精度—原始的模具质量,在制造过程中首先要合理选择高精度的加工方法,如电火花、线切割、数控加工等等,同时应注意模具的精度检查,包括模具零件的加工精度、装配精度及通过试模验收工作综合检查模具的精度,在检查时还需尽量选用高精度的测量仪器,对于那些成形表面曲面结构复杂的模具零件,若用普通的直尺、游标卡就无法达到精确的测量数据,这时就需选用三坐标测量仪之类的精密测量设备,来确保测量数据的准确性。 ⑷对模具主要成形零部件进行表面强化,以提高模具零件表面耐磨性,从而更好地提高模具质量。对于表面强化,要根据不同用途的模具,选用不同的强化方法。例如:冲裁模可采用电火花强化、硬质合金堆焊等,以提高模具零件表层的耐磨性和抗压强度;压铸模、塑料模等热加工模具钢零件可采用渗氮(硬氮化)处理,以提高零件的耐磨性、耐热疲劳性和耐磨蚀性;拉深模、弯曲模可采用渗硫处理,以减少摩擦系数,提高材料的耐磨性;碳氮共渗(软氮化)可应用于各类模具的表面强化处理。另外,近几年发展起来的一种称为FCVA真空镀金刚石膜技术,能在零件表层形成一层与基体结合异常牢固又十分光滑均匀密实的保护膜,这种技术特别适合于模具表面保护性处理,也是提高模具质量的一种效果显著的方法。当然,如果制件属试制产品或生产批量相当小的话,就不一定非要进行模具零件的表面强化处理。
⑸模具的正确使用与维护,也是提高模具质量的一大因素。例如:模具的安装调试方式应恰当,在有热流道的情况下,电源接线要正确,冷却水路要满足设计要求,模具在生产中注塑机、压铸机、压力机的参数需与设计要求相符合等等。在正确使用模具时,还需对模具进行定期维护保养,模具的导柱、导套及其他有相对运动的部位应经常加注润滑油,对于锻模、塑料模、压铸模之类模具在每模成形前都应将润滑剂或起模剂喷涂于成形零件表面。对模具进行有计划的防护性维护,并通过维护过程中的数据处理,则可预防模具在生产中可能出现的问题,还可提高维修工作效率。中国塑料模具网
总之,要想提高模具的质量,首先必须每个环节都要考虑到对模具质量的影响,其次还须通过各部门的通力合作。模具的质量是模具企业自身实力的真实体现。
质量是一个古老而又常新的话题!模具的质量,无论是模具的设计者和制造者、制件的设计者,还是模具的使用者都应积极关心的问题,随着技术的不断创新、新材料的广泛采用、加工工艺的不断变革,使用与维护条件的差异等等都不同程度的影响模具的质量。“模具质量”的涉及面很广泛,相当复杂,提高模具质量的方法有多种,途径也很多,本文仅从自己的观点略作阐述,应该能使模具行业的读者们对“如何提高模具质量”有更广泛、更深刻的认识。
4. 在实际中如何提高模具的使用寿命
精密体积成形模具的设计制造与模具寿命
【摘要】论述了精密体积成形(精锻)模具的寿命与模具设计制造的关系。采用先进设计手段合理设计精密体积成形件(精锻件)、锻压工艺、模具结构,选择模具材料,制定模具钢的锻造规范和热处理工艺以及合理确定机械加工工艺及加工精度,可大幅度提高模具寿命。
� 1、引言�
面对廿一世纪的国内建设形势,企业要适应市场经济的发展,作为国家支拄产
业的汽车工业将加大轻、微、轿车的产量,因而对模锻件的精度提出了更高的要求。在生产过程中,提高模具寿命是一个复杂的综合性问题。所有锻压工艺,特别是净形和近似净形加工工艺,在很大程度上取决于模具的精度和品质,取决于模具的技术水平。模具技术反映在模具设计和制造上,而模具寿命除与上述两个环节有关外,还与使用环节有关。�
提高模具寿命有极大的经济效益,一般在试生产阶段模具工装费用占生产成本的25%左右,而定型生产时仅为10%。�
模具的早期失效形式,多为凸模断裂、模膛边缘堆塌、飞边遭桥部龟裂、模腔底部发生裂纹。影响模具寿命的因素较多,涉及面广,模具设计是模具寿命的基础。模具设计环节是指模具的结构设计、成形模腔设计和确定模具钢种、模具硬度等。模具制造环节是指制模工艺、热处理规范和表面处理技术等。本文仅从模具设计和模具制造两个方面探讨提高模具寿命的措施。
2、合理设计精密体积成形件(精锻件)�
模锻件应尽量避免带小孔、窄槽、夹角,形状要尽量对称,即使不能做到轴对称,也希望达到上、下对称或左、右对称。要设计拔模斜度,避免应力集中和模锻单位压力增大,克服偏心受载和模具磨损不均等缺陷。�
对于锻模模腔边缘和底部圆角半径R,设计时应从保证锻件型腔容易充满的前提下尽可能放大。若圆角半径过小,模腔边缘很容易在高温高压下堆塌,严重者会形成倒锥,影响模锻件出模。如底部圆角半径R过小而又不是光滑过渡,则容易产生裂纹且会不断扩大。
设计模具时应充分利用CAD系统功能对产品进行二维和三维设计,保证产品原始信息的统一性和精确性,避免人为因素造成的错误,提高模具的设计质量。产品三维立体的造型过程以在锻造前全面反映出产品的外部形状,及时发现原始设计中可能存在的问题,同时根据产品信息,用电脑设计出加工模具型腔的电极,为后续模具加工做好准备。
采用CAM技术可以将设计的电极精确地按指定方式生产。采用数控铣床(或加工中心)加工电极,可保证电极的加工精度,减小试模时间,减少模具的废品率和返修率,减少钳工劳动量。
对于一些外形复杂,精度要求高的锻件,靠模具钳工采用常规模具制造方法保证某些外形尺寸而采用CAD/CAM技术可以对这些复杂的锻件进行精确的尺寸描述,确定合理的分模面,保证合模精度,从模具制造这一环节确保产品精度。
CAD/CAM/CAE技术可以进行有限元分析,对关键部位的尺寸设计是否合理可以提供修改依据,从而在为客户提供高质量锻件的同时,也为客户的设计提供了依据,加强了与客户的合作。
成形是模锻过程中最重要的工步,模锻件的几何形状是靠锻模来保证的,模锻过程中要全面考虑各种因素,尤其是对生产中可能发生的或已暴露出的问题,在模具设计时应采取措施减轻后续工序的加工难度。按照这一原则在预防为减少模锻件开裂与变形,提高锻件合格率方面,可以有针对性地采取一些对策和措施。如锻件的某些部位在切边和冲孔时易变形而影响产品质量时,可在锻模设计上适当增加相应变形部位的加工余量予以补偿,这一点对于切边时锻件变形大的薄法兰更为重要。对一些带有杆部且杆部直径相对较小的锻件,在切边和热处理过程中会产生有规律的几何变形,而用冷校正方式无法或难以校直。如某厂生产的TS60曲轴,可根据实践经验和统计数据预先将中心线在一定范围内变形方向反向偏移一定的预补反变形量。
3、合理设计锻压工艺�
目前,一般企业无健全的工艺试验室,缺乏工艺试验条件,客观上要求工艺方案必须正确,一次成功。尤其步入市场经济以后,企业负责人要求锻造技术人员只能成功,不许失败,这就给工艺设计人员带来了较大的困难,要求工艺人员要具有较高
的水平,但即使具有丰富实践经验的工艺人员也难免会感到棘手,一旦失误就会造成较大损失。
对于切边时存在容易撕裂部分的锻件可在设计飞边槽时有意减薄薄弱部分飞边桥部的高度,以降低切飞边时此处的切割厚度。如S195连杆,材料为45钢,锻后冷切边,大头搭子部位由于截面形状小、料薄,在切边时经常出现搭子及附近筋部撕裂,废品率高。若改为锻后余热切边则可提高切边质量,但由于切边受模锻生产节拍的限制,效率低。而在设计锻模时减薄此处飞边桥的高度,减少此处飞边冲裁力,可以大大减少切边撕裂。�
对于冷挤压工艺,必须最大程度地软化毛坯及减少变形时的磨擦力,严格控制变形程度和各工序变形程度的合理分配。
一般低碳钢、碳钢及低碳合金钢的软化退火工艺为:加热至760℃保温4h,以20℃/h的冷却速度冷到680℃保温3h,再以20℃/h的冷却速度冷却到640℃后随炉冷却到350℃出炉。硬度一般可达125~155HB。�
含碳量小于0.2%的碳钢,钢材经退火后硬度可小于120HB。钢材经软化退火后再经滚光、酸洗、磷化、皂化后再涂猪油拌MoS�2润滑,可降低变形负载,有效减少凸模、压模圈、接头体的断裂失效。�
采用多工序小变形的冷挤压方法能有效地降低模具承受的单位挤压力,工序间坯料可不进行软化处理,使模具寿命得以延长。国内某些厂家在挤压生产时贪图一时之便,减少挤压工序,虽然也能把样品(或产品)做出,但模具负荷太大,容易出现断裂失效。这种急功近利的做法是我国冷挤压工艺曾经一轰而起未能迅猛发展的主要技术原因之一。�
采用锻模CAE软件,可以分析材料的流动情况、磨擦阻力以及材料的充腔溢料情况,帮助设计人员有效合理地进行工艺设计。
4、合理的模具结构设计�
模具结构设计主要考虑导向精度合理、冲裁间隙恰当、刚性好,还要考虑尽量采用组合式模具。
模架应有良好的刚性,不要仅仅满足强度要求,模板不宜太薄,在可能的情况下尽量增厚,甚至增厚50%。多工位模具不宜仅用2根导柱导向,应尽量做到4根导柱导向,这样导向性能好。因为增加了刚度,保证了凸、凹模间隙均匀,确保凸模和凹模不会发生碰切现象。
浮动模柄可避免压力机对模具导向精度的不良影响。凸模应夹紧可靠,装配时要检查凸模或凹模的轴线对水平面的垂直度以及上下底面之间的平行度。�
在冷挤压时,凸模和凹模的硬度要合适,要充分发挥强韧化处理对延长寿命的潜力。如W6Mo5Cr4V2钢冷挤压凸模,当硬度≥60HRC时可正常使用,寿命为3000~3500件。但如果凭经验认为硬度低、塑性好,寿命一定延长时就会大失所望,当硬度为57~58HRC挤压工件时,凸模的工作带会镦粗。某厂检测挤压第1件以后凸模的工作带尺寸发现,镦粗增大量为0.01~0.04mm。�
对于热挤凹模就不能套用冷挤摸的经验,当把3Cr2W8V钢热挤凹模的硬度值从>40HRC降到37~38HRC时,使用寿命从1000~2000次提高到6000~8000次。�
根据经验,不同的锻压设备上的模锻对锻模的硬度要求不尽相同,即使在同一种锻压设备上的模锻,锻不同的产品对模具的硬度要求也不相同。�
在锻件飞边切除时,凸模底要尽量与锻件的上侧表面相吻合。如钢丝钳模锻件热切飞边时,切飞边凸模底部的凹形要与钢丝钳柄部的弧形相吻合,否则在切飞边过程中,切飞边凸模易使锻件向一侧翻转,使凸模和凹模损坏。一般情况下,冲裁间隙放大可以延长切飞边模寿命。
5、合理选择模具材料�
根据模具的工作条件、生产批量以及材料本身的强韧性能来选择模具用材,应尽可能选用品质好的钢材。据有关资料介绍,模具的制造费较高,而材料费用一般仅是模具价格的6%~20%。�
对模具材料要进行质量检测,模块要符合供货协议要求,模块的化学成份要符合国际上的有关规定。只有在确信模块合格的情况下,才能锻造。大型模块(100kg以上)采用电渣重熔钢H13时要确保内部质量,避免可能出现的成份偏析、杂质超标等内部缺陷。要采用超声波探伤等无损检测技术检查,确保每件锻件内部质量良好,避
免可能出现的冶金缺陷,将废品及早剔除。
6、合理制定模具钢的锻造规范�
根据碳化物偏析对模具寿命的影响,必须限制碳化物的不均匀度,对精密模具和负荷大的细长凸模,必须选用韧性好强度高的模具钢,碳化物不均匀度应控制为不大于3级。Cr12钢碳化物不均匀度3级要比5级耐用度提高1倍以上。滚丝模的碳化物不均匀度为5~6级时最多滚丝2000件,而碳化物不均匀度提高到1~2级时可滚丝550000件。如果碳化物偏析严重,可能引起过热、过烧、开裂、崩刃、塌陷、拉断等早期
失效现象。带状、网状、大颗粒和大块堆集的碳化物使制成的模具性能呈各向异性,横向的强度低,塑性也差。
根据显微硬度测量结果,碳化物正常分布处为740~760HV,碳化物集中处为920~940HV,碳化物稀少处为610~670HV,在碳化物稀少处易回火过度,使硬度和强度降低,碳化物富集区往往因回火不足,脆性大,而导致模具镦粗或断裂。�
通过锻造能有效改善工具钢的碳化物偏析,一般锻造后可降低碳化物偏析2级,最多为3级。最好采用轴向、径向反复镦拔(十字镦拔法),它是将原材料镦粗后沿断面中两个相互垂直的方向反复镦拔,最后再沿轴向或横向锻成,重复一次这一过程就叫做双十字镦拔,重复多次即为多次十字镦拔。�
而对于直径小于或等于50mm的高合金钢,其碳化物不均匀性一般在4级以内,可满足一般模具使用要求。
�7、合理选择热处理工艺
热处理不当是导致模具早期失效的重要原因,据某厂统计,其约占模具早期失效因素的35%。
模具热处理包括锻造后的退火,粗加工以后高温回火或低温回火,精加工后的淬火与回火,电火花、线切割以后的去应力低温回火。只有冷热加工很好相互配合,才能保证良好的模具寿命。
模具型腔大而壁薄时需要采用正常淬火温度的上限,以使残留奥氏体量增加,使模具不致胀大。快速加热法由于加热时间短,氧化脱碳倾向减少,晶粒细小,对碳素工具钢大型模具淬火变形小。对高速钢采用低淬、高回工艺比较好,淬火温度低,回火温度偏高,可大大提高韧性,尽管硬度有所降低,但对提高因折断或疲劳破坏的模具寿命极为有效。通常Cr12MoV钢淬火加热温度为1000℃,油冷,然后220℃回火。如
能在这种热处理以前先行热处理一次,即加热至1100℃保温,油冷,700℃高温回火,则模具寿命能大幅度提高。我们在70年代初期对3Cr2W8V钢施行高淬、高回工艺热处理钢丝钳热锻模具也取得良好效果,寿命提高2倍多。采用低温氮碳共渗工艺,表面硬度可达1200HV,也能大大提高模具寿命。
低温电解渗硫可降低金属变形时的摩擦力,提高抗咬粘性能。使用6W6Mo5Cr4V钢制作冷挤压凸模,经低温氮碳共渗后,使用寿命平均提高1倍以上,再经低温电解渗硫处理可以进一步提高寿命50%。模具淬火后存在很大的残留应力,它往往引起模具变形甚至开裂。为了减少残留应力,模具淬火后应趁热进行回火,回火应充分,回火不充分易产生磨前裂纹。对碳素工具钢,200℃回火1h,残留应力能消除约50%,回火2h残留应力能消除约75%~80%,而如果500~600℃回火1h,则残留应力能消除达90%。�
某厂CrWMn钢制凸模淬火后回火1h,使用不久便断裂,而当回火2.5h,使用中未发现断裂现象。这说明回火不均匀,虽然表面硬度达到要求,但工作内部组织不均匀,残留应力消除不充分,模具易早期破裂失效。
回火后一般为空冷,在回火冷却过程中,材料内部可能会出现新的拉应力,应缓冷到100~120℃以后再出炉,或在高温回火后再加一次低温回火。�
表面覆层硬化技术中的PVD、CVD近年来获得较大的进展,在PVD中常用的真空蒸镀、真空溅射镀和离子镀,其中离子镀层具有附着力强、浇镀性好,沉积速度快,无公害等优点。离子镀工艺可在模具表面镀上TiC、TiN,其使用寿命可延长几倍到几十倍。离子镀是真空蒸膜与气体放电相结合的一种沉积技术。空心阴极放电法(HCD法)是先用真空泵抽真空,再向真空泵通入反应气体,并使真空度保持在10-5~10-2Pa范围内,利用低压大电流HCD电子枪使蒸发的金属或化合物离子化,从而在工作表面堆积成一层防护膜。为提高镀敷效率,一般在工件上施加负电压。�
锻模的表面处理技术国内应用不太多,这一领域大有开发的必要。整体模腔的渗碳、渗氮、渗硼、碳氮共渗以及模腔局部的喷涂、刷镀和堆焊等表面硬化支持都是很有发展前途的,突破这一领域将使我国制模技术得到很大提高。�
模具失效以后的焊补技术,国内90年代初期就有工厂进行研究和应用,如青海锻造厂,焊补后的锻模寿命可提高1倍。
8、合理确定机械加工制造工艺和加工精度�
采用先进设备和技术确保每副模具具有高精度和互换性以保证锻模所要求的高精度和重复精度。制造工艺首先要解决加工后的加工变形与残留应力不能太大。粗加
工时最好不要使表面粗糙度Ra>3.2μm,特别应注意在模具工作部分转角处要光滑过渡,减少热处理产生的热应力。�
模腔表面加工时留下的刀痕、磨痕都是应力集中的部位,也是早期裂纹和疲劳裂纹源,因此在锻模加工时一定要刃磨好刀具。平面刀具两端一定要刃磨好圆角R,圆弧刀具刃磨时要用R规测量,绝不允许出现尖点。在精加工时走刀量要小,不允许出现刀痕。对于复杂模腔一定要留足打磨余量,即使加工后没有刀痕,也要再由钳工用风动砂轮(或用其它方法)打磨抛光,但要注意防止打磨时局部出现过热、烧伤表面和降低表面硬度。�
模具电加工表面有硬化层,厚10μm左右,硬化层脆而有残留应力,直接使用往往引起早期开裂,这种硬化层在对其进行180℃左右的低温回火时可消除其残留应力。
磨削时若磨削热过大会引起肉眼看不见的与磨削方向垂直的微小裂纹,在拉应力作用下,裂纹会扩展。对CrWMn钢冷挤凹模采用干磨,磨削深度为0.04~0.05mm时,使用中100%开裂;采用湿磨,磨削深度0.005~0.01mm时,使用性能良好。消除磨削应力也可将模具在260~315℃的盐浴中浸1.5min,然后在30℃油中冷却,这样硬度可下降1HRC,残留应力降低40%~65%。对于精密模具的精密磨削要注意环境温度的影响,要求恒温磨削。
锻模粗加工时要为精加工保留合理的加工余量,因为所留的余量过小,可能因热处理变形造成余量不够,必须对新制锻模进行补焊,若留的余量过大,则增加了淬火后的加工难度。
当锻模燕尾支承面与分模面平行度超过要求时,会使锻模锁扣啃坏或打裂,重者会打断锤杆甚至损坏锤头,所以在锻模加工中除对模腔尺寸按图纸要求加工外,对其它各部分外形尺寸、位置度、平行度、垂直度都要按要求加工并严格检验。有些厂对小型锻模热处理后用平面磨床磨削上下平面,对大型锻模用龙门刨床以刨代刮,保证制造精度。
锻模模腔的粗糙度直接影响锻模寿命,粗糙度高会使锻件不易脱模,特别是中间带凸起部位,锻件越深,抱得越紧,最后只能卸下锻模用机加工或气割的方法破坏锻件。由于粗糙度值高会使金属流动阻力增加,严重时模锻若干件以后会将模壁磨损成沟槽,既影响锻件成形,也易使锻模早期失效。
工作表面粗糙度值低的模具不但摩擦阻力小,而且抗咬合和抗疲劳能力强,表面粗糙度一般要求Ra=0.4~0.8μm。
模具的制造装配精度对模具寿命的影响也很大,装配精度高,底面平直,平行度好,凸模与凹模垂直度高,间隙均匀,亦可获得相当高的寿命。
5. 如何提高模具寿命-提高模具寿命的方法
如何提高模具寿命-提高模具寿命的方法
在机械工业生产中,模具的使用占有重要的地位,模具使用寿命的长短则是其生产技术水平高低的一个重要标志,而有关模具寿命的研究,是一项系统工程。下面,我为大家分享提高模具寿命的方法,希望对大家有所帮助!
3Cr2W8V模具钢使用较广,常规热处理工艺为1050℃~1100℃淬火,550℃~620℃回火,硬度一般为45 HRC~50HRC,使用中常出现早期断裂现象,模具寿命往往是较低的。
如改用高温淬火和高温回火新工艺,即1150℃高温淬火,640℃~680℃高温回火,硬度为40HRC左右,得到回火索氏体组织。
这样,硬度虽然降低了些,但由于耐热疲劳性及断裂韧度大大提高,使用中避免了断裂现象的发生,使用寿命显著延长。若将回火温度控制在620℃~640℃,硬度保持43HRC左右,对一些凸模形状可以延缓产生塌陷时间。
近几年来,随着工业的发展,对产品质量的要求日益严格,因而对模具的要求也越来越高。特别是精密压铸模具,除要求有很高的力学性能,还要求变形量很小,热处理后基本不再加工。下面介绍了三种常用的模具表面强化处理:
模具气体软氮化
气体软氮化是一项新的化学热处理工艺,它是由液体软氮化发展起来的.。这项工艺是在井式炉中使用尿素、甲酸胺、三乙醇胺等有机化合物作为渗剂,或通入氨加渗碳性气体等添加物进行氮化处理。
气体软氮化工艺除具有液体软氮化处理温度低、时间短、变形小、不受钢种限制,处理后能显著提高模具型腔的耐磨性、疲劳性、抗咬合及擦伤等性能外,还解决了液体软氮化的毒性问题,具有劳动条件好,氮化质量稳定,工艺操作方便等特点。
模具渗铬
压铸模渗铬可提高型腔表明硬度(HV1300以上)、耐磨性、耐蚀性、疲劳强度和抗高温氧化性。对承受强烈磨损的模具,可显著提高使用寿命。
模具渗铬时,加热到950℃~1100℃,保温5h~10h即可形成一层结合牢固的渗铬层。渗铬层厚度一般较小,不影响模具型腔的尺寸。
例如,某厂对压铸件的一般形状及尺寸来说,铝合金压铸磨3Cr2W8V,经渗铬后的使用寿命可提高10倍左右。
模具离子氮化
离子氮化是提高模具零件耐磨性、疲劳强度、抗蚀性德一种新德化学热处理工艺,生产实践证实,应用在压铸模具上效果良好。
;6. 五金模具的常见问题及解决方法「」
五金模具的常见问题及解决方法「推荐」
模具在调试维修过程中经常会遇到形形色色的问题,这些问题将严重影响产品的交期和模具的使用周期。下面,我为大家分享五金模具的常见问题及解决方法,希望对大家有所帮助!
跳废料
模具间隙较大、凸模较短、材质的影响(硬性、脆性),冲压速度太高、冲压油过粘或油滴太快造成的附着作用,冲压振动产生料屑发散,真空吸附及模芯未充分消磁等均可造成废屑带到模面上。
①、刃口的锋利程度。刃口的圆角越大,越容易造成废料反弹,对于材料比较薄的不锈钢等可以采用斜刃口。
②、对于比较规则的废料,可增大废料的复杂程度或在冲头上加聚胺酯顶杆来防止跳废料,在凹模刃口侧增加划痕。
③、模具的间隙是否合理。不合理的模具间隙,易造成废料反弹,对于小直径孔间隙减少10%,直径大于50.00毫米,间隙放大。
④、增加入模深度。每个工位模具冲压时,入模量的要求是一定的,入模量小,易造成废料反弹。
⑤、被加工材料的表面是否有油污。
⑥、调整冲压速度、冲压油浓度。
⑦、采用真空吸附。
⑧、对冲头、镶件、材料进行退磁处理。
压伤、刮伤
①、料带或模具有油污、废屑,导致压伤,需擦拭油污并安装自动风枪清除废屑。
②、模具表面不光滑,应提高模具表面光洁度。
③、零件表面硬度不够,表面需镀铬、渗碳、渗硼等处理。④、材料应变而失稳,减少润滑,增加压应力,调节弹簧力。
⑤、对跳废料的模具进行维修。
⑥、作业时产品刮到模具定位或其它地方造成刮伤,需修改或降低模具定位,教育作业人员作业时轻拿轻放。
工件折弯后外表面擦伤
①、原材料表面不光滑,清洁、校平原材料。
②、成型入块有废料,清除入块间的废屑。
③、成型块不光滑,将成型块电镀、抛光,提高凸凹模的光洁度。
④、凸模弯曲半径R太小,增大凸模弯曲半径⑤、模具弯曲间隙太小,调整上下模弯曲配合间隙。
⑥、凹模成型块加装滚轴成形。
冲头使用前应注意
①、用干净抹布清洁冲头。
②、查看表面是否有刮、凹痕,如有,则用油石去除。
③、及时上油防锈。
④、安装冲头时小心不能有任何倾斜,可用尼龙锤之类的软材料工具把它轻轻敲正,只有在冲头正确定位后才能旋紧螺栓。
冲模的安装与调试
安装与调校冲模必须特别细心。因为冲模尤其大中型冲模,不仅造价高昂,而且重量大微量移动困难,人身的安全应始终放在首位。无限位装置的冲模在上下模之间应加一块垫木板。在冲床工作台清理干净后,将合模状态的待试模具置于台面合适位置。按工艺文件和冲模设计要求选定的压机滑块行程,在模具搬上台面前调至下死点并大于模具闭合高度10~15mm的位置,调节滑块连杆,移动模具,确保模柄对准模柄孔并达到合适的装模高度。一般冲裁模先固定下模(不拧紧)后再固定上模(拧紧),压板T型螺栓均宜使用合适扭矩扳手拧紧(下模),确保相同螺拴具有一致而理想的预加夹紧力。可以有效防止手动拧紧螺纹出现的因体力、性别、手感误差造成的预紧力过大或过小、相同螺纹预紧力不等,从而引起冲压过程中上下模错移、间隙改变、啃剥刃口等故障发生。
试模前对模具进行全面润滑并准备正常生产用料,在空行程启动冲模3~5次确认模具运作正常后再试冲。调整和控制凸模进入凹模深度、检查并验证冲模导向、送料、推卸、侧压与弹压等机构与装置的性能及运作灵活性,而后进行适当调节,使之达到最佳技术状态。对大中小型冲模分别试冲3、5、10件进行停产初检,合格后再试冲10、15、30件进行复检。经划线检测、冲切面与毛刺检验、一切尺寸与形位精度均符合图纸要求,才能交付生产。
冲压毛刺
①、模具间隙过大或不均匀,重新调整模具间隙。
②、模具材质及热处理不当,产生凹模倒锥或刃口不锋利,应合理选材、模具工作部分材料用硬质合金,热处理方式合理。
③、冲压磨损,研磨冲头或镶件。
④、凸模进入凹模太深,调整凸模进入凹模深度。
⑤、导向结构不精密或操作不当,检修模具内导柱导套及冲床导向精度,规范冲床操作。
漏冲孔
出现漏冲孔的情况,一般有冲头断未发现、修模后漏装冲头、冲头下陷等因素引起,修模后要进行首件确认,与样品对比,检查是否有遗漏现象,对冲头下沉的,应改善上模垫板的硬度。
脱料不正常
①、脱料板与凸模配合过紧、脱料板倾斜、等高螺丝高度不统一或其它脱料件装置不当,应修整脱料件,脱料螺钉采用套管及内六角螺钉相结合的形式。
②、模具间隙偏小,冲头在脱离材料时需要很大的脱模力,造成冲头被材料咬住,需增加下模间隙。
③、凹模有倒锥, 修整凹模。
④、凹模落料孔与下模座漏料孔没有对正,修整漏料孔。
⑤、检查加工材料的状态。材料脏污附着到模具上,使得冲头被材料咬住而无法加工。翘曲变形的材料在冲孔后,会夹紧冲头,发现翘曲变形的材料,需弄平整后再加工。
⑥、冲头、下模的刃口钝化要及时刃磨。刃口锋利的模具能加工出漂亮的`切断面,刃口钝了,则需要额外的冲压力,而且工件断面粗糙,产生很大的抵抗力,造成冲头被材料咬住。
⑦、适当采用斜刃口冲头。
⑧、尽量减少磨损,改善润滑条件,润滑板材和冲头。
⑨、弹簧或橡胶弹力不够或疲劳损耗,及时更换弹簧。
⑩、导柱与导套间隙过大,返修或更换导柱导套。
◎、平行度误差积累,重新修磨装配。
◎、推件块上的孔不垂直,使小凸模偏位,返修或更换推件块。
◎、凸模或导柱安装不垂直,重新装配,保证垂直度。
折弯边不平直,尺寸不稳定
①.增加压线或预折弯工艺。
②.材料压料力不够,增加压料力。
③.凸凹模圆角磨损不对称或折弯受力不均匀,调整凸凹模间隙使之均匀、抛光凸凹模圆角。
④高度尺寸不能小于最小极限尺寸。
模具严重磨损
①、及时更换已经磨损的模具导向组件和冲头。
②、检查模具间隙是否不合理(偏小),增加下模间隙。
③、尽量减少磨损,改善润滑条件,润滑板材和冲头。油量和注油次数视加工材料的条件而定。冷轧钢板、耐蚀钢板等无锈垢的材料,要给模具注油,注油点为导套、注油口、下模等。油用轻机油。有锈垢的材料,加工时铁锈微粉会吸入冲头和导套之间,产生污垢,使得冲头不
能在导套内自由滑动,这种情况下,如果上油,会使得锈垢更容易沾上,因此冲这种材料时,相反要把油擦干净,每月分解一回,用汽(柴)油把冲头、下模的污垢去掉,重新组装前再擦干净。这样就能保证模具有良好的润滑性能。
④、刃磨方法不当,造成模具的退火,加剧磨损,应当使用软磨料砂轮,采用小的吃刀量,足量的冷却液并经常清理砂轮。
防止冲压噪音
冲床是板料加工工业的最关键的必备设备。冲床在工作时会产生机械传动噪声、冲压噪声和空气动力性噪声,该噪声最高值可达125dB(A)大大超过国家标准规定的85dB(A)及其以下的噪声指标要求,因而对操作工人及周围环境(如办公室、居民住宅区、会议室等)造成极其严重的伤害和污染。有效地治理该噪声己成为急待解决的问题。特别是我国的第一部《噪声法》的实施,环保产业化的规模日益增大,更加速了对这一噪声治理的迫切性。
从冲床噪声源和模具结构入手,要降低噪音得注意以下几点:
①、注重模具保养、清洁,保持刃口锋利。
②、模具刃口的形状、数量、材料和冲切线长,模具刃口与零件接触面不要太大,冲头做斜刃阶梯冲裁,使模具在不同的位置切入深度不同,整个过程实现真正的切断,而不是同步挤断。
③、模具刃口必须垂直于安装面,且凸凹模刃口配合间隙要合理,卸料困难时可增加下模间隙、增加卸料力,采用软表面的卸料板等方法。
④、各工作模板间的配合精度,加工一些排气槽。
⑤、止挡板改做小块拼件,脱料板、下模板改为镶件式,减小抨击面积。
⑥、脱料板弹顶来源改为T型顶杆,弹簧装在上模座,等高套与顶杆配用,开模状态下保证脱料板仍有一定的自由活动量。
⑦、保持润滑良好,模具无干涉,顺畅。
⑧、上下模座表面垫铝板做冲力缓冲。
⑨、模具调试好后,在冲床上加装隔声罩或海绵板隔音处理。
⑩、提高冲床精度,降低结构噪声。在工作台上安装缓冲减振降噪油缸,齿轮采用斜齿加强润滑和加装齿轮罩,气动系统中加装消声器。
弯曲表面挤压料变薄
①.凹模圆角太小,增大凹模圆角半径。
②.凸凹模间隙过小,修正凸凹模间隙。
凹形件底部不平
①.材料本身不平整,需校平材料。
②.顶板和材料接触面积小或顶料力不够,需调整顶料装置,增加顶料力。
③.凹模内无顶料装置,应增加顶料装置或校正。
④.加整形工序。
不锈钢翻边变形
在制造翻边之前向材料施用优质成形润滑剂,这能令材料更好地从模具中分离出来,在成形时顺畅地在下模表面移动。如此给予材料一个更好的机会去分布被弯曲和被拉伸时产生的应力,防止在成形翻边孔边上出现的变形和翻边孔底部的磨损。
材料扭曲
在材料上冲切大量孔,导致材料平面度不良,成因可能是冲压应力累积。冲切一个孔时,孔周边材料被向下拉伸,令板材上表面拉应力增大,下冲运动也导致板材下表面压应力增大。对于冲少量的孔,结果不明显,但随着冲孔数目的增加,拉应力和压应力也成倍增加直到令材料变形。
消除这种变形的方法之一是:每隔一个孔冲切,然后返回冲切剩余的孔。这虽然在板材上产生相同的应力,但瓦解了因同向连续一个紧接一个地冲切而产生拉应力/压应力积聚。如此也令第一批孔分担了第二批孔的部变形效应。
;7. 提升挤压模具开发周期的措施
提升挤压模具开发周期的措施有很多,首先,您可以采用先进的设计工具,如CAD/CAM系统,以加快模具设计过程,并减少设计错误。其次,您可以采用高精度的加工设备,以提高模具加工的精度和效率。此外,您还可以采用模具热处理技术,以提高模具的硬度和耐磨性。此外,您还可以采用自动化设备,以提高模具加工的效率和精度。最后,您还可以采用模具检测技术,以检测模具的质量,以确保模具的质量和可靠性。通过采用上述措施,您可以有效地提高挤压模具开发周期。
8. 模具生管怎么排交期
模具生管排交期如下。
1、业务部门下订单时生管要与业务确认交期,确认能否按时交货,若初步评估不能满足客人交期则要更改交期,让业务与客户沟通直到双方都能接受的排交期。
2、排交期提前或延迟的订单,生管人员要及时调整模具生管生产排程顺序,并告知相关方,将排交期不紧急的订单暂缓生产,急单和排交期提前的订单要提前告知。
9. 冲压模具提升寿命方法有什么
1、改进冲压模具的设计
冲压模具设计是否合理是提高冲压模具耐用度的基础。因此,在设计冲压模具时应对产品成形中的不利条件采取有效措施,以提高冲压模具的耐用度,如设计小孔冲压模具的寿命往往表现在冲小孔的凸模上。对于这类冲压模具,在设计时应使细小的凸模尽量缩短其长度,以增加强度,同时,还应采用导向套的方法加强细小凸模进行保护。此外,在冲压模具设计上,应充分考虑到模架的形式、凸凹模的固定方法和导向形式、压力中心的确定及上、下模板的刚性等因素。特别对于冲裁模来说,选取间隙值对耐用度有很大的影响。在设计时,冲压模具的间隙要选择合理,其间隙值不能太小,否则会影响冲压模具的使用寿命和耐用度。实践证明,在不影响冲压件质量的情况下,适当放大间隙可大大提高冲压模具的耐用度,有时甚至提高几倍及几十倍。
2、正确选择冲压模具材料题
不同的冲压模具材料具有不同的强度、韧性和耐磨性。在一定的条件下使用高级材料就能使耐用度提高好几倍。因此,为提高冲压模具的耐用度必须要选择好的材料。
Toolox系列的材料,是一种具有高韧性,高耐磨性,基本没有内应力的一种预硬的新型工具钢.而且具有非常高的纯净度,晶粒度非常细小,S,P含量非常少,析出的碳化物含量少,而且非常均匀.由于特殊的成分设计,Toolox系列材料具备非常优异的表面处理性能,其中Toolox44氮化后表面硬度能达到HRC65以上,Toolox40表面硬度能达到HRC62以上,Toolox33的表面硬度能达到HRC58以上,深度最高达1.8mm。
Toolox系列的材料所具备的以上特性,使得Toolox系列材料应用在部分冲压模具方面有着特殊的优势。
1)较厚钢板(典型案例冲剪厚度为35mm钢板),不锈钢板,以及有色金属板的冲压成型模具,比较典型的是空调翅片模具等。
2)拉伸模具,不锈钢拉伸模具。
3)冷挤压模具.冷挤压304不锈钢,厚度0.5mm以上,取代DC53等材料,效果非常好。
4)高尺寸稳定性要求的大型冲压模板。
3、合理的安排冲压模具制造工艺及保证加工精度
冲压模具的加工精度对冲压模具的耐用度影响很大。如在冲裁模中由于装配间隙不均匀,在剪切力作用下常会使凹模啃坏而影响冲压模具寿命。同时,冲压模具表面光洁度过低,也会使冲压模具的耐用度降低。因此,在加工时必须要对孔距大小、装配时凸模对固定板支撑面的垂直度、冲压模具间距的均匀和导套、导柱的导向精度等级给于充分注意。制造与装配精度越高及工作部分表面粗糙度等级越高,冲压模具的耐用度就越高。
4、合理地进行冲压模具零件的锻造及热处理
在选择优质冲压模具材料的同时,对于同材质和不同性质的材料要求进行合理的锻造和热处理,是提高冲压模具耐用度的主要途径之一。例如,淬火时,若在加热时生产过热,不但会使此工件脆性过大,而且在冷却时容易引起变形和开裂,使耐用度降低。因此在制造冲压模具时,必须合理的掌握热处理工艺。
Toolox材料是由钢厂直接预硬的淬火调质钢,不再需要热处理,配合上恰当的表面处理(如氮化),Toolox基体材料的高韧性,配合上表面层的高硬度,能达到优异的效果。
5、正确选择压力机
为了提高冲压模具的耐用度,应选取精度较高及刚性较高的压力机,并使其冲压吨位大于冲压力百分之三十以上。正常来说,使用伺服冲床可相应提高模具寿命在几十倍以上。
6、合理的使用及维护冲压模具
为了提高冲压模具耐用度,操作者必须合理的使用及维护冲压模具,对冲压模具应经常进行维修,以防止冲压模具带病工作。
以上就是提高冲压模具耐磨度的几个常用方法。提高耐磨度的意义不仅能让冲压模具的使用寿命增加,降低模具企业的生产成本,更能保证生产出来的产品的质量,提高生产效率。
10. 如何提高模具的制造质量和效率
一、模具设计的合理性结构的设计是否合理是整套模具生产周期、模具质量的关键所在,故对于模具结构设计及制造工艺必须高度重视,务必做到尽量合理,达到事半功倍。因而设计时有必要注意以下几点:1.模具结构设计时需注意如何使生产加工过程简单易做。工件上的某些关键部位尺寸(如需配合尺寸,高精度尺寸或收缩不匀明知有回弹等部位)公差位预留钢料的厚度和方向选择,以便试模后需改模时有机会修正,而避免可能烧焊等措施补救。2. 模具设计完毕,需全面复查所有的图纸尺寸特别是相互配合尺寸及型位尺寸需准确无误,才可发出正式加工图纸,所有参加模具生产的员工需每一工序都按尺寸要求控制好。二、 模具材料的质量控制我们制造模具均属小批量或单件生产,加工工艺过程复杂,制造周期长,模具零件的原材料对加工使用甚至整套模具的质量有较大的影响,所以铸件材料表面质量就要求做到,无任何裂纹、气孔、夹渣、更不能用电焊补救后打平等的料进厂。(现在我们进厂的料底面有很多不平,差10mm的都有,百位线高度高有110多,造成飞刀工时长,有的不结实有气孔,严重影响质量,建议进厂检验。)三、模具加工过程的质量控制1. 模具零件加工的质量控制1)安装面加工问题,安装面加工精度好差,直接影响镶块与安装面贴合率和钳工修配工作量起直接关系。内导板滑动面倒圆钳工用电动工具打磨困难,再好是造型后NC加工。2)型面加工,当加工深度较深的侧壁,加工的结果不是过切就是让刀.给钳工研配调整间隙、移动镶块造成工作量大,螺丝底孔易烂牙等问题,而镶块大多是硬料不易扩孔,即使能扩孔也影响螺丝受力。所以在加工过程中要从刀具上想办法解决此问题。2. 模具装配的质量控制1)装配钳工对整套模具质量负责,要求钳工装配前仔细检查零件质量(包括材料热处理,加工质量),对于可能影响整套模具质量的不合格零件,要及时更换或重新加工。2)钳工在装配过程中精工细作,确保模具装配精度,使之达到设计要求的使用寿命,生产效率,生产出符合设计要求的合格产品。3)装配完成后,责任钳工整套模具再仔细自检,确保试模成功合格,检查合格后打开模具,填试模申请单,交车间管理人员。4) 车间人员收到申请单后安排设计者及负责钳工共同对模具进行质检,签放行意见后安排试模。四、模具出厂质量要求:1) 模具所有零件按使用要求安装齐整、可靠,附件齐全,对于现场安装的零件,须有书面工作程序。2)模具生产出来的产品须经质检,符合设计要求或客户要求。3)模具所有运动机构,均应导滑灵活,运动平稳可靠,配合间隙适当,并在出厂时加工润滑。4)模具分型面及所有成型表面,出厂时应作防锈处理。五、 模具外型和安装尺寸,应符合合同及以下条件:1)各模板的边缘应倒角2X45”,安装面应光滑平整,不应有突出的螺钉头,销钉头,毛刺和伤的痕迹。2)模具的基准角应有钢印打上的模具编号,并在动定模上打有吊装、吊环用的螺纹孔。3)模具安装部位的尺寸,应符合所选用的机型。4)分开面上除导套孔、斜销孔外,所有模具制造过程中的工艺孔,螺钉孔都应堵塞且与分型面平齐。六、车间管理人员和项目负责者应对出厂模具作详细质检,确认质量合格后签模具合格证,由车间管理人员登记准许出厂。