沖壓模具的幾種失效形式(編輯修改稿)
2025-07-21 03:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 劇烈的塑性流動(dòng)，由于被擠壓材料的變形抗力較高，如鋼的冷擠壓，其變形抗力高達(dá) 1960MPa 以上，使模具承受強(qiáng)大的擠壓反作用力和摩擦力。摩擦功和變形功轉(zhuǎn)化成熱能， 使模具表面升溫達(dá) 300℃左右（局部可達(dá)300℃以上）。此外，每一次擠壓過程都是在很短的瞬間完成的，從而使模具在工作時(shí)溫度升高，不工作時(shí)溫度又下降，就是說模具還承受著冷熱交變溫度和多次沖擊負(fù)載的作用。如此嚴(yán)酷的工作條件，使得冷擠壓模具的使用壽命比其它模具要低。2. 冷擠壓模的主要失效形式/P冷擠壓模具的 凸 、凹模由于受力狀況有所不同，所以失效形式有所差異，一般 凸 模易于折斷，凹模易于脹裂。冷擠壓凸模的失效形式主要有折斷、磨損、 鐓粗 、疲勞斷裂和縱向開裂；冷擠壓凹模的失效形式主要有脹裂和磨損。冷擠壓模具的磨損主要是磨粒磨損和粘附磨損，磨損主要發(fā)生在 凸 模的工作端部和凹模內(nèi)壁。模具表面溫度的升高可能會(huì)使模具材料的表層軟化，從而加速磨損失效的過程。冷擠壓時(shí)， 凸模可能 在彎曲應(yīng)力或應(yīng)力集中的作用下折斷，或因脫模時(shí)的拉應(yīng)力拉斷。 凸模肩部由于承受很高的壓應(yīng)力和摩擦力，易產(chǎn)生麻點(diǎn)和磨損，成為導(dǎo)致凸 模折斷的 疲勞源 。若凸模選材或熱處理不當(dāng)，在壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的作用下，將產(chǎn)生縱向彎曲或 鐓粗，鐓粗一般 發(fā)生在 距工作 端部 1/3~1/2 凸模工作 長(zhǎng)度處。一旦發(fā)現(xiàn) 凸模鐓粗 ，應(yīng)立即重磨。如果 凸模因 抗壓強(qiáng)度不夠 發(fā)生鐓粗 ，在工作部位表面會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，引起表面縱裂。若繼續(xù)擠壓，裂紋將擴(kuò)展并連接起來，造成掉塊（凹模表面成片剝落）。若凹?？估瓘?qiáng)度不夠，擠壓時(shí)在切向拉應(yīng)力的作用下，會(huì)產(chǎn)生脹裂（縱向開裂）， 凹 模型 腔 變化的部位會(huì)發(fā)生橫向開裂。如果采用預(yù)應(yīng)力組合凹模，長(zhǎng)期工作中內(nèi)層凹模型腔內(nèi)壁會(huì)因拉、壓交變循環(huán)的切向應(yīng)力作用導(dǎo)致疲勞開裂。任何模具，其失效形式并非一成不變。模具在服役過程中，在不同的部位，會(huì)承受不同形式的作用力，可能導(dǎo)致出現(xiàn)多種損傷形式并存的現(xiàn)象。由于模具材料的性能、模具的結(jié)構(gòu)、制造工藝、壓力加工設(shè)備的特性和加工操作方法的不同，各種損傷形式的發(fā)展速度有很大的差異，多種損傷形式的相互促進(jìn)會(huì)加速模具的失效。因此，同樣的模具可能會(huì)導(dǎo)致完全不同的失效形式和服役壽命。對(duì)模具進(jìn)行失效分析，不僅要查明其失效形式、失效原因及影響因素，還應(yīng)當(dāng)了解其它可能導(dǎo)致?lián)p傷的原因及影響因素，掌握全面的情況。在克服某一種失效形式時(shí)，還要防止其它損傷的發(fā)展，以確保和延長(zhǎng)模具的服役期限。 影響沖壓模具壽命的因素及提高沖模壽命的措施一. 影響沖壓模具壽命的因素模具因磨損或其它形式失效，不可修復(fù)而報(bào)廢之前所加工的產(chǎn)品件數(shù)，稱為模具的使用壽命。為了提高沖壓模具的壽命，必須對(duì)已失效的模具進(jìn)行分析，了解和掌握失效的原因和影響模具壽命的主要因素。1. 模具材料的影響（1） 模具材料性能的影響 各種模具材料的硬度、耐磨性、耐腐蝕性、塑性變形抗力、斷裂抗力、冷熱疲勞抗力等性能均有所不同，材料的性能必須滿足模具的具體使用要求，否則將導(dǎo)致模具的早期失效。如模具工作在循環(huán)載荷下時(shí)，使用疲勞抗力差的材料將會(huì)萌生疲勞裂紋，裂紋的不斷擴(kuò)展將引起模具的斷裂失效。（2） 模具鋼材冶金質(zhì)量的影響 若鋼中含有強(qiáng)度低、塑性差的非金屬夾雜物，則容易形成裂紋源，引起模具早期斷裂失效。 當(dāng)鋼中 的碳化物過多，形成網(wǎng)狀、大塊狀或帶狀 偏析時(shí) ，將嚴(yán)重降低鋼的沖擊韌度及斷裂抗力，引起模具的早期斷裂、崩塊及開裂等。鋼材中存在中心疏松和白點(diǎn)，會(huì)降低模具的抗壓強(qiáng)度，使模具淬火開裂及工作表面凹陷。2. 模具結(jié)構(gòu)的影響（1） 模具幾何形狀的影響 模具的幾何形狀對(duì)成形過程中坯料的流動(dòng)和成形力產(chǎn)生很大的影響，從而影響模具的壽命。如圖 118 所示為三種形狀的反擠壓凸模其中 a 、b 兩種結(jié)構(gòu)的 凸模比c 結(jié)構(gòu)的 凸模降低 擠壓力 20% ，但 a 、 b 兩種結(jié)構(gòu)的凸模端面傾斜角不能過大，否則雖然降低了擠壓力，但凸模容易因擠偏受到彎曲應(yīng)力而折斷。/Pa) 整體式 b) 組合式圖 擠壓 凸模結(jié)構(gòu) 形式（2） 模具間隙的影響
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