【導(dǎo)讀】彎曲模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。11沖壓加工的特點(diǎn)。力機(jī)上的模具在常溫或加熱條件下對(duì)板料施加壓力使其變形或分離從而獲得一。定形狀尺寸零件的加工方法因?yàn)樗饕糜诩庸ぐ辶狭慵杂址Q板料沖壓。ⅰ借助壓力機(jī)的壓力利用模具能獲得壁薄重量輕剛性好形狀復(fù)雜的零件這。ⅱ沖壓加工的零件精度高尺寸穩(wěn)定具有良好的互換性。ⅲ沖壓加工是少無(wú)切削加工的一種部分零件沖壓直接成形大部分無(wú)需任何。再加工材料利用率高達(dá)85以上。ⅴ操作簡(jiǎn)單便于組織生產(chǎn)和管理。沖壓加工的缺點(diǎn)是模具制造周期長(zhǎng)制造成本高不適合于單批小批量生產(chǎn)其。發(fā)生事故安全生產(chǎn)和管理要求高需采用必要的安全技術(shù)措施來(lái)保證。屬材料在現(xiàn)代制造業(yè)如汽車拖拉機(jī)農(nóng)業(yè)機(jī)械電機(jī)電器儀表化工容器玩具以及日。據(jù)近年來(lái)的統(tǒng)計(jì)表明美國(guó)日本等國(guó)的模具工業(yè)年產(chǎn)值已經(jīng)超過(guò)機(jī)床工業(yè)年。統(tǒng)計(jì)在汽車農(nóng)業(yè)機(jī)械電機(jī)儀器儀表玩具制造等機(jī)械和民用產(chǎn)品的生產(chǎn)方面沖壓。行工程成為可能而傳統(tǒng)的模具圖紙只是作為檢驗(yàn)?zāi)＞呤褂貌捎媚＞逤ADCAM后還

　　

【正文】 uch as changes in dimensions due to wear or plastic deformation deterioration of the surfacefinish breakdown of lubrication and cracking or breakage In hot impression die fing the principal modes of die failure are erosion thermal fatigue mechanical fatigue and permanent plastic deformation In erosion also monly die wear materials is actually removed from the die surface by pressure and sliding of the deforming material wear resistance of the die material die surface temperature relative sliding speed at the die material interface and the nature of the interface layer are the most signfit factors influencing abrasive die wear Thermal fatigue occures on the surface of the die impression in hot forming and results in heat checking Thermal fatigue results from cyclic yielding of the die surface due to contact with the hot deforming material this contact causes the surface layers are subject to pressive stresses At sufficiently high temperatures these pressive stresses may cause the surface layers to deform when the die surface cools A stress reversal may occur and the surface layers will then in tension After repeated cycling in this manner Ftigue will cause formation of crack pattern that is recognized as heat checking die breakager or cracking is due to mechanical fatigue and occurs in case where the dies overloaded and local stresses are high The dies are subjected to alternationing stresses due to loading and unloading during the deformation process and this causes crack initiation and eventual failure Die life and die failure are greatly affected by the machanical prooerties of the die materials under the conditions that exist in a given deformation process Generally the properties that are most significant depend on the process temperature Thus die materials used in cold forming processes are quite different from those used in hot forming The design and manufacture of dies and selection of die materials are very important in the production of discrete parts by use of metal forming processes The die must be made by modernmanufavturing methods from appropriate die materials in order to provide acceptable die life at a reasonable cost Often the economic success of a forming process depends on die life and die costs per piece produced For a given application selection of the appropriate die material depends on three types of variables 31 Variables related to the process itself including factores such as size of the die cavity type of machine used and deformation speed initial stock and temperature die temperature to be used lubrication production rate and number of parts to be producted 32 Variable related to the type of die loading including speed of loafing impact or gradual contact time between dies and deforming metal this contact time is esoecially important in hot forming imum load and pressure on the dies imum and minimum die temperatures and number of loading cycles to which the dies will be subjected 33Mechanical properties of the die material including hardenability impact strengthen if hot forming is considered and resistance to thermal and mechanical fatigue 影響沖壓模具壽命的因素分析 由于沖壓加工具有生產(chǎn)率高材料利用率高沖壓件精度高復(fù)雜程度高和互換性好等特點(diǎn)因此在工業(yè)生產(chǎn)中尤其在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛而沖壓模具在冷沖壓加工中又是必不可 少的沖壓模具一般結(jié)構(gòu)較復(fù)雜精度要求高制造成本也高在沖壓過(guò)程中沖壓模具由于長(zhǎng)期磨損變形斷裂等原因而產(chǎn)生失效從而導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)成本居高不下因此探索提高沖壓模具的使用壽命的有效途徑對(duì)于企業(yè)發(fā)展具有重要意義 1 影響沖壓模具壽命的主要因素為了提高沖壓模具壽命必須對(duì)已失效的模具進(jìn)行分析了解和掌握失效原因和影響模具壽命的主要因素通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)影響沖壓模具壽命的主要因素有以下幾個(gè)方面 11 模具材料 1 模具材料冶煉質(zhì)量的影響若模具鋼中含有雜物較多或鋼中的碳化物過(guò)多將嚴(yán)重降低鋼的沖擊韌度抗疲勞強(qiáng)度和斷裂抗力引起模具的早期斷裂 崩塊及開(kāi)裂等 2 模具材料的熱處理沖模在機(jī)械加工過(guò)程中都要進(jìn)行淬火回火等熱處理加熱溫度的高低時(shí)間的長(zhǎng)短冷卻速度的大小保護(hù)措施等工藝參數(shù)的選擇都會(huì)影響沖模的壽命 3 工件材料的性能各種材料的硬度強(qiáng)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沖壓過(guò)程中不同性能的工件材料對(duì)沖壓的影響也各不相同如沖壓硬度高的工件材料時(shí)會(huì)加快增大模具的磨損沖壓硬而粘的工件材料 如不銹鋼 時(shí)發(fā)熱大易粘模清理不及時(shí)也會(huì)加快模具磨損降低模具的使用壽命因此模具材料必須根據(jù)工件材料來(lái)選用 12 模具結(jié)構(gòu) 1 模具的結(jié)構(gòu)形式 模具結(jié)構(gòu)是根據(jù)沖壓件的形狀來(lái)設(shè)計(jì)的對(duì)同一沖壓件模具的結(jié)構(gòu)形式可以有很多種選擇若模具結(jié)構(gòu)不合理可能導(dǎo)致應(yīng)力集中而斷裂失效 2 沖壓件的形狀沖壓件的形狀越復(fù)雜模具結(jié)構(gòu)也會(huì)越復(fù)雜沖壓時(shí)會(huì)加大模具的局部磨損或變形損壞將會(huì)降低模具的壽命 3 模具參數(shù)模具參數(shù)有沖裁間隙沖裁力卸料力搭邊值等等其中沖裁間隙對(duì)模具壽命的影響最大如間隙合理模具壽命長(zhǎng)間隙過(guò)大或過(guò)小都會(huì)降低模具壽命 4 模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)模具無(wú)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)或者導(dǎo)向精度低剛性差也會(huì)加劇模具的磨損降低模具壽命 13 壓力機(jī)狀況若壓力機(jī)的導(dǎo)向精度低剛度差易發(fā)生啃模和加速模具磨 損對(duì)模具的壽命影響極大 14 模具使用和維護(hù)包括模具安裝運(yùn)送保存以及潤(rùn)滑劑使用和操作維護(hù)等 2 提高沖壓模具壽命的有效途徑在沖壓生產(chǎn)中模具使用壽命高可減少修模刃口的次數(shù)和安裝調(diào)試模具的時(shí)間增加有效工作時(shí)間提高勞動(dòng)生產(chǎn)率降低沖壓件生產(chǎn)成本針對(duì)影響沖壓模具壽命的主要因素有以下幾種提高沖壓模具壽命的有效途徑 21 選用合適的耐磨損材料一般來(lái)說(shuō)在沖壓生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)沖壓件材料和技術(shù)要求生產(chǎn)批量大小在保證經(jīng)濟(jì)性前提下盡量選用耐磨性能高的材料和必要的熱處理工藝常用的模具材料主要有 1 Cr12 型鋼種包括 Cr12MoCr12MoV 是用于冷沖壓模具較廣泛的合金工具鋼有高的淬透性淬硬性耐磨損能力強(qiáng) 2 Cr4W2MoV 鋼 即 120Cr4W2MoV 這種材料與 Cr12型鋼種相比較共晶碳化物細(xì)小且分布較均勻有較高的淬透性淬硬性還具有較高的力學(xué)性能和耐磨性 WMoV 元素有助于提高鋼的穩(wěn)定性為采用化學(xué)熱處理提高模具壽命提供了有利的條件 3 W6Mo5Cr4V2Al 鋼硬度高可淬硬到 HRC 66～ 68 耐磨性好比一般合金鋼的模具可提高壽命 4 倍以上適用于沖制對(duì)模具磨損特別大的材料如鎳鉻鈦層壓玻璃纖維板等材料 4 硬質(zhì)合金硬度高可達(dá) HRC85 以上耐 磨性極好硬質(zhì)合金模具壽命比一般工具鋼模具高 30～50 倍隨著數(shù)控線切割電火花等加工方法的廣泛應(yīng)用硬質(zhì)合金模具的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大當(dāng)然模具材料耐磨性越好一般材料價(jià)格越昂貴加工成本也越高所以在選材時(shí)經(jīng)濟(jì)性也是要考慮的重要因素之一 22 模具表面強(qiáng)化處理模具表面強(qiáng)化處理包括電火化強(qiáng)化和化學(xué)強(qiáng)化兩種方法 1 電火花強(qiáng)化 電火花強(qiáng)化是采用硬質(zhì)合金等導(dǎo)電材料作電極在空氣中與金屬工件之間產(chǎn)生火花放電利用火花放電時(shí)釋放的電能使電極材料熔滲覆蓋到模具表面形成強(qiáng)化層電火花強(qiáng)化改善了工作表面的物理化學(xué)性能提高金屬表面的硬度耐磨性耐 蝕性模具使用壽命可延長(zhǎng) 23 倍強(qiáng)化后模具表面硬度可達(dá)6872HRC 2 化學(xué)強(qiáng)化 化學(xué)強(qiáng)化有滲氮處理滲硼處理等滲氮處理有液體滲氮?dú)怏w滲氮和輝光離子滲氮金屬表面通過(guò)滲氮形成硬的氮化層硬度可達(dá) 6569HRC 滲氮表面具有高硬度耐磨性耐熱性高的疲勞強(qiáng)度和耐蝕性滲氮用于模具其壽命比未氮化的提高 23倍滲氮深度可達(dá) 012mm硬度 1200HV由于滲氮后在模具表面形成一層氮化物保護(hù)膜大大降低了摩擦系數(shù)可提高模具壽命滲硼處理是將零件放在熔化了的硼砂 Na2B4O7 和碳化硅混合物中在一定溫度下經(jīng)過(guò)一定時(shí)間在零件表面形成了單相的 Fe2B或以 Fe2B為主有少量的 FeB的雙相滲硼層這兩重化合物具有很高的硬度和很小的摩擦系數(shù)可提高模具耐磨性和使用壽命 23 優(yōu)化沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 提高設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)的工作可靠性在沖壓生產(chǎn)中不會(huì)因動(dòng)作不到位或誤動(dòng)作而損壞模具或者降低模具使用壽命如送料機(jī)構(gòu)卸料頂件系統(tǒng)零件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛性動(dòng)作靈活可靠 2 優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)參數(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇直接影響模具的壽命如沖裁間隙應(yīng)按所沖零件使用要求和材料選用合理沖裁間隙過(guò)大或過(guò)小的沖裁間隙都會(huì)加大模具磨損降低使用壽命 3 針對(duì)不同模具結(jié)構(gòu)選用合理的導(dǎo)向方式以提高模具的壽命 4 從設(shè)計(jì)和工藝等方面保證模具零件的質(zhì)量如果工作表面過(guò)于粗糙成形模具的圓弧刃口有棱不光滑會(huì)使沖裁毛刺加大成形件表面拉毛拉傷都會(huì)加快模具磨損降低其使用壽命 24 正確使用維護(hù)和保養(yǎng)模具模具的使用壽命除取決于合理的設(shè)計(jì)高的制造精度良好的熱處理效果以及正確選用壓力機(jī)外沖壓生產(chǎn)中模具的正確使用維護(hù)和保養(yǎng)也很重要一般應(yīng)注意以下幾點(diǎn) 1 使用模具前應(yīng)認(rèn)真檢查清除臟物有導(dǎo)向裝置的模具應(yīng)檢查潤(rùn)