沖壓模具失效形式-文庫(kù)吧資料
2025-06-30 00:25本頁(yè)面
【正文】 削的表面粗糙、尺寸連接處不光滑，或留有尖角和加工刀痕，將萌生疲勞裂紋，造成模具疲勞失效。 （2） 鍛造不充分會(huì)產(chǎn)生組織應(yīng)力，熱處理時(shí)也易發(fā)生變形開(kāi)裂。加熱不均，溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生材料晶粒粗大的過(guò)熱現(xiàn)象、或?qū)е戮Ы缛刍脱趸倪^(guò) 燒現(xiàn)象 。常見(jiàn)的鍛件表面缺陷有裂紋、折疊、凹坑等，內(nèi)部缺陷有組織偏析、流線分布不合理、疏松、過(guò)熱、過(guò)燒等。 鍛造工藝的影響 3.改為圖 119b 所示組合式，消除了應(yīng)力集中，可以防止模具的早期斷裂失效。 模具的結(jié)構(gòu)形式不合理將導(dǎo)致應(yīng)力集中而斷裂失效。 （3）例如 拉深模的 間隙過(guò)小將增加摩擦阻力，易擦傷工件表面，并增大了模具的磨損。 模具間隙的影響 擠壓 凸模結(jié)構(gòu) 形式 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(guò)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。（1） 2.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(kāi)裂及工作表面凹 陷。 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。 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。 1. 模具材料的影響 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。 影響沖壓模具壽命的因素及提高沖模壽命的措施 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。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。模具在服役過(guò)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。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(kāi)裂。若繼續(xù)擠壓，裂紋將擴(kuò)展并連接起來(lái)，造成掉塊（凹模表面成片剝落）。一旦發(fā)現(xiàn) 凸模鐓粗 ，應(yīng)立即重磨。 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 。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(guò)程。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(kāi)裂；冷擠壓凹模的失效形式主要有脹裂和磨損。 此外，每一次擠壓過(guò)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(shuō)模具還承 受著冷熱交變溫度和多次沖擊負(fù)載的作用。冷擠壓模具工作時(shí)，將大截面的坯料擠壓為小截面的工件，坯料受到強(qiáng)烈的 三向壓應(yīng)力 作用，發(fā)生劇烈的塑性流動(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。 冷擠壓模的工作條件及失效形式 鎳基合金、奧氏體不銹鋼、 坡莫合金 、精密合金等材料拉深時(shí)極易 發(fā)生粘模 。 此時(shí)，需對(duì)模具進(jìn)行修磨，除去粘附的金屬。特別是在某些塑性變形嚴(yán)重和摩擦劇烈的局部區(qū)域，所產(chǎn)生的熱能造成了高溫，破壞了模 具和坯料表面的氧化膜和潤(rùn)滑膜，使金屬表面裸露，促使材料分子之間相互吸引，并使模具表面凹坑里的坯料碎屑熔化，和模具表面焊合，形成堅(jiān)硬的小瘤，即粘結(jié) 瘤。 從顯微觀 察看，模具和坯料的表面都是凹凸不平的，由于模具表面的硬度高于坯料，相互擠壓摩擦?xí)r會(huì)將坯料表 面刮下的碎粒壓入模具表面的凹坑。磨粒磨損將使模具表面更為粗糙，進(jìn)而又加重粘附磨損。粘附磨損的部位發(fā)生在 凸 模、凹模的圓角半徑處，以及凹模和壓邊圈的端面，其中以凹模和壓邊圈的端面粘附磨損最嚴(yán)重。 由于拉深模具的工作部件沒(méi)有刃口，受力面積大，工作時(shí)無(wú)嚴(yán)重的沖擊力，因此， 拉深模不易 出現(xiàn)塑性變形和斷裂失效。 拉深模的主要失效形式 隨著拉深的進(jìn)一步進(jìn)行，已變形板料緊貼凸模圓角半徑部位并開(kāi)始產(chǎn)生應(yīng)變硬化，相對(duì)運(yùn)動(dòng)大大減弱，摩擦力變小。 圖 拉深時(shí)模具的受力 拉深時(shí) 凸 模下壓板料毛坯，拉 深力通過(guò)凸 模底部和 凸模 圓角部位傳導(dǎo)給毛坯，板料毛坯的外緣部分通過(guò)凹模端面與壓邊 圈之間被拉入凸模與 凹模之間的間隙。 二. 拉深模的工作條件及失效形式 b) 彎曲 當(dāng)沖裁 凸模較 細(xì)長(zhǎng)時(shí)，還會(huì)引起彎曲變形或折斷，如圖 。 此外， 凸模退出板料時(shí)，需要有一定的卸料力將板料從 凸模上 卸下，卸料力與作用在凸模上的其它壓應(yīng)力不同，是唯一的拉應(yīng)力，使凸模在反復(fù)拉、壓應(yīng)力的作用下產(chǎn)生疲勞磨損，這也是致使凸模崩刃的原因之一。 一般情況下，凸模的磨損要快于凹模，這是因?yàn)橥鼓Ｈ锌谔幍某辛γ娣e小于凹模，在同
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