沖壓模具失效形式-在線瀏覽
2025-08-11 00:25本頁面
【正文】 圖 凸 模斷裂和塑性變形 1. 拉深模的工作條件 拉深模具主要用于金屬板料的拉深成形，拉 深過程 中模具的受力狀態(tài)如圖 115 所示。在 拉深力 P 動(dòng) 、壓邊力 P 壓 以及 毛坯與模具工作部件相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)摩擦力的作用下， 凸 模圓角半徑處受到壓力 P 1 和摩擦力 F 1 ；凹模圓角半徑處受到壓力 P 2 及摩擦力 F 2 ；凹模端面部位 半受到 了壓力 P 3 和摩擦力 F 3 ；壓邊圈與板料相接觸的部位受到了壓力 P 4 和摩擦力 F 4 的作用。 在拉深開始階段， 凸 模圓角半徑處的板料被彎曲拉伸并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，摩擦力 F 1 使 凸 模圓角半徑受到磨損。但是在整個(gè)拉深過程中， 凹模圓角半徑處、凹模端面以及壓邊圈相應(yīng)部位始終與板料作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生劇烈摩擦，壓應(yīng)力和摩擦力都很大，因此凹模與壓邊圈的磨損現(xiàn)象始終存在。 2.但是工作時(shí)存在著很大的摩擦，拉深模具的主要失效形式為粘附磨損和磨粒磨損，并以粘附磨損為主，是拉 深過程 中常出現(xiàn)的問題和模具失效的重要原因。模具與工件表面產(chǎn)生粘附磨損后，脫落的材料碎屑會(huì)成為磨粒，從 而伴生出磨粒磨損。 在拉 深過程 中，坯料的塑性變形以及坯料和模具工作部件表面的摩擦，會(huì)產(chǎn)生出熱能。這些堅(jiān)硬的小瘤，會(huì)使 拉深件表面粗糙度 變差，嚴(yán)重時(shí)將在產(chǎn)品的表面 刻劃 出刻痕，擦傷工件，并且加速模具的不均勻磨損，這種失效形式又 稱為粘模 。 拉深模的 重要問題，就在于如何防止粘附的金屬小瘤。 在拉深工作中，出現(xiàn)拉深粘模的問題，與被拉深坯料的化學(xué)成分、所使用的潤(rùn)滑劑及模具工作部件的表面狀況等因素有關(guān)。為保證產(chǎn)品的質(zhì)量， 拉深模的工作部件表面不允許出現(xiàn)磨損痕跡，必須具有較低數(shù)值的表面粗糙度和較高的耐磨性。 三. 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）。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 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。 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。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。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。 任何模具，其失效形式并非一成不變。 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。 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。 一.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） 模具材料性能的影響 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 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。 模具結(jié)構(gòu)的影響 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。 a) 整體式 b) 組合式 圖 （2） 模具的凸凹模工作間隙不僅影響工件的質(zhì)量，還影響模具的壽命。沖裁模的間隙過小會(huì)加劇凸凹模的磨損，降低模具的使用壽命。 結(jié)構(gòu)形式的影響 如圖 119a 所示為正擠壓空心工件的整體凸模，擠壓時(shí)極易 在心軸根部產(chǎn)生應(yīng)力集中而折斷。 模具制造工藝的影響 （1） 如果鍛造工藝不合理，會(huì)降低鋼材的性能，造成鍛造缺陷，形成導(dǎo)致模具早期失效的隱患。 鍛造時(shí) 鐓擊力 過大，變形量過大，易產(chǎn)生裂紋。 停鍛后冷卻 速度過快容易開裂，特別是高碳高合金鋼，鍛造溫度范圍較窄，操作不當(dāng)極易開裂。若模具材料中的非金屬夾雜物鍛壓后，流線分布走向與 凸 模軸線垂直，則可能引起橫向折斷；如果分布走向與軸線平行，則可能發(fā)生縱向劈裂。 加工工藝的影響 切削加工時(shí)沒有徹底去除材料表面脫碳層，將會(huì)降低模具的表面硬度，加劇了模具 磨裂及淬裂 的傾向。磨削加工時(shí)進(jìn)給量過大、冷卻不足則容易產(chǎn)生磨削裂 紋和磨削燒傷，減低模具的疲勞
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