检查井模具厂家讲述模具的寿命及相关知识

    一、模具使用寿命

　　模具已经生产的次数。模具的失效分为非正常失效和正常失效。非正常失效(早期失效)是指模具未达到一定的工业水平下公认的寿命时就不能工作。早期失效的形式有塑性变形、断裂、局部严重磨损等。正常失效是指模具经大批量生产使用，因缓慢塑性变形或较均匀地磨损或疲劳断裂而不能继续工作。

　　1.模具正常寿命

　　模具正常失效前，生产出的合格产品的数目，叫模具正常寿命，简称模具寿命，模具首次修复前生产出的合格产品的数目，叫首次寿命；模具一次修复后到下一次修复前所生产出的合格产品的数目，叫修模寿命。模具寿命是首次寿命与各次修复寿命的总和。

　　2.模具失效形式及原理

　　模具种类繁多，工作状态差别很大，损坏部位也各异，但失效形式归纳起来大致有三种，即磨损、断裂、塑性变形。

　　①.磨损失效

　　模具在工作时，与成形坯料接触，产生相对运动。由于表面的相对运动，接触表面逐渐失去物质的现象叫磨损。磨损失效可分以下几种：

　　a. 疲劳磨损

　　两接触表面相对运动时，在循环应力(机械应力与热应力)的作用下，使表面金属疲劳脱落的现象称为疲劳磨损。

　　b. 气蚀磨损和冲蚀磨损

　　金属表面的气泡破裂，产生瞬间的冲击和高温，使模具表面形成微小麻点和凹坑的现象叫气蚀磨损。

　　液体和固体微小颗粒反复高速冲击模具表面，使模具表面局部材料流失，形成麻点和凹坑的现象叫冲蚀磨损。

　　c. 磨蚀磨损

　　在摩擦过程中，模具表面和周围介质发生化学或电化学反应，再加上摩擦力的机械作用，引起表面材料脱落的现象叫磨蚀磨损。

　　在模具与工件(或坯料)相对运动中，磨损往往是以多种形式并存，并相互影响。

　　②.断裂失效

　　模具出现大裂纹或分离为两部分和数部分丧失工作能力时，成为断裂失效。

　　断裂可分为塑性断裂和脆性断裂。模具材料多为中、高强度钢，断裂的形式多为脆性断裂。脆性断裂又可分为一次性断裂和疲劳断裂。

　　③.塑性变形失效

　　模具在工作时承受很大的应力，而且不均匀。当模具的某个部位的应力超过了当时温度下模具材料的屈服极限时，就会以晶格滑移、孪晶、晶界滑移等方式产生塑性变形，改变了几何形状或尺寸，而且不能修复再工作时，叫塑性变形失效。塑性变形的失效形式表现为镦粗、弯曲、形腔胀大、塌陷等。

　　模具的塑性变形是模具金属材料的屈服过程。是否产生塑性变形，起主导作用的是机械负荷以及模具的室温强度。在高温下工作的模具，是否产生塑性变形，主要取决于模具的工作温度和模具材料的高温强度。

    二、模具的使用寿命制约着精冲技术的应用与发展的瓶颈,因此对于模具的使用寿命我们一定要关注起来,下面小编给大家提供影响模具使用寿命的因素有哪些,并告诉大家提高模具使用寿命有哪些途径。

    影响模具使用寿命因素:

    1、精冲件的结构工艺性(尖角、薄壁、悬壁、尺寸公差等)。

    2、精冲件的材料(材质、料厚、硬度、塑性、表面质量)。

    3、精冲模具的结构(强度、刚度、模具导向、小凸模的导向、排气和润滑)。

    4、模具材料(材质、碳化物大小和均匀性、硬度、韧性)。

    5、模具制造(模坯锻造、加工工艺、热处理、线切割、研磨、装配)。

    6、生产操作(调模高度、压力、速度、送料精度、坯料清洁、润滑)。

    7、模具维修(合理存放、合理刃磨、清洁、应力回火、防锈)。

    三、提高模具使用寿命途径:

    1、精冲模具的材料选择和热处理。精冲模具主要工作零件的材料一般选Cr12MoV,当制件厚度大于4mm时,凸、凹模可采用W6Mo5Cr4V2高速钢。对于工作强度很大、受力苛刻的凸模和凹模,则采用粉末冶金钢(V4、ASP23、ASP30)或硬质合金GT30。凸、凹模热处理的硬度一般取58~62HRC,对于以磨损为主要失效形式的、形状简单的模具,可取60~64HRC;对于形状复杂、并以崩刃为主要失效形式的模具,可取56~60HRC,甚至54~58HRC。

    对于Cr12MoV模具的热处理,当刃口形状较简单、冲裁料厚较薄(t≤3mm),采用1次硬化工艺(1020°C淬火、220°C回火)可获得较高的强度和耐磨性。当刃口形状较复杂、冲裁料较厚(t>3mm)时,采用2次硬化工艺(1080°C淬火、520°C回火)则可获得较高的冲击韧性和稳定性。对于W6Mo5Cr4V2模具的热处理,必须采用低温淬火工艺才能获得较高的强度和良好的韧性。

    2、审查精冲件的工艺性。精冲件的工艺性(特别是圆角半径)对精冲模的寿命有一定影响,对于工艺性较差的(尤其尖角),应向设计部门提出改善建议。图1为零件的圆角半径与模具寿命的关系,一般R/t≥0.8较好,如小于0.25则会导致模具寿命较低。

    3、精冲模的装配。精冲模具的装配除了要注意上、下模刃口间隙均匀、同轴度和各零件的配合关系外,还要特别注意各工作零件的相高度,确保模具在闭合状态和开启状态的正确位置,以保证其工作的可*性。

    4、精冲模的结构设计应注意的问题。模具受力状态要良好,防止偏载、悬臂、单向受力等;可*的导向对于减小工作零件的磨损、保证间隙的均匀性、避免模具的啃伤和避免压力中心的不对正极为有效。如在设计精冲深长小孔的凸模时,应合理采用凸模护套结构,在设计某些大型模具时,在其内部结构中应考虑采用小导柱来增加导向精度。压料板、凸模导向也要好,当料厚t≥4mm时,凹模最好是加预应力套。由于精冲模具的各构件之间的配合比较精密,使用的润滑油很稠,在凹模底面和冲孔凸模间,以及在配合准确的凸模座和底座间易形成密闭空间。模具运动过程中,封闭区的空气不易迅速排走,使模具构件间由于摩擦引起的热量不易随空气带走,将影响推件板、顶料杆的运动,减低生产速度,甚至会引起制件不平的现象,影响精冲模的正常寿命,因此应在凸、凹模底面、凸模固定板以及底座上开排气槽.

    5、生产操作及维修。在安装模具调整压力时,在保证精冲件质量的前提下,压料力和反压力尽量取小值,在使用精冲连续模时,条料的首件和末件要特别注意模具受力平衡,否则凸模容易因受侧向力而折断。在送料时应注意设置条料高度限制等装置,以防止废料重压。发现制件毛刺超标时应及时刃磨,刃磨量一般为0.1~0.2mm,并注意消除内应力。