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冷挤压凸模的损坏与预防措施
添加时间:2017-12-4

冷挤压凸模的损坏与预防措施


在挤压模具的零件中,凸模的工作条件最恶劣,多以它来衡量模具寿命的长短。

一、凸模的断裂

凸模断裂的原因是多方面的,有制造工艺和模具设计方面的,有操作方面的,有些断裂则是由意外的事故所造成的。凸模断裂的新口几乎都是脆性断口,大多是由于转折处的应力集中与局部过载所引起的裂纹造成的。

1.折断 因折断而损坏的凸模,几乎占全部损坏凸模的7080%,折断的形式和部位大多数都集中在台阶过渡处,断口是倾斜的,在断口上呈现出断裂时的撕裂条纹,且能看出裂纹产生的区域及其断裂的方向。折断主要是由于偏心负荷造成的弯曲应力所引起的,受应力集中的影响较小。折断的原因有以下几个:

1)毛坯端面不平。凸模向下运动时,将产生一个侧向力,使凸模弯曲而折断。所以毛坯进行校形,以消除坯料端面的不平度,对避免凸模折断是非常必要的。

2)毛坯与凹模的间隙过大。如果毛坯的直径过小,在凹模中,可能出现间隙一侧大一侧小的现象.甚至只贴模壁一侧,即毛坯不居中的情况。这样就势必产生不均匀的金属流动,使凸模受一个不均衡偏心载荷而折断。所以,通常将毛坯与凹模之间的间隙值控制在0.1毫米之内。

3)凸模与凹模同轴度差。这会使挤压零件的壁厚不均匀,过大的壁厚差也会使凸模承受偏心负荷而折断。为了使凸摸与凹摸保持同轴,最好的办法是利用凹模的内径和凸模的外径进行导向,或采用简易的对模工具,供装模与调整时使用,或者采用导柱、导套导向的导柱模具。

4)过渡处圆角半径过小或相接不圆滑,有明显的硬棱、切痕。这也会因应力集中而使凸模折断。因此,车削时.过渡处光洁度应该在▽6以上,不允许有尖锐的切刀深痕和清角;磨加工后应仔细抛光至▽9以上。

5)凸模过长。所以,应尽量缩短凸模长度,尤其是工作径的有效长度,以提高稳定性。

6)模具材料选用不当,热处理硬度过高。所以,应采用强韧性极好的材料,进行多次、充分回火,以消除脆性。

7)设备导向精度低,或负荷不足。为解决这一问题,应调整压力机滑块的导向精度,采用负荷能力较大的设备.以避免凸模在下死点时发生的迟滞现象。

2.拉断 凸模拉断多半是在润滑条件变坏的情况下发生的。每卸件一次,在凸模上产生一次附加拉应力的作用。如果同时伴有偏心载荷和应力集中的现象,凸模极易拉断。拉断部位均为截面变化的过渡处,断口平整。改善润滑条件,减小摩擦,是防止凸模被拉断的有效措施。

3.纵向裂纹 一种纵裂是发生在工作带的圆周上。这是疲劳性质的裂纹,是由周期性、热冷的交变应力作用引起的,还与毛坏润滑不好,凸模表面硬度不够有关。为了减少这种微小的纵向裂纹的发生,首先要选用韧性极好的高速钢材料,采用软氮化处理,以增加表面的耐磨损、耐疲劳性,其次,应选用合适粒度的砂轮,严格控制磨削时的进刀般。在磨削后加以抛光。同时改善润滑质量,减小摩擦,提高凸模的表面硬度,保证在HRC61以上。

由工作端面开始沿纵向向上发展的纵向裂纹和中心开裂,多数是由于材料有缺陷引起的,如碳化物分布不均匀,材料偏析过大等。因为碳化物分布不均匀会增加钢的脆性,降低钢的强度。生产中,一般将材料的偏析控制在三级以下,对于小直径的棒料,这基本是可以达到的,对于大直径棒料,必须通过严格的锻造工艺,才能消除过大的碳化物偏析。

4.网状裂纹 凸模端面上的网状裂纹,是一种由于挤压时的热效应而引起的热疲劳造成的。有时,当磨加工的磨削量过大、进给太快时,由于表而过热所引起的龟裂,在挤压时也会发展成为网状裂纹。因此,在磨削成形端面时,应选用粗粒度的砂轮.接近成品时,每次磨削量要小,同时应检戊回火处理以及软氮化和镀铬等表面处理情况。

在凸模尾部端面上,有时发生类似网状裂纹的端部开裂。这种表面为网状、向纵向发展的开裂现象,是由于端部中心留有中心孔,承载而积减小,以及应力集中所造成的。凸模垫块的中心压塌而使接触面不平,也是引起这种开裂的原因之一。所以,凸摸的尾端不应留有中心孔,垫块厚度应该足够,以增加其刚性,防止变形。

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