淺談影響冷沖壓凸模損壞的原因及消除措施

摘 要：本文簡要論述了在冷沖壓過程中凸模的損壞形式及原因，并提出相應(yīng)消除措施。在冷沖壓筒型制品過程中，由于冷沖壓凸模在多種原因下產(chǎn)生的損壞，如承受軸向沖擊力的作用，同時又不可避免地承受著徑向力的作用，如毛坯料兩端面的平行度超差嚴(yán)重、毛坯料在凹模中定位不準(zhǔn)產(chǎn)生位置偏移等等都是使凸模產(chǎn)生損壞的因素，因此應(yīng)經(jīng)過準(zhǔn)確分析后，查找凸模損壞的正確原因，從而采取相應(yīng)措施用以消除由于這些原因引起的凸模損壞，延長凸模使用時間，降低消耗，減少成本。

關(guān)鍵詞：凸模 損壞形式 損壞原因 消除措施

在冷沖壓筒型制品過程中，由于冷沖壓凸模不僅承受軸向沖擊力的作用，同時又不可避免地承受著徑向力的作用，由于各種原因引起，如毛坯料兩端面的平行度超差嚴(yán)重、毛坯料在凹模中定位不準(zhǔn)產(chǎn)生位置偏移等等都是使凸模產(chǎn)生損壞的因素。下面我將冷沖壓凸模的損壞原因及消除措施簡單介紹如下：

一、凸模損壞的形式

冷沖壓凸模的破壞主要是由于工作應(yīng)力過大，偏心載荷和應(yīng)力集中，加熱溫度過高而引起短期疲勞或損壞。目前凸模最主要的損壞形式是：不可恢復(fù)的變形、折斷、斷裂、裂紋和磨損粘鐵。

二、凸模的各種損壞形式及消除措施

1、凸模不可恢復(fù)的變形損壞原因

（1）加工力超過材料本身屈服極限。材料選擇不當(dāng)。

（2）熱處理后的強(qiáng)度和硬度偏低。

（3）所加工制品的硬度過高或制品端面平行度誤差較大。

（4）所加工制品體積、重量、變形量過大，超過設(shè)備加工能力范圍。

（5）加工間隙過小，多余金屬無處可流。

2、凸模折斷、斷裂、裂紋損壞的原因

1）折斷、斷裂：主要原因是由于反復(fù)交變應(yīng)力作用和周期性溫度變化的結(jié)果。凸模的折斷、斷裂，按其破壞性質(zhì)和斷裂部位的形態(tài)，分為橫向、縱向和徑向裂三種類型。

概括的說折斷、斷裂：

（1）斷口傾斜。

（2）斷口處有明顯撕裂條紋。

（3）斷裂發(fā)生于過渡部位。

（4）突然產(chǎn)生。

折斷、斷裂形成原因：

（1）坯料端面不平，擠壓時產(chǎn)生的側(cè)向力，使凸模彎曲而折斷。

（2）凸模承受不均衡的偏心載荷而折斷。

（3）凸模安裝偏心、傾斜，與凹模不同軸。

（4）由于應(yīng)力集中，使凸模折斷。

（5）凸模過渡處存在刀痕磨痕、劃傷和淬火裂紋。

（6）凸模細(xì)長，工作部分的長徑比過大。

（7）模具材料選擇不當(dāng)，熱處理硬度偏高，回火不足。

（8）設(shè)備精度差，剛性低。

另一種拉斷。

（1）斷口平坦。

（2）斷口似灰鐵狀且具有光澤。

（3）斷口位于截面過渡部位。

形成原因：

（1）在圓角和直線的相接部位，存在粗糙的刀痕，尖銳的線狀劃傷，由于反復(fù)作用產(chǎn)生疲勞裂紋，并擴(kuò)展成環(huán)狀裂紋，最后拉斷。

（2）凸模承受的壓力過大。

（3）凸模材料的抗壓強(qiáng)度不足。

（4）潤滑不良，摩擦力過大，卸料時將凸模拉斷。

2）裂紋：分為橫向裂紋、縱向裂紋和徑向裂、網(wǎng)狀裂紋四種類型

橫向裂紋：又分為平面型和S型斷面兩種情況。

縱向裂紋、徑向裂紋：多數(shù)是由于材料缺陷引起的，如碳化物分布不均勻，材料偏析過大等。

網(wǎng)狀裂紋：當(dāng)磨削加工由于表面過熱所引起的龜裂。

3、凸模磨損損壞原因

在冷沖壓成形過程中金屬既有滑動又有流動從而產(chǎn)生磨損。

三、凸模的各種損壞形式的消除措施

1、應(yīng)采用熱硬性較好、抗壓強(qiáng)度較高工具鋼等材料，合理的淬火、回火后硬度應(yīng)在合理范圍內(nèi)。另外，設(shè)計凸、凹時避免封閉加工。

2、消除產(chǎn)生凸模折斷、斷裂、裂紋損壞的措施

1）折斷、斷裂的消除措施

（1）采取校形工序，提高坯料精度。

（2）將坯料與模腔間隙控制在0.1mm以內(nèi)。

（3）提高安裝精度，采取有效的導(dǎo)向方法。

（4）加大圓角半徑，仔細(xì)加工并拋光至Ra0.4以下。

（5）精加工并拋光，去除加工痕跡和劃痕。

（6）盡量縮短凸模長度，尤其是工作部分有效長度與其直徑之比，應(yīng)控制在4以下。

（7）選擇強(qiáng)韌性極好的高速鋼制作凸模，采取低溫淬火充分回火，增加凸模的韌性。

（8）采用精度高、剛性好、大噸位的專用擠壓機(jī)。

對于拉斷損壞的消除措施：

（1）仔細(xì)加工，去除刀痕、切痕和劃傷。

（2）選擇優(yōu)質(zhì)材料，提高凸模的抗壓強(qiáng)度和承載能力。

（3）選用優(yōu)良潤滑劑，以降低摩擦。

2）對于裂紋損壞的消除措施

將這部分設(shè)計成帶有適當(dāng)?shù)膱A角，精細(xì)加工并進(jìn)行拋光處理，使其圓滑相接，避免應(yīng)力集中，是防止裂紋的有效辦法。

3、對于凸模磨損損壞的消除措施

應(yīng)根據(jù)其破壞的原因，采用相應(yīng)的方法，如碳化物偏析小、組織均勻的優(yōu)質(zhì)材料、高強(qiáng)度、高硬度鋼種或硬質(zhì)合金，多次回火熱處理工藝、優(yōu)良潤滑劑，采取表面滲氮、滲碳、鍍鉻、鍍鈦等措施，增加凸模表面強(qiáng)度及光潔度等措施從而減小凸模的磨損損壞。

四、結(jié)論

通過簡單研究凸模損壞的這些原因和消除措施，可以達(dá)到一點(diǎn)簡單的結(jié)論，那就是設(shè)計凸模時，首先應(yīng)充分計算加工強(qiáng)度機(jī)加工力的大小，再從材料選擇上、熱處理工藝上、機(jī)械加工上、表面處理上、研磨拋光上、潤滑冷卻上、設(shè)備精度上等這些方面上多加注意，還是可以減少凸模不必要的損壞。

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作者簡介：趙憲波，男，漢族，黑龍江省牡丹江市，1980.05.07，工程技術(shù)，黑龍江北方工具有限公司157013