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提高精沖模具壽命的主要途徑

    1 引言-精密機械零件
    目前精沖工藝愈來愈廣泛用在汽車零件的制造上(如凸輪、齒板和離合器板等) 。由于精沖模具所受的壓力大, 凸、凹模間隙非常小(0. 01～0. 02mm) , 以及精沖過程中的熱效應、摩擦力大等原因, 使精沖模具的壽命很難得到保證, 導致精沖模過早的被損壞或報廢。而精沖模具的造價一般為普通沖裁模的5～10 倍, 并且由于精沖機的生產(chǎn)效率很高, 若模具壽命低導致頻繁換模也會降低生產(chǎn)率, 因此, 精沖模具的壽命成了制約精沖技術(shù)應用和發(fā)展的瓶頸。
    2 影響精沖模具壽命的主要因素-精密機械零件
    2. 1 精沖模失效的基本類型
    與普通沖裁模相比, 精沖模的工況較惡劣, 主要失效形式為: 模具刃口的磨損(包括磨粒磨損和粘著磨損) , 其主要在刃口側(cè)面, 模具刃口的崩刃,凹模或凸凹模的破裂,凸模的折斷和塑性變形。
    2. 2 影響因素
    影響精沖模壽命的主要因素有:
    (1) 精沖件的結(jié)構(gòu)工藝性(尖角、薄壁、懸壁、尺寸公差等) 。
    (2) 精沖件的材料(材質(zhì)、料厚、硬度、塑性、表面質(zhì)量) 。
    (3) 精沖模具的結(jié)構(gòu)(強度、剛度、模具導向、小凸模的導向、排氣和潤滑) 。
    (4)模具材料(材質(zhì)、碳化物大小和均勻性、硬度、韌性) 。
    (5)模具制造(模坯鍛造、加工工藝、熱處理、線切割、研磨、裝配) 。
    (6) 生產(chǎn)操作(調(diào)模高度、壓力、速度、送料精度、坯料清潔、潤滑) 。
    (7) 模具維修(合理存放、合理刃磨、清潔、應力回火、防銹) 。
    3 提高精沖模具壽命的主要途徑
    (1) 審查精沖件的工藝性。精沖件的工藝性(特別是圓角半徑) 對精沖模的壽命有一定影響,對于工藝性較差的(尤其尖角) , 應向設計部門提出改善建議。圖1 為零件的圓角半徑與模具壽命的關(guān)系,一般r / t ≥0. 8 較好, 如小于0. 25 則會導致模具壽命較低。
    (2) 精沖模具的材料選擇和熱處理。精沖模具主要工作零件的材料一般選cr12mov , 當制件厚度大于4mm 時, 凸、凹模可采用w6mo5cr4v2 高速鋼。對于工作強度很大、受力苛刻的凸模和凹模,則采用粉末冶金鋼(v4、asp23、asp30) 或硬質(zhì)合金gt30。凸、凹模熱處理的硬度一般取58～62hrc ,對于以磨損為主要失效形式的、形狀簡單的模具,可取60～64hrc ; 對于形狀復雜、并以崩刃為主要失效形式的模具, 可取56～60hrc , 甚至54～58hrc。
     對于cr12mov 模具的熱處理, 當刃口形狀較簡單、沖裁料厚較薄( t ≤3mm) ,采用1 次硬化工藝(1020°c 淬火、220°c 回火) 可獲得較高的強度和耐磨性。當刃口形狀較復雜、沖裁料較厚( t > 3mm)時, 采用2 次硬化工藝(1080°c 淬火、520°c 回火)則可獲得較高的沖擊韌性和穩(wěn)定性。對于w6mo5cr4v2 模具的熱處理, 必須采用低溫淬火工藝才能獲得較高的強度和良好的韌性。