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设备工装:本栏目专门为制桶行业企业朋友提供国内外最具有代表性的制桶设备及工装的相关资料,供学习及选用参考。
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冲压模具常见问题及其解决方案

文/凤巢

冲压模具模板爆裂,是一种很常见的情况,作者从事五金冲压模具行业多年,几乎每二个月都会碰到模具模板爆裂的现象.一般情况是崩掉一个小缺口之类的,但严重的时候,是一块模板一下子分成了好几块.当然,造成模板直接开裂的原因有很多种情况,从模具设计购买材料到冲压操作过程,都能够对其造成影响.

一、冲压模具模板开裂爆裂的原因

主要是以下几个:

1.落料不顺:组装模时无漏屎,或滚堵屎,垫脚堵屎,这一点最常见,组装的师傅如果不注意,像落料孔多的时候,或者模具有垫块时,最容易出现这种情况.

2.设计工艺:模具强度不够,刀口间距太近,模具结构不合理,模板块数不够无垫板垫脚

(1)排样与搭边:不合理的往复送料排样法,以及过小的搭边值,往往会造成模具急剧磨损或凸、凹模啃伤。合理选择排样方法和搭边值,以提高模具寿命。

(2)模具的导向机构精度:准确和可靠的导向,对于减少模具工作零件的磨损,避免凸、凹模啃伤影响极大,尤其是无间隙和小间隙冲裁模、复合模和多工位级进模则更为有效。为提高模具寿命,必须根据工序性质和零件精度等要求,正确选择导向形式和确定导向机构的精度。

(3)模具(凸、凹模)刃口几何参数。

3.热处理:淬火回火工艺不当产生变形

实践证明,模具的热加工质量对模具的性能与使用寿命影响甚大。从模具失效原因的分析统计可知,因热处理不当所引发模具失效“事故”约占40%以上。

(1)锻造工艺:这是模具工作零件制造过程中的重要环节。对于高合金工具钢的模具,通常对材料碳化物分布等金相组织提出技术要求。

(2)预备热处理:应视模具工作零件的材料和要求的不同分别采用退火、正火或调质等预备热处理工艺,以改善组织,消除锻造毛坯的组织缺陷,改善加工工艺性。高碳合金模具钢经过适当的预备热处理,可消除网状二次渗碳体或链状碳化物,使碳化物球化、细化,促进碳化物分布均匀性,这样有利于保证淬火、回火质量,提高模具寿命。

(3)淬火与回火:这是模具热处理中的关键环节。若淬火加热时产生过热,不仅会使工件造成较大的脆性,而且,在冷却时容易引起变形和开裂,严重影响模具寿命。冲模淬火加热时特别应注意防止氧化和脱碳,应严格控制热处理工艺规范,在条件允许的情况下,可采用真空热处理。淬火后应及时回火,并根据技术要求采用不同的回火工艺。

冲压模具爆裂的原因分析,模具人必须知道的

(4)消应力退火:模具工作零件在粗加工后,应进行消应力退火处理,其目的是消除粗加工所造成的内应力,以免淬火时产生过大的变形和裂纹。对于精度要求高的模具,在磨削或电加工后还需经过消应力回火处理,有利于稳定模具精度,提高使用寿命。

4.模具研磨平面度不够,产生挠曲变形

模具工作零件表面质量的优劣,对于模具的耐磨性、抗断裂能力及抗粘着能力等有着十分密切的关系,直接影响模具的使用寿命,尤其是表面粗糙度值对模具寿命影响很大。若表面粗糙度值过大,在工作时会产生应力集中现象,并在其峰、谷间容易产生裂纹,影响冲模的耐用度,还会影响工件表面的耐蚀性,直接影响冲模的使用寿命和精度,为此,应注意以下事项:

(1)模具工作零件加工过程中,必须防止磨削烧伤零件表面现象,应严格控制磨削工艺条件和工艺方法(如砂轮硬度、粒度、冷却液、进给量等参数);

(2)加工过程中,应防止模具工作零件表面留有刀痕、夹层、裂纹、撞击伤痕等宏观缺陷,这些缺陷的存在会引起应力集中,成为断裂的根源,造成模具早期失效;

(3)采用磨削、研磨和抛光等精加工和精细加工,获得较小的表面粗糙度值,提高模具使用寿命

5.线割处理不当:拉线线割,间隙不对,没作清角

人为地拉线线割,线割间隙处理不对,没作清角及线割的变质层影响。冲模刃口多采用线切割加工。由于线切割加工的热效应和电解作用,使模具加工表面产生一定厚度的变质层,造成表面硬度降低,出现显微裂纹等,致使线切割加工的冲模易发生早期磨损,直接影响模具冲裁间隙的保持及刃口容易崩刃,缩短模具使用寿命。因此,在线切割加工中,应选择合理的电规准,尽量减少变质层深度。

6.冲床设备的选用:冲床吨位,冲裁力不够,调模下得太深

冲床吨位,冲裁力不够,调模下得太深。冲压设备(如压力机)的精度与刚性,对冲模寿命的影响极为重要。冲压设备的精度高、刚性好,冲模寿命大为提高。例如:复杂硅钢片冲模材料为Crl2MoV,在普通开式压力机上使用,平均复磨寿命为1-3万次;而新式精密压力机上使用,冲模的复磨寿命可达6-12万次。

7.脱料不顺:生产前无退磁处理,无退料梢;生产中有断针断弹簧等卡料

8.模具材质不好在后续加工中容易碎裂

9.生产意识:叠片冲压,定位不到位,没使用吹气枪,模板有裂纹仍继续生产.

 

二、模具寿命分析

说到模具寿命,更合理的说法,应该就是冲模失效形式这个词了.

冲模失效形式主要为磨损失效、变形失效、断裂失效和啃伤失效等。然而,由于冲压工序不同,工作条件不同,影响冲模寿命的因素是多方面的。下面就冲模的设计、制造及使用等方面综合分析冲模寿命的影响因素,并捉出相应的改善措施

1.冲压设备

冲压设备(如压力机)的精度与刚性对冲模寿命的影响极为重要。冲压设备的精度高、刚性好,冲模寿命大为提高。例如:复杂硅钢片冲模材料为Crl2MoV,在普通开式压力机上使用,平均复磨寿命为1-3万次,而新式精密压力机上使用,冲模的复磨寿命可达6~12万次。尤其足小间隙或无间隙冲模、硬质合金冲模及精密冲模必须选择精度高、刚性好的压力机,否则,将会降低模具寿命,严重者还会损坏棋具。

2.模具设计

3.冲压工艺

(1)冲压零件的原材料

实际生产中,由于外压零件的原材料厚度公差超差、材料性能波动、表面质量较差(如锈迹)或不干净(如油污)等,会造成模具工作零件磨损加剧、易崩刃等不良后果。为此,应当注意:①尽可能采用冲压工艺性好的原材料,以减少冲压变形力;②冲压前应严格检查原材料的牌号、厚度及表面质量等,并将原材料擦拭干净,必要时应清除表面氧化物和锈迹;③根据冲压工序和原材料种类,必要时可安排软化处理和表面处理,以及选择合适的润滑剂和润滑工序。

(2)排样与搭边

不合理的往复送料排样法以及过小的搭边值往往会造成模具急剧磨损或凸、凹模啃伤。因此,在考虑提高材判利用毕的同时,必须根据零件的加工批量、质量要求和模具配合间隙,合理选择排样方法和搭边值,以提高模具寿命。

4.模具材料

模具材料对模具寿命的影响是材料种类、化学成分、组织结构、硬度和冶金质量等诸冈索的综合反映。不同材质的模具寿命往往不同。为此,对于冲模工作零件材料提出两项基本要求:

①材料的使用性能应具有高硬度(58~64HRC)和高强度,并具有高的耐磨性和足够的韧性,热处理变形小,有一定的热硬性;

②工艺性能良好。冲模工作零件加工制造过程一般较为复杂。因而必须具有对各种加工工艺的适应性,如可锻性、可切削加工性、淬硬性、淬透性、淬火裂纹敏感性和磨削加工性等。通常根据冲压件的材料特性、生产批量、精度要求等,选择性能优良的模具材料,同时兼顾其工艺性和经济性。

总之,模板开裂爆裂这种情况,一定要谨慎对待,因为在生产中,这种情况还存在一定的安全隐患.

 

三、再带大家了解一下模具基础:十七个模具典型问题,十七个解决方案!

1.废料跳穴

a.冲头长度不够按冲头刃口切入凹模一个料厚加1mm更换冲头

b.凹模间隙过大割入子减少间隙或用披覆机减小间隙

c.冲头或模板未去磁将冲头或模板用去磁器去磁

2.废料堵穴

a.落料孔小或落料孔偏位加大落料孔,使落料顺畅

b.落料孔有倒角加大落料孔去除倒角

c.刀口未放锥度线割锥度或反面扩充孔减小直壁位长度

d.刀口直壁位过长反面钻孔,使刀口直壁位缩短

e.刃口崩,造成披锋大,堵料重新研磨刃口

3.披锋不良

a.刃口崩,造成披锋过大重新研磨刃口

b.冲头与凹模间隙过大线割入块,重新配间隙

c.凹模刀口光洁度差抛光刀口直壁位

d.冲头与凹模间隙过小重新省模,配间隙

e.顶料力过大,反向拉出披锋换弹簧,减小顶料力

4.切边不齐

a.定位偏移调整定位

b.有单边成型,拉料加大压料力,调整定位

c.设计错误,造成接刀不平重新线割切边刀口镶块

d.送料不准调整送料器

e.送料步距计算有误重新计算步距,重定接刀位

5.冲头易断

a.闭合高度过低,冲头切入刀口部位过长调整闭合高度

b.材料定位不当,造成冲孔冲头切单边,调整定位或送料装置因受力不均断裂

c.下模废料堵死刀口,造成冲头断重新钻大落料孔,使落料顺畅

d.冲头的固定部位(夹板)与导向部位修配或重新线割入块使冲头上下顺畅(打板)偏移

e.打板导向不良,造成冲头单边受力重新修配打板间隙

f.冲头刀口太短,与打板干涉重换冲头,增长刀口部分长度

g.冲头固定不好,上下窜动重新固定冲头使之不能上下窜动

h.冲头刃口不锋利重新研磨刃口

I.冲头表面拉伤,脱料时受力不均重新换冲头

j.冲头过细,过长,强度不够重新换冲头类型

k.冲头硬度过高,冲头材质不对更换冲头材质,调整热处理硬度

6.铁屑

a.压筋错位重新计算压筋位置或折弯位置

b.折弯间隙过小,挤出铁屑重新调整间隙,或研磨成型块,或研磨成型冲头

c.折弯凸模太锋利修R角

d.接刀口材料太少重新接刀口

e.压筋太窄重新研磨压筋

7.抽芽不良

a.抽芽底孔中心与抽芽冲子中心不重合造确定正确中心位置,或移动抽芽冲子位置,或移成抽芽-边高-边低甚至破裂动预冲孔位置,或调整定位

b.凹模间隙不均匀,造成抽芽-边高-边修配抽芽间隙低甚至破裂

c.抽芽底孔不符合要求,造成抽芽高度及重新计算底孔孔径,预冲孔增大或减少直径偏差,甚至破裂

8.成型不良

a.成型模凸模太锋利,造成材料拉裂成型凸模修R角,刀口处适当修R角

b.成型冲头长度不够,造成未能成型计算冲头正确长度调整冲头实际长度以达成型要求

c.成型冲头过长,成型处材料压变形,甚确定冲头正确长度,调整冲头实际长度以达到要求至冲头断裂

d.成型处材料不够造成拉裂计算展开材料,或修R角,或降低成型高度

e.定位不良,造成成型不良调整定位或送料装置

f.成型间隙太小造成拉裂或变形调配间隙

9.折弯尺寸

a.模具没调到位造成角度误差导致尺寸偏调整闭合高度不良或角度差不良

b.弹力不够造成角度不良导致尺寸偏差换弹簧

c.材质不符合要求造成角度不良导致尺寸换材料或重新调整间隙偏差

d.材料厚度偏差引起角度不良导致尺寸偏确定料厚,换材料或重新调整间隙差

e.定位不当导致尺寸偏差调整定位使尺寸OK

f.设计或加工错误造成折弯公拼块间有间补焊研磨,消除拼块间的间隙,导致折弯尺寸小值得关注的“模具人杂志微信~

g.成型公无R角,在角度及其他正常情况成型公修R角下折弯高度偏小

h.两边折弯尺寸偏大加压筋

I.单边折弯拉料造成尺寸不稳定加大弹簧力,调整定位

j.间隙不合理,引起角度不良和尺寸偏差修配间隙

k.折刀高度不够,折弯冲头合入折刀太短增加折刀高度,使折弯冲头尽可能合入折刀部队位造成角度不良多一些

l.折弯时速度太快,造成折弯根部变形调整速比控,选择合理转速

m.结构不合理,折刀未镶入固定模板,重新铣槽,将折刀镶入模板冲压时,造成间隙变大

n.成型公热处理硬度不够,造成压线崩或重制成型公压线打平

10.不卸料

a.定位不当或送料不当调整定位或送料装置

b.避位不够修磨避位

c.内导柱拉伤,造成打板活动不畅更换内导柱

d.冲头拉伤或表面不光滑更换冲头

e.顶料销摆布不合理重新摆布顶料销位置

f.顶料力不够,或脱料力不够更换顶料弹簧或脱料弹簧

g.冲头与夹板打板配合不顺畅修配打板和夹板使冲头配合顺畅

h.成型滑块配合不畅修整滑块与导向槽使之配合顺畅

I.打板热处理不适,冲压一段时间后变形重新研磨打板,矫正变形

j.冲头过长或顶料销长度不够增加顶料销长度或换用长度合适之冲头

k.冲头断更换冲头

l.模板未云磁,工件往上带给模板去磁

11.送料不顺

a.模具没架正,导致料带与送料器及模具重架模具或调整送料器不在同一条直线上

b.料带不平调整校平机或更换材料

c.不卸料造成送料不顺参照不卸料解决对策

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d.定位太紧调整定位

e.导正销太紧或直壁位太长调整导正销

f.冲头固定不好或太长与料带干涉换长度合适之冲头重新固定

g.顶料销太短,料带与成型入块相干涉调整顶料销长度,避免干涉

h.浮升块位置排配不当调整浮升块位置

12.铆合不良

a.模具闭合高度不当铆合不到位调整闭合高度

b.工件未放到位,定位偏差调整定位

c.铆合前工件不良确认抽芽孔,参考抽芽孔不良解决对策处理确认铆合孔是否倒角,如无倒角则增加倒角

d.铆合冲头长度不够换用长度合适之冲头

e.铆合冲头不符合要求确认并用符合要求之铆合冲头

13.漏装或装

a.不小心组立时细心错冲子

b.冲子无方向标记有方向性的冲子做上记号

14.装错螺丝

a.不知道模板的厚度了解模板的厚度太长或太短

b.不够细心,经验不足选用适当的螺丝

15.拆装模具

a.销钉孔没有擦干净将销孔,销钉擦干净,拆模时应先拆定位销时容易损坏装模时,应先用螺丝导正,后打定位销钉孔

b.装拆模具程序不对打落销钉时不要碰伤销钉孔

16.定位销

a.孔壁拉毛,刮伤致使太紧组模时,细心检查销钉孔是否拉毛,否则应将打不出来销孔重新铰孔

b.销孔偏位或下面没有逃孔追加定位销逃孔

17.弹簧太长

a.没有注意弹簧孔深度量好弹簧孔深度,算好弹簧的压缩量,重新选择无法下压到

b.不够细心,经验不足合适的弹簧下死点

 

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