冲压模具的失效形式及冲模材料的选择.ppt

1冲压模具的失效形式

2冲压模具的材料
模具因某种原因损坏，或者模具损伤积累至一定程度，导致模具损坏，无法继续服役，称为模具的失效。
冲压模具的失效形式:
一般为塑性变形、磨损、断裂或开裂、金属疲劳及腐蚀等等。
模具的失效可分为：
正常失效和早期失效1.1冲压模具的工作条件及失效形式
1.冲裁模的工作条件及失效形式
1)冲裁模的工作条件
冲裁模具主要用于各种板料的冲切。从冲裁工艺分析中我们已经得知，板料的冲裁过程可以分为三个阶段：

弹性变形阶段
塑性变形阶段
剪裂阶段2.冲裁模的主要失效形式
对于薄板冲裁模，由于模具受到的冲击载荷不大，在正常的使用过程中，模具因摩擦产生的刃口磨损是主要的失效形式
磨损过程可分为初期磨损，正常磨损和急剧磨损三个阶段(如图1.1)
1）初期磨损阶段
模具刃口与板料相碰时接触面积很小，刃口的单位压力很大，造成了刃口端面的塑性变形，一般称为塌陷磨损,其磨损速度较快.2）正常磨损阶段
刃口和被加工坯料之间的摩擦磨损成为主要磨损形式。
3）急剧磨损阶段
刃口经长期工作以后，经受了频繁冲压会产生疲劳磨损，表面出现了损坏剥落.进入了急剧磨损阶段，磨损加剧，刃口呈现疲劳破坏，模具已无法正常工作.
对于厚板冲裁模当冲裁凸模较细长时，还会引起弯曲变形或折断，(如图1.2)
2.拉深模的工作条件及失效形式
1)拉深模的工作条件
拉深模具主要用于金属板料的拉深成形，拉深过程中模具的受力状态(如图1.3)
2)拉深模的主要失效形式
由于拉深模具的工作部件没有刃口，受力面积大，工作时无严重的冲击力，因此，拉深模不易出现塑性变形和断裂失效。

3.冷挤压模的工作条件及失效形式
1)冷挤压模的工作条件
冷挤压模具工作时，坯料受到强烈的三向压应力作用，发生剧烈的塑性流动.
2.)冷挤压模的主要失效形式
冷挤压模具的凸、凹模由于受力状况有所不同，所以失效形式有所差异.
冷挤压凸模的失效形式:
主要有折断、磨损、镦粗、疲劳断裂和纵向开裂；
冷挤压凹模的失效形式:
主要有胀裂和磨损。
1.2影响冲压模具寿命的因素及提高冲模寿命的措施
影响冲压模具寿命的因素:
1.模具材料的影响
1）模具材料性能的影响
各种模具材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性、塑性变形抗力、断裂抗力、冷热疲劳抗力等性能均有所不同，材料的性能必须满足模具的具体使用要求，否则将导致模具的早期失效.2)模具钢材冶金质量的影响
若钢中含有强度低、塑性差的非金属夹杂物，则容易形成裂纹源，引起模具早期断裂失效。
2.模具结构的影响
1）模具几何形状的影响
模具的几何形状对成形过程中坯料的流动和成形力产生很大的影响，从而影响模具的寿命.
2）模具间隙的影响
模具的凸凹模工作间隙不仅影响工件的质量，还影响模具的寿命
3）结构形式的影响
模具的结构形式不合理将导致应力集中而断裂失效。(如图1.4)
3.模具制造工艺的影响
1）锻造工艺的影响
如果锻造工艺不合理，会降低钢材的性能，造成锻造缺陷，形成导致模具早期失效的隐患。常见的锻件表面缺陷有裂纹、折叠、凹坑等，内部缺陷有组织偏析、流线分布不合理、疏松、过热、过烧等。2）加工工艺的影响
切削加工时没有彻底去除材料表面脱碳层，将会降低模具的表面硬度，加剧了模具磨裂及淬裂的倾向
3）热处理工艺的影响
模具淬火加热时温度过高，容易造成模具的过热、过烧，冲击韧度下降，导致早期断裂
4.模具工作条件和使用维护的影响
1）被加工材料的影响
被加工材料的强度越高、厚度越大，模具承受的力也越大，模具的寿命相对较低.2）冲压设备特性的影响
冲压设备的刚度和精度对模具的寿命影响极大。开式压力机为C型框架，刚度较差。在冲压力的作用下易产生变形，造成上、下模中心线不重合，模具工作间隙不均，甚至啃刃、崩刃.
3）润滑条件的影响
良好的润滑条件可以有效降低摩擦力、摩擦热和冲压力，减少模具的磨损，显著提高模具的使用寿命。提高冲模寿命的措施:
1.提高冲裁模寿命的措施
1）合理设计模具
在保证冲裁工件质量的前提下，尽可能选用较大的冲裁间隙，以降低冲裁力，减小模具的磨损.
2）合理选择模具材料
根据工件生产批量的大小，合理选择能够满足其使用寿命期限的模具材料。生产批量很大时，应选择强度高、韧性好、耐磨性好的高性能模具材料3）采用模具强韧化热处理和表面强化处理
针对不同的模具钢种，采用相应的强韧化热处理工艺，增强材料的强度和韧性
4）合理使用维护
操作时严格控制冲裁凸模进入凹模的深度，以免磨损加剧冲裁模使用了一段时间后，凸、凹模刃口将不可避免地出现磨损和磨损沟痕，这时候提前修模，可以减小摩擦力、预防磨损沟痕导致的裂纹，避免因磨损后凸、凹模间隙不均产生的附加弯矩，以提高模具的寿命。提高拉深模寿命的措施
1)适当选用模具材料
粘附磨损是拉深模具失效的重要原因，一般粘附易发生在