2.2.模具材料对模具质量的影响。是模具材料性质、化学成分、组织结构、硬度和冶金质量等的综合反映。其中,材料性质和热处理质量影响最为明显。在选用材料时,应根据制件的批量大小,合理选用模具材料。模具工作零件的硬度对模具寿命的影响也很大。但并不是硬度愈高、模具寿命愈长。这是因为硬度与强度、韧性及耐磨性等有密切的关系。有的冲模要求硬度高,寿命长。模具硬度必须根据材料性质和失效形式而定。应使硬度、强度、韧性及耐磨性、耐疲劳强度等达到特定冲压工序所需要的最佳配合。
2.3.模具的热处理与表面强化对质量的影响。实践证明,模具工作零件的淬火变形与开裂,使用过程中早期断裂,虽然与材料的冶金质量、锻造质量、模具结构及加工有关,但与模具的热处理关系更大。根据模具失效原因的分析统计,热处理不当引起的失效占50%以上。实践证明,高级的模具材料必须配以正确的热处理工艺,才能真正发挥材料的潜力。模具工作零件表面强化处理的目的,是获得外硬内韧的效果,从而得到硬度、耐磨性、韧性、耐疲劳强度的良好配合。模具表面强化处理方法很多,表面处理的新技术工艺发展很快。除氮碳共渗和离子氮化、渗硼、渗铌、渗钒、表面镀硬铬和电火花强化外,化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)已逐步采用。经CVD和PVD处理后,模具表面覆盖一层TiC、TiN等超硬物质,硬度极高、耐磨性、耐蚀性、抗黏合性很好,可提高模具寿命几倍到几十倍。
2.4.冲模零件的制造精度对模具质量的影响。冲模制造的精度与模具质量关系很大,特别是模具表面粗糙度对模具影响很大。如用Crl2MoV钢制造落料模,如果表面粗糙度值R=1.6m时,其寿命为3万件左右。如经精抛光,表面粗糙度值R=0.4m,寿命可提高到4—5万件。因此,对模具工作零件表面,一般都要经过磨削、研磨、抛光等精加工和精细加工。
提高模具质量的基本途径
首先制件的设计要合理,尽可能选用最好的结构方案,制件的设计者要考虑到制件的技术要求及其结构必须符合模具制造的工艺性和可行性。
3.1.应提高模具的设计质量。提高模具质量需要考虑到很多因素,包括模具材料的选用,模具结构的可使用性及安全性,模具零件的可加工性及模具维修的方便性,这些在设计之初应尽量考虑得周全些。一是模具材料的选用既要满足客户对产品质量的要求,还需考虑到材料的成本及其在设定周期内的强度,还要根据模具的类型、使用工作方式、加工速度、主要失效形式等因素来选材。例如:冲裁模的主要失效形式是刃口磨损,就要选择表面硬度高、耐磨性好的材料;冲压模主要承受周期性载荷,易引起表面疲劳裂纹,导致表层剥落,那就要选择表面韧性好的材料;拉深模应选择磨擦系数特别低的材料;压铸模由于受到循环热应力作用,故应选择热疲劳性强的材料;对于注塑模,当塑件为ABS、PP、PC之类材料时,模具材料可选择预硬调质钢,当塑件为高光洁度、透明的材料时,可选耐蚀不锈钢,当制品批量大时,可选择淬火回火钢。另外还需要考虑采用与制件亲和力较小的模具材料,以防粘模加剧模具零件的磨损,从而影响模具的质量。二是在模具结构设计时,应尽量结构紧凑、操作方便,还要保证模具零件有足够的强度和刚度;在模具结构允许时,模具零件各表面的转角应尽可能设计成圆角过渡,以避免应力集中;对于凹模、型腔及部分凸模、型芯,可采用组合或镶拼结构来消除应力集中,细长凸模或型芯,在结构上需采取适当的保护措施;对于冷冲模,应配置防止制件或废料堵塞的装置(如:弹顶销、压缩空气等)。与此同时,还要考虑如何减少滑动配合件及频繁撞击件在长期使用中磨损所带来的对模具质量的影响。三是在设计中必须减少在维修某一零部件时需拆装的范围,特别是易损件更换时,尽可能减少其拆装范围。
3.2.应严把模具的制造过程关。这是确保模具质量的重要一环,模具制造过程中的加工方法和加工精度也会影响到模具的使用寿命。各零部件的精度直接影响到模具整体装配情况,除掉设备自身精度的影响外,则需通过改善零件的加工方法,提高钳工在模具磨配过程中的技术水平,来提高模具零件的加工精度;若模具整体装配效果达不到要求,则会在试模中让模具在不正常状态下动作的几率提高,对模具的总体质量将会有很大影响。
在实际生产中,对于薄板冲模使用,很少出现非正常磨损的情况。但对于厚板冲模时则发现易出现非正常磨损,我们总是针对出现的问题进行研究总结。因为一副冷冲模,从设计、加工制造、装配、调试到安装、使用,都耗费了众多工时,同时冲模的凸、凹模使用的材料,大都是优质合金钢。因此,冲模的成本都是比较高的。所以在生产中了解影响冲模质量的因素及采取相应的对策来指导生产,具有重大的现实意义。