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改善精密高速冲压模具寿命的途径

2020-02-21 15:34:11 来源: 专题报道
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导读: 精密高速冲压技术是综合了精密高速压力枧技术、高精冲压模具技术、高品质制品材料技术、高度自动化控制技术为一体的高新技术采用精密高速冲压技术进行大批量冲压生产,具有高生产效率、高质量、高一致性及节能降耗、节省人力、低成本和安全生产等特点,因此已越来越被各生产行业所重视。同时,随着汽车、家电、电力和电子通讯等产品技术的迅速发展,对精密冲压件的需求量越来越大,技术要求也越来越高,精密高速冲压应用面越来越广泛。如何改善精密高速冲压模具的使用寿命也受到越来越多高速冲相关企业的密切关心

/范益丞 一胜百模具技术(上海)有限公司


精密高速冲压技术是综合了精密高速压力枧技术、高精冲压模具技术、高品质制品材料技术、高度自动化控制技术为一体的高


新技术采用精密高速


压技术进行大批量冲压生产,具有高生产效率、高质量、高一致性及节能降耗、节省人力、低成本和安全生产等特点,因此



已越来越被各生产行


业所重视。同时,随着汽车、家电、电力和电子通讯等产品技术的迅速发展,对精密冲压件的需求量越来越大,技术要求也越


来越高,精密高速冲


压应用面越来越广泛。如何改善精密高速冲压模具的使用寿命也受到越来越多高速冲相关企业的密切关心



精密高速冲压的特点

在大批量和超大批量冲压生产中,普通压力机已不能满足生产和技术的要求,采用精密高速压力机进行高速、自动化及连续冲压生产是提高冲压生产效率的有效途径。精密高速压力机滑块每分钟行程次数是相似吨位普通压力机的5倍以上,采用精密高速压力机生产的冲压件不仅精度高、表面质量好,而且模具寿命长


相对于普通冲压而言精密高速冲压往往具有如下的特点


模具结构复杂、精度高


精密高速冲压模具一般都是级进模连续冲压套模具上有几个甚至几十个工步,通过定位、冲孔、

剪切、拉伸、弯曲、裁边、剪切等多种方式组合成形。因此在模具制造中需要大量的线切割和镶拼结构,对加工的工艺和设备都有一定的要求。


产品质量要求高


精密高速冲压模具的冲裁间隙小,产品成形后飞边和毛刺很小甚至没有,冲裁面撕裂带少。对于形状简单的平面产品(如图1所示硅钢片〉能得到良好的表面质量和平面度

效率高适合大批量的生产


精密高速冲压的速度每分钟在几百次到上千个冲次,一般为薄板冲压,生产效率高,适合大批量的生产。国外有些公司对小吨位精密高速压力机按滑块行程次数分为四个速度等级常速〈< 250/ min) ;次高速〈250400/ min),高速〈4001m0次/min)超高速〈> 1000/ min)


基于上述特性,精密高速冲压的模具制造往往具有如下特点


模具精度要求高


精密高速冲压模具的冲裁间隙很小,有的模具能达到厚m级,在模具制造中需要大量的慢走丝、精磨甚至是光学投影磨,所以一套精密高速冲压模具的价格至少在几十万,模具材料占模具总费用的比例很低。图2所示为高速精密冲压模具

尺寸稳定性要求高


为了实现长时间的高效率生产,精密高速冲压要求模具在高频率的冲裁压力下不能发生变形和尺寸改变,所以精密高速冲压模具在热处理的时候都需要淬火和深冷,或者二次深冷相结合来保证尺寸稳定


成本低


一套精密高速冲压模具的寿命至少在上百万次最高能达到上亿次。因此分摊到每件产品里的模具费用相当低。

精密高速冲压模具失效机理


由于精密高速冲压模具冲制的产品通常比较薄,模具精度高,且冲压速度很高,因而高速冲的主要失效形式是磨损、崩角和开裂。


精密高速冲压的产品通常都是薄板料,产量往往非常高其模具的磨损机理以刃口的磨粒磨损为主,对应地在模具设计时需要选择耐磨粒磨损性能好的模具钢,而模具钢热处理硬度选择应以在不产生崩角、开裂的前提下尽量选择高的热处理硬度对于易产生崩角和开裂的模具,模具材料应考虑选择高延展性和韧性的模具钢,如粉末冶金工具钢。在冲制厚板料时更易发生严重的崩角和开裂,针对这种情况可以考虑选择基体钢,并配以高品质的PVD涂层

模具加工的方法和质量对于模具寿命同样有非常大的影响。例如,线切割白层易引起模具崩角的发生,需要注意线切割工艺,并去除线切割后残留的白层。


改善精密高速冲压模具寿命的方法


采用新型精密高速冲压模具用钢


提高模具寿命需要从多方面着手,模具材料是其中非常关键的一点。先进的生产工艺往往要求模具在严酷的工作环境中长时间运行,这就需要经得起极端环境考验的模具钢材来担当重任,以实现最低的单件冲压生产成本。精密高速冲压模具也如此,可以使用高品质的粉末冶金工具钢来应对超高产量的挑战。粉末冶金工具钢非常适合用于精密高速冲压模具,且已得到广泛的应用

一胜百采用最新的第三代粉末钢冶炼技术,基于以往粉末冶金系列钢种的成功研发经验,使推出的ASSAB SuperCIean〈超纯净)粉末冶金工具钢拥有优异的特性以及超高的纯净度,适用于精密高速冲压中遇到的不同模具失效问题和应对不同材质产品对高速冲压模具的需求。如:ASSAB PM23、PM30具有高的抗混合磨损性及抗崩角性能,适用于薄的被加工材料,如冷轧钢、马氏体或奥氏体不锈钢、铝等,ASSAB PM60、V10具有极高的抗混合磨损性,适用于加工厚度非常薄的带磨粒磨损的材料,如硅钢片,密封垫圈,或硬质合金易开裂和崩角的场合ASSAB Vanadis4Extra具有高抗粘着磨损性及抗崩角性能,适用于软和厚的被加工材料,如奥氏体不锈钢,低碳钢铜和铝。


PVD涂层技术


在表面改性技术中,PVD涂层是模具行业最先进、最广泛使用的技术之一通过选择针对性的涂层,工作表面的硬度、耐腐蚀、耐高温和摩擦特性等表面性能可得到改善优化,从而提高抵抗各种表面失效的能力。

一胜百公司采用Eifeler公司最新的PVD涂层设备和技术,具有专利的Alpha系列PVD涂层机以其优异的性能在业界得到了广泛使用。使用PVD涂层技术对模具关键部件进行涂层,可以提高模具的耐磨性能,减少模具氧化腐蚀,减少模具和工件之间的摩擦,防止粘着的发生,改善产品的表面质量,同时提高模具的寿命



精密高速冲压的产品产量往往都极高,生产商通常都期望模具能够有较长的使用寿命。在不发生崩角、开裂和塑性变形等基体问题时,通过PVD涂层技术可大大提高模具的耐磨性能从而明显提高模具的寿命,而且PVD涂层很薄,可以保证模具在涂层处理后能够正常使用,尺寸仍在精密高速冲压模具允许的误差范围


结束语

改善精密高速冲压模具寿命的途径是多种多样的,涉及精密高速冲压设备、工艺参数、冲压板材的性能、生产管理、模具的制造方法和维护、模具材料以及表面涂层的选用。其中,合理的模具材料和PVD 涂层的正确选用,并配以正确的模具加工工艺对于改善精密高速冲压模具的使用寿命起着关键的作用。





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