由于沖壓工序不同,工作條件不同,造成模具爆裂的原因是多方面的。下面就沖模的設(shè)計(jì)、制造及使用等方面綜合分析模具爆裂的原因,并捉出相應(yīng)的改善措施。
 

1.模具材質(zhì)不好在后續(xù)加工中容易碎裂

　　不同材質(zhì)的模具壽命往往不同。為此,對于沖模工作零件材料提出兩項(xiàng)基本要求:

　?、俨牧系氖褂眯阅軕?yīng)具有高硬度(58~64HRC)和高強(qiáng)度,并具有高的耐磨性和足夠的韌性,熱處理變形小,有一定的熱硬性；

　　②工藝性能良好。沖模工作零件加工制造過程一般較為復(fù)雜．因而必須具有對各種加工工藝的適應(yīng)性,如可鍛性、可切削加工性、淬硬性、淬透性、淬火裂紋敏感性和磨削加工性等。通常根據(jù)沖壓件的材料特性、生產(chǎn)批量、精度要求等,選擇性能優(yōu)模具材料,同時(shí)兼顧其工藝性和經(jīng)濟(jì)性。

2.熱處理:淬火回火工藝不當(dāng)產(chǎn)生變形

　　實(shí)踐證明,模具的熱加工質(zhì)量對模具的性能與使用壽命影響甚大。從模具失效原因的分析統(tǒng)計(jì)可知,因熱處理不當(dāng)所引發(fā)模具失效‘事故’約占40％以上。模具工作零件的淬火變形與開裂,使用過程的早期斷裂,均與摸具的熱加工工藝有關(guān)。

　　鍛造工藝:這是模具工作零件制造過程中的重要環(huán)節(jié)。對于高合金工具鋼的模具,通常對材料碳化物分布等金相組織提出技術(shù)要求。此外,還應(yīng)嚴(yán)格控制鍛造溫度范圍,制定正確的加熱規(guī)范,采用正確的鍛造力法,以及鍛后緩冷或及時(shí)退火等。

　　預(yù)備熱處理:應(yīng)視模具工作零件的材料和要求的不同分別采用退火、正火或調(diào)質(zhì)等預(yù)備熱處理工藝,以改善組織,消除鍛造毛坯的組織缺陷,改善加工工藝性。高碳合金模具鋼經(jīng)過適當(dāng)?shù)念A(yù)備熱處理可消除網(wǎng)狀二次滲碳體或鏈狀碳化物,使碳化物球化、細(xì)化,促進(jìn)碳化物分布均勻性。這樣有利于保證淬火、回火質(zhì)量,提高模具壽命。

　　淬火與回火:這是模具熱處理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。若淬火加熱時(shí)產(chǎn)生過熱,不僅會使工件造成較大的脆性,而且在冷卻時(shí)容易引起變形和開裂,嚴(yán)重影響模具壽命。沖模淬火加熱時(shí)特別應(yīng)注意防止氧化和脫碳,應(yīng)嚴(yán)格控制熱處理工藝規(guī)范,在條件允許的情況下,可采用真空熱處理。淬火后應(yīng)及時(shí)回火,并根據(jù)技術(shù)要求采用不同的回火工藝。

　　消應(yīng)力退火:模具工作零件在粗加工后應(yīng)進(jìn)行消應(yīng)力退火處理,具目的是消除粗加工所造成的內(nèi)應(yīng)力,以免淬火叫產(chǎn)生過大的變形和裂紋。對于精度要求高的模具,在磨削或電加工后還需經(jīng)過消應(yīng)力回火處理,有利于穩(wěn)定模具精度,提高使用壽命。

3.模具研磨平面度不夠,產(chǎn)生撓曲變形

　　模具工作零件表面質(zhì)量的優(yōu)劣對于模具的耐磨性、抗斷裂能力及抗粘著能力等有著十分密切的關(guān)系,直接影響模具的使用壽命。尤其是表面粗糙度值對模具壽命影響很大,若表面粗糙度值過大,在工作時(shí)會產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象,并在其峰、谷間容易產(chǎn)生裂紋,影響沖模的耐用度,還會影響工件表面的耐蝕性,直接影響沖模的使用壽命和精度,為此,應(yīng)注意以下事項(xiàng):

　　模具工作零件加工過程中必須防止磨削燒傷零件表面現(xiàn)象,應(yīng)嚴(yán)格控制磨削工藝條件和工藝方法(如砂輪硬度、粒度、冷卻液、進(jìn)給量等參數(shù))

　　加工過程中應(yīng)防止模具工作零件表面留有刀痕、夾層、裂紋、撞擊傷痕等宏觀缺陷。這些缺陷的存在會引起應(yīng)力集中,成為斷裂的根源,造成模具早期失效

　　采用磨削、研磨和拋光等精加工和精細(xì)加工,獲得較小的表面粗糙度值,提高模具使用壽命。

4.設(shè)計(jì)工藝:模具強(qiáng)度不夠,刀口間距太近,模具結(jié)構(gòu)不合理,模板塊數(shù)不夠無墊板墊腳,模具導(dǎo)向不準(zhǔn),間隙不合理。

?　　1)排樣與搭邊。不合理的往復(fù)送料排樣法以及過小的搭邊值往往會造成模具急劇磨損或凸、凹?？袀Ｒ虼?在考慮提高材判利用率的同時(shí),必須根據(jù)零件的加工批量、質(zhì)量要求和模具配合間隙,合理選擇排樣方法和搭邊值,以提高模具壽命。

　　2)模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)精度。準(zhǔn)確和可靠的導(dǎo)向,對于減少模具工作零件的磨損,避免凸、凹?？袀绊憳O大,尤其是無間隙和小間隙沖裁模、復(fù)合模和多工位級進(jìn)模則更為有效。為提高模具壽命,必須根據(jù)工序性質(zhì)和零件精度等要求,正確選擇導(dǎo)向形式和確定導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的精度。一般情況下,導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的精度應(yīng)高于凸、凹模配合梢度。

　　3)模具(凸、凹模)刃口幾何參數(shù)。凸、凹模的形狀、配合間隙和圓角半徑不僅對沖壓件成形有較大的影響,而且對于模具的磨損及壽命也影響很大。如模具的配合間隙直接影響沖裁件質(zhì)量和模具壽命。精度要求較高的,宜選較小的間隙值；反之則可適當(dāng)加大間隙,以提高模具壽命。

5.線割工藝:人為的拉線線割,線割間隙處理不對,沒作清角及線割的變質(zhì)層影響。

　　沖模刃口多采用線切割加工。由于線切割加工的熱效應(yīng)和電解作用,使模具加工表面產(chǎn)生一定厚度的變質(zhì)層,造成表面硬度降低,出現(xiàn)顯微裂紋等,致使線切割加工的沖模易發(fā)生早期磨損,直接影響模具沖裁間隙的保持及刃口容易崩刃,縮短模具使用壽命。因此,在線切割加工中應(yīng)選擇合理的電規(guī)準(zhǔn),盡量減少變質(zhì)層深度。

6.沖床設(shè)備的選用:沖床噸位,沖裁力不夠,調(diào)模下得太深。

　　沖壓設(shè)備(如壓力機(jī))的精度與剛性對沖模壽命的影響極為重要。沖壓設(shè)備的精度高、剛性好,沖模壽命大為提高。例如:復(fù)雜硅鋼片沖模材料為Crl2MoV,在普通開式壓力機(jī)上使用,平均復(fù)磨壽命為1-3萬次,而新式精密壓力機(jī)上使用,沖模的復(fù)磨壽命可達(dá)6~12萬次。尤其足小間隙或無間隙沖模、硬質(zhì)合金沖模及精密沖模必須選擇精度高、剛性好的壓力機(jī),否則,將會降低模具壽命,嚴(yán)重者還會損壞棋具。

7.沖壓工藝

　　沖壓零件的原材料厚度公差超差、材料性能波動、表面質(zhì)量較差(如銹跡)或不干凈(如油污)等,會造成模具工作零件磨損加劇、易崩刃等不良后果。為此,應(yīng)當(dāng)注意:

　　1)盡可能采用沖壓工藝性好的原材料,以減少沖壓變形力；

　　2)沖壓前應(yīng)嚴(yán)格檢查原材料的牌號、厚度及表面質(zhì)量等,并將原材料擦拭干凈,必要時(shí)應(yīng)清除表面氧化物和銹跡；

　　3)根據(jù)沖壓工序和原材料種類,必要時(shí)可安排軟化處理和表面處理,以及選擇合適的潤滑劑和潤滑工序。

8.生產(chǎn)作業(yè)的正確使用和合理維護(hù)。