金属加工借助压力机与配套工具,在工业制造中实现材料塑形,这类工具统称为冲压模具,所生产的产品属于五金冲压件,从模具用途分析,冲压模具主要用于金属产品的规模化制造,其构造通常采用铁质、铜质或铝质材料。先进制造技术在模具领域的应用,转变了传统制模工艺中质量受人为影响、难以稳定控制的问题,促使模具品质主要取决于物理化学条件,整体水准变得容易把握,产品重复制造性能显著增强。下面贤集网编辑将向各位阐述冲压模具的相关资讯,涵盖:冲压模具的不同类型、选用的材料、安装流程、为何冲头容易损坏?日常维护要点、零件购买时的注意事项。
冲压模具的分类
一、按工艺性质分类
1、冲裁模:
通过限定闭合或开放形态的边线,促使物料形成断裂的专用工具。例如分离用模具、打孔用模具、分割用模具、边缘切割用模具、轮廓修整用模具、层次剖分用模具等。
2、弯曲模:
一种模具,用于让板料或其他初始材料沿着直线或弯曲的路径发生弯曲变化,以便得到具有特定角度和形态的工件。
3、拉深模:
是用于将平板原料加工成中空带开口构件,或者促使中空构件发生形态和规格调整的器具。
4、成形模:
这种模具能够依据图纸中凸模或凹模的轮廓,直接将毛坯或半成品复制成所需形状,而材料仅发生局部的塑性形变,例如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。
5、铆合模:
通过借助外部力量,各个组成部分依照特定的次序和办法组合或拼接,最终构成一个整体。
二、按工序组合程度分类
1、单工序模:
在压力机的一次行程中,只完成一道冲压工序的模具。
2、复合模:
只有一个作业点,在压力机单次运行期间,于该作业点同步实施两项或两项以上冲压流程的模具。
3、级进模(也称连续模):
在构件运来的路径上,设有两个或更多个操作点,在压力机完成一个工作循环期间,于各个操作点接连进行两项或两项以上的成型作业的模具。
4、传递模:
结合了单工序模和级进模的优势,借助自动化手臂传送装置,达成工件在模具内部的迅速流转,显著提升制造效能,降低物料开销,节省原料费用,同时保证品质稳定且可信。
三、按产品的加工方法分类
1、冲剪模具:
这种作用通常通过剪切实现,常见的应用包括切断模具、切割模具、打孔模具、边缘修整模具、形状整理模具、抽孔模具以及冲切工具。
2、弯曲模具:
将原始平整的材料弯曲成特定角度的形态,依据零件的构造特点、精确程度以及制造数量的多少,存在多种类型不同的成型工具,例如一般弯曲成型工具、轮状弯曲成型工具、边缘卷曲成型工具、弧形弯曲成型工具、折边缝制成型工具和扭转成型工具等。
3、抽制模具:
抽制模具是将平面毛胚制成有底无缝容器。
4、成形模具:
通过不同局部变形手段调整毛坯外观,具体方式包括凸起成型模具、边缘卷曲成型模具、颈口收缩成型模具、孔洞边缘成型模具以及圆形边缘成型模具。
5、压缩模具:
通过施加巨大的力量,让金属坯料发生位移和形变,从而变成目标形态,这类工艺包括挤压成型模具、花纹成型模具、印记成型模具以及边缘压制模具。
冲压模具材料
制造冲压模具的原料包含钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜以及高分子材料等。现阶段,用于制造冲压模具的原料绝大多数为钢材。常用的模具工作部件原料种类涵盖:碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢,还有硬质合金、钢结硬质合金等。
1、碳素工具钢
模具中常见的碳素工具钢有T8A、T10A这些,它们的好处是制作方便,费用不高。不过它们的不足之处在于,淬火时渗透深度和耐热性都不强,加热调整时容易变形,承受压力的能力也不够好。
2、低合金工具钢
低合金工具钢通过掺入适量合金成分,是在碳素工具钢原有基础上改进的产物。它比碳素工具钢更优,能够降低淬火时发生的形变和开裂风险,同时增强钢的淬火穿透能力,并且具备良好的抗磨损能力。制造模具时,常选用 CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(标记为CH-1)、6CrNiSiMnMoV(标记为GD)等低合金钢材料。
3、高碳高铬工具钢
Cr12以及Cr12MoV、Cr12Mo1V1(标记为D2)是常见的高碳高铬工具钢,这类钢材具备良好的淬透能力、高硬度和优异的耐磨损性能,热处理时变形轻微,属于高耐磨且变形极小的模具钢,其承载能力仅略逊于高速钢。不过它们的碳化物分布不均问题突出,需要通过反复的轴向锻造和径向拉伸来改善,以此降低碳化物的不均匀程度,从而提升其使用效果。
4、高碳中铬工具钢
模具用的高碳中铬工具钢包括Cr4W2MoV、Cr6WV以及Cr5MoV,这类钢种含铬量不高,共晶碳化物不多,碳化物散布得比较均匀,经过热处理时不易变形,并且淬透性良好,尺寸保持稳定。同碳化物分布不均的高碳高铬钢相比,这些钢的性能得到了提升。
5、高速钢
高速钢在模具钢材里硬度最顶尖,抗磨损能力很强,抗压性也非常突出,能够承受很大负荷。模具里经常用到的是W18Cr4V(标记为8-4-1)和含钨成分较低的W6Mo5 Cr4V2(标记为6-5-4-2,在美国被称为M2)这两种,另外还有为了增强韧性而研制出来的低碳低钒高速钢6W6Mo5 Cr4V(标记为6W6,也称作低碳M2)。高速钢也需要改锻 ,以改善其碳化物分布 。
6、基体钢
在高速钢原有成分里掺入少量其他元素,略作含碳量的调整,能够提升钢材的特质。这类钢材称作基体钢。它们既具备高速钢的某些特性,又有良好的抗磨损能力和坚硬程度,同时疲劳承受能力和柔韧性都比高速钢更胜一筹,属于兼具高强韧性的冷作模具用钢,但其制作费用低于高速钢。模具里经常使用的基体材料包括 6Cr4W3Mo2VNb(代号65Nb)、7Cr7Mo2V2Si(代号LD)以及5Cr4Mo3SiMnVAL(代号012AL)等种类。
7、硬质合金和钢结硬质合金
硬质合金的坚硬程度和抗磨损能力,比所有其他类型的模具钢都要强,不过它的抗弯曲能力和柔韧性比较弱。制造模具时通常使用钨钴类硬质合金,如果模具对冲击力不敏感,而需要很好的抗磨损能力,那么应该选择钴含量低的硬质合金。相反,如果模具需要承受较大的冲击力,那么就应该选择钴含量高的硬质合金。
钢结硬质合金通过粉末冶金技术制成,其原料包含铁粉和少量合金元素粉末,例如铬、钼、钨、钒等,这些粉末作为粘合剂使用,碳化钛或碳化钨则构成硬质相,经过高温烧结形成材料。这种合金的基体材料为钢材,因此它具备比传统硬质合金更优越的韧性,同时解决了后者加工过程中存在的困难问题,能够进行切削、焊接、锻造以及热处理等工艺操作。这种合金成分里碳化物占比很高,它的坚硬程度和抗磨损能力比不上纯硬质合金,但比一般钢材要好,通过水冷和再次加热处理,它的坚硬程度可以达到 68 到 73HRC 这个硬度值。
8、新材料
冲压模架选用的材质属于冷作模壳用钢,这种钢材应用广泛、使用场景多样、种类丰富。它最关键的特性包括耐力、柔韧度和抗磨损能力。当前冷作模壳用钢的进步方向是在高合金钢D2(与我国Cr12MoV类似)原有性能上,形成两个主要方向:一个方向是减少碳元素和合金成分的含量,增强钢材内部碳化物的均匀分布,以此大幅提升模壳的柔韧性。例如美国钒合金钢公司的8CrMo2V2Si,还有日本大同特殊钢公司的DC53(Cr8Mo2SiV)等,这些都属于这一类。另外一种则是为了增强抗磨损能力而研制,目的是为了满足高速、自动化以及大规模制造的需求,典型代表有德国的320CrVMo13。
冲压模具的安装步骤
模具安装的一般顺序(指带有导柱导向的模具):
根据冲压模的合模尺寸,调节压力机滑块的位置,确保滑块在最低位置时,它的底面到工作台面的间隙,要大于模具的合模尺寸。
将滑块顶到最高位置,把冲压模具安放在压力机工作台面指定的地点,接着让滑块降到最低位置,随后调整滑块的高度,让它的底面和冲模座的上表面相接。对于带模柄的冲模,需要让模柄插进模柄孔,再借助滑块上的压板和螺丝将模柄紧固。大型无模柄冲模通常采用螺钉等紧固件将上模座固定在压力机滑块上,同时下模座会先搁置在压力机台面上,但螺钉不会拧紧
随后将压力机工作台向上移动3至5毫米,启动压力机,进行1到2次窄行程操作,然后把工作台停在最低位置,将下模座固定好。
先进行试压,然后慢慢移动滑块至目标位置,如果上模配备顶杆装置,就必须将压力机的卸料螺栓设定在相应的位置上。
冲压模具冲子为什么容易断裂?
冲头硬度太大,材料选择不合适,需要更换材料,并且重新调整热处理工艺的强度。
材料位置设置错误,导致冲孔时切单边,受力不均匀造成断裂,需要调整定位或送料设备。
材料品质不达标,致使角度出现偏差,进而引发尺寸误差,必须更换材料或者重新调整间隙。
冲头的固定部位和导向部位发生错位,需要通过修整或者重新切割来调整,目的是确保冲头能够平稳上下运行。
冲头安装不稳固,存在垂直方向晃动,需要重新调整固定,确保其无法进行上下移动。
6、冲头刃口不锋利----重新研磨刃口。
高度收合过短,冲头插入切割区域过于深入,需要调整收合高度,让冲头切割端拥有恰当的尺寸。
模具位置未校准致使角度偏差引发尺寸不准确,需修正闭合高度或角度偏差问题。
模具底部残料阻塞了切割口,导致冲头断裂,需要重新加工更大的落料孔,以便落料过程变得顺利。
成型公无R角,当角度或情况正常时,成型公修R角。
折刀的尺寸偏低,导致折弯冲头难以完全嵌入折刀内部,需要提升折刀的高度,以此减少角度偏差,促使折弯冲头能尽可能契合折刀的相应位置。
弯曲时速率过急,致使弯曲部位出现形变,需要调整速率比控制装置,挑选恰当的运转速度。
构造设置不妥,当折刀未置入预设模版实施冲压作业时,导致空隙显著增加,需重新加工出凹槽,以便将折刀安放进模版内部
冲压模具的维护和保养方法
使用前需确认五金冲压模具是否完好无损,确认所用的冲压材料是否满足工艺图纸上的标准,避免因原材料不合格而损坏模具,导致无法进行五金冲压件的生产。
模具运作时,顶针常会断裂、变形或磨损,而模套多数情况是磨损。顶针与模套的损坏通常都替换为规格相同的零件。顶针的关键参数包括工作端尺寸、安装端尺寸以及整体长度等。
查看所有模具的稳固程度,确认螺丝状况,加固相关部件,确认相关部件有无松动或破损,如有破损则寻找规格相同的部件进行调换。
弹簧这类弹性部件在运作时最常遭遇破损,常见的是断裂和形态改变,务必仔细查验。对于已损坏或失去效能的弹簧类弹性部件,应予以调换(务必保证弹簧的型号和规格相吻合)
五金冲压模具用久了要磨磨刃口,磨好刃口面得退磁,不能有磁性,不然容易堵住材料。
6、五金冲压模具使用完后。
冲压模具配件选购注意事项
1、简单的安装和零件如何保养:清洗、润滑、拆卸和替换步骤。
模具零件需具备显著的商业价值潜力,务必选用纯正材料,严禁掺杂伪劣品。
零件的通用性:必须保证无论在何处市场都能寻获一致的配件进行替换。
产品品质保持恒定,同时需要记录详细信息,还要对制造过程进行监控。
模具零件的适配性:需要确认买到的模具零件与模具内部所有其他零件能够互相配合,这样才能保证在模具上正常使用。
产品涵盖的品类以及物料供应渠道还有非标准组件的可用性:检查补充的模具部件,保证在需要不同材质或规格时能够方便地找到它们来更换。
以上内容涵盖了冲压模具的归类方式、制作原料、装置流程、为何冲头易损的问题、日常维护要点、以及零件选择要点等知识。自改革开放以来,国内经济迅猛提升,市场对模具的需求数量持续增加。模具行业持续以年增十五成左右的速度扩张,其内部构成也经历了显著演变,国有专业制造单位之外,集体经营、合资公司、外商独资及民营资本均呈现迅猛发展态势,并且未来冲压模具制造技术的进步需满足产品“交付周期短”、“加工精度高”、“品质优良”、“成本可控”等多方面标准。
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