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設備特性對模具壽命的影響

 

1.加載時間的影響

由于模鍛錘、螺旋壓力機、機械壓力機和液壓機等常用模鍛設備的動力學原理不同,因此它們的空程和加載速度特性相差懸殊。

所謂“加載時間”是指在鍛造過程中上模(滑塊或錘頭)接觸毛坯到回程離開鍛件的時間。加載時間也稱加壓時間或悶模時間。加載時間主要決定于加載速度和變形程度(特別是絕對壓下量)或應變速率。

加載時間對模具壽命影響很大,一般加載時間越長,模具的脈沖熱負荷越大,模具壽命越短。但是影響模具壽命的因素很多,除加載時間外,還有加載速度、變形抗力和應變速率等。究竟哪個因素對模具壽命的影響最大,需要根據具體模具進行具體分析。

2.加載速度的影響

鍛造過程的加載速度直接影響鍛造載荷、鍛件的應變速率和加載過程中模具與熾熱鍛件的接觸時間。實際上,加載速度是一把雙刃劍,一方面,加載速度高,則金屬流動劇烈、產生變形熱多,模具升溫迅速,降低模具壽命;另一方面,加載速度高,則模具與鍛件的接觸時間短,模具升溫慢,有利于延長模具壽命。因此,加載速度對模具壽命的影響要根據具體生產條件來具體分析,不能一概而論。

工廠實踐證明,在其他工藝條件相同情況下,機械壓力機、螺旋壓力機,模鍛錘對應的模具壽命依次下降。如前所述,日本、德國等工業發達國家機械壓力機模具壽命為1萬件~2.5萬件。螺旋壓力機模具壽命稍低,模鍛錘模具壽命為0.5萬件~0.8萬件。但是,行程和打擊能量可控(避免模具承受過剩能量)新型程控全液壓模鍛錘模具壽命有所增加。一般認為,合理的加載速度為0.5m/s~1.5m/s。

3.設備精度和剛度的影響

在成形過程中,設備錘頭(滑塊)的導向精度高,上、下模不易錯位,減少附加的水平載荷和轉矩,模具磨損均勻,則模具壽命高。所以平時對設備必須加強保養,保持良好的導向精度,同時必須保持好錘頭(滑塊)底面和工作臺的平面度及兩者的平行度、錘頭(滑塊)運動的垂直度。冷鍛壓力機精度和剛度都較高。

機械壓力機剛度大,在鍛造成形過程中的彈性變形小,模具的上、下模可較好地保持正確的配合狀態。設備在鍛造過程中的彈性變形,在成形過程結束的瞬間會釋放,造成上、下模的瞬時抖動,加速模具不均勻磨損。某鍛造廠63MN機械壓力機熱擠壓斯太爾轉向節時負荷高達公稱載荷的80%~95%,致使上、下模瞬時抖動,加速模具磨損。通常選擇設備時,應使模鍛件的成形力小于設備公稱載荷的85%。

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