近年來建材市場(chǎng)迅猛的發(fā)展帶動(dòng)了鋁加工行業(yè)的飛速發(fā)展。鋁加工行業(yè)尤其是鋁型材以其獨(dú)特的斷面被廣泛應(yīng)用到各行各業(yè),鋁型材的加工過程中擠壓模具就顯得尤為重要。目前各生產(chǎn)廠家意識(shí)到擠壓模具的重要性,都在模具的加工手段,方法,材料的選用等方面進(jìn)行深入的探索和研究,以達(dá)到模具加工周期短, 壽命長(zhǎng),同時(shí)要求模具擠壓的制品精度和光潔等方面都有良好的外觀。所以,如何才能使擠壓模具的設(shè)計(jì)具有良好的制造工藝性顯得越來越重要。
摘要:鋁型材擠壓模具使用壽命的長(zhǎng)短,直接影響到鋁型材生產(chǎn)的產(chǎn)缺,質(zhì)量,生產(chǎn)效率及生產(chǎn)成本。對(duì)其影響因素進(jìn)行分析總結(jié),不斷的更新其設(shè)計(jì),制造,熱處理,使用,修模,庫(kù)存和管理理念,尋找最佳的方式和方案,達(dá)到提高產(chǎn)品產(chǎn)量,質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本,增加經(jīng)濟(jì)效益的目的。
在國(guó)內(nèi),鋁型材擠壓模具的設(shè)計(jì),制造,熱處理以及工作帶表面強(qiáng)化處理等方面,有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。特別是在設(shè)計(jì)制造方面,經(jīng)歷了手工,半機(jī)械化,機(jī)械化,自動(dòng)化等過程,發(fā)展到現(xiàn)在的CAD/CAM ,模具的質(zhì)量,使用壽命等,有了很大的提高.但是,比起國(guó)外先進(jìn)的擠壓模具技術(shù),我們還是有一定差距的,在模具使用壽命上,更能說明這一點(diǎn).據(jù)資料統(tǒng)計(jì):國(guó)外平面模平均使用壽命一般在30-50t/模,組合模使用壽命一般在20-25 t/模,國(guó)內(nèi)平面模平均使用壽命一般在10-20t/模,組合模使用壽命一般在5-15t/模。差距所在,不能不引起重視。一方面,認(rèn)真學(xué)習(xí)和借鑒國(guó)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)制造及管理經(jīng)驗(yàn),為我所用;二方面,對(duì)其設(shè)計(jì)制造理論進(jìn)行研究,探討適合我們所需要的技術(shù),找出模具設(shè)計(jì),制造,使用和管理的良好途徑。在此,通過實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)影響工模具使用壽命的因素及應(yīng)該采取的對(duì)策進(jìn)行總結(jié)。供參考。
1 鋁型材擠壓模具使用壽命的概念
鋁型材擠壓模具的報(bào)廢形式有兩種:一種是正常的磨損超差報(bào)廢;另一種是早期失效報(bào)廢。模具報(bào)廢前,生產(chǎn)鋁型材的多少,統(tǒng)稱為擠壓模具的使用壽命。可以用噸位計(jì)量,可以用通過鑄棒的根數(shù)計(jì)量,也可以用通過產(chǎn)品的總長(zhǎng)度計(jì)量。 模具在每次擠壓使用后,要進(jìn)行清理,修正,光模,氮化等工序,把每次生產(chǎn)后的產(chǎn)品通過量,稱之為套次通過量,套次通過量的總和,即為模具的使用壽命。當(dāng)然,套次越多,通過量越大,模具的使用壽命就越高.由于擠壓模具受到的影響因素較多,同一種型材,同一種設(shè)計(jì)制造方式,同樣的使用工藝條件,其使用壽命差別也是很大的,因此,準(zhǔn)確地定義出模具的使用壽命也是比較困難的。所謂的模具使用壽命.也是一個(gè)大致地,不很確切地概念。模具的正常報(bào)廢和早期失效大致比例為:正常報(bào)廢為85 %左右;早期失效報(bào)廢為巧%左右。這是平面模和組合空心模平均使用壽命的統(tǒng)計(jì)比率,若詳細(xì)統(tǒng)計(jì),組合空心模的使用壽命達(dá)不到此數(shù)值。
2 影響工模具使用壽命的主要因素及措施
2.1 型材斷面設(shè)計(jì)影響及措施
型材斷面形狀,壁厚尺寸,偏差要求等,是影響模具使用壽命的第一因素。
型材斷面簡(jiǎn)單,壁厚合適,公差帶較寬,無太大懸臂,擠壓比合適,模具的使用壽命就會(huì)大大提高,反之,則降低.應(yīng)采取的措施是:在設(shè)計(jì)型材斷面時(shí),盡量避免尖角,大懸臂等問題,在滿足型材使用的情況下,選擇合適的壁厚和尺寸偏差,盡量避免單向偏差,既使對(duì)尺寸進(jìn)行調(diào)整,也要保證雙向偏差。
2.2 模具設(shè)計(jì)的影響因素及措施
模具設(shè)計(jì)的作用,一是要確保模具在擠壓使用時(shí),生產(chǎn)出符合圖紙要求的產(chǎn)品;二是要根據(jù)模具的工作環(huán)境及工藝條件,確保其機(jī)械性能.三是選擇合適的模具結(jié)構(gòu)及材質(zhì).但是,由于模具設(shè)計(jì)參數(shù)選擇不當(dāng),材質(zhì)選擇不合理,單方面追求產(chǎn)品的合格性而忽略了模具的機(jī)械性能,對(duì)模具的工作環(huán)境考慮不足等因素,極易造成模具的早期失效或縮短使用壽命.因此,正確地選擇模具設(shè)計(jì)的各項(xiàng)參數(shù),正確地選擇材質(zhì),充分考慮模具的使用工作環(huán)境,詳細(xì)計(jì)算模具的機(jī)械性能,合理地選擇模具的結(jié)構(gòu)形式,避免模具的尖角過渡和模具內(nèi)表面凸凹不平等措施,是提高模具使用壽命重要途徑之一.另外,采用模具設(shè)計(jì)的先進(jìn)理論,考慮模具受力均衡性,結(jié)合每一種型材及模具的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì),是提高模具使用壽命的重要措施。
2.3 模具材質(zhì),加工制作,熱處理等影響因素及措施
材質(zhì)是模具使用壽命長(zhǎng)短的關(guān)鍵,對(duì)模具的早期失效影響更大。模具材質(zhì)自用H13 鋼替代了3Cr2W8V 鋼以來,其壽命有了很大的提高.所以,在模具材質(zhì)選用方面,要充分了解和掌握材質(zhì)的化學(xué)成分,冶金過程,鍛造和熱處理工藝等環(huán)節(jié),采用正規(guī)企業(yè)生產(chǎn)的鋼材,避免貪便宜而用非正規(guī)企業(yè)生產(chǎn)的劣質(zhì)鋼材。在模具的制造過程中,尺寸偏差的掌握,模具表面過渡位置的圓滑程度,裝配配合尺寸的掌握,分流孔工作帶相對(duì)尺寸偏差的掌握等細(xì)節(jié),都將影響到模具的使用壽命。細(xì)化制作工藝,嚴(yán)格按圖紙尺寸偏差的要求,對(duì)模具進(jìn)行修研,拋光,做好尖角過渡等事項(xiàng),無疑對(duì)模具使用壽命是大有益處的。
再好的模具材質(zhì),由于熱處理工藝不當(dāng)也不能達(dá)到提高使用壽命的目的。模具早期失效,因熱處理工藝不當(dāng)占有最大的比例.根據(jù)實(shí)際情況,制定嚴(yán)格的熱處理工藝路線,不斷地調(diào)整各工藝參數(shù),對(duì)各工序進(jìn)行嚴(yán)格控制,都是提高模具
使用壽命的措施。
2.4 擠壓工藝條件,操作過程對(duì)模具使用壽命的影響及措施
模具是在高溫,高壓環(huán)境十分惡劣的條件下使用的.對(duì)模具使用壽命而言,是最重要的影響環(huán)節(jié).在良好的擠壓工藝條件,優(yōu)良的操作過程中,模具的材質(zhì),設(shè)計(jì),制作,熱處理等,都將在此環(huán)節(jié)中得到檢驗(yàn)和驗(yàn)證。
擠壓筒溫度,模具溫度,鑄棒溫度,擠壓速度等因素,將影響到模具成型率及壽命。擠壓筒溫度,模具溫度,鑄棒溫度是擠壓生產(chǎn)的關(guān)鍵參數(shù),統(tǒng)稱為擠壓溫度,其直接影響到擠壓操作過程的的順利與否.擠壓速度是和擠壓溫度緊密相連的一個(gè)參數(shù),擠壓速度的選擇,是操作人員根據(jù)擠壓比大小,型材擠壓難易程度,鋁合金材質(zhì),生產(chǎn)環(huán)境等因素來確定的.擠壓溫度選擇不當(dāng),擠壓速度選擇不合適,就會(huì)引起悶車,擠出型材劃裂,擠"大帽"等問題,即影響了生產(chǎn)效率,又影響了模具的使用壽命.針對(duì)此類問題,要根據(jù)實(shí)際情況,制定合適的擠壓溫度,選擇合適的擠壓速度,減少生產(chǎn)環(huán)境的影響.對(duì)每一種型材模具,都要建立使用記錄,不斷地分析,總結(jié)型材擠壓生產(chǎn)的特點(diǎn)和規(guī)律,逐步提高擠壓溫度,擠壓速度等參數(shù)的選擇水平,達(dá)到每一種型材模具上機(jī)就能生產(chǎn)出合格產(chǎn)品的最
佳效果。
2.5 模具修正對(duì)使用壽命的影響及措施
模具修正實(shí)際上是對(duì)模具設(shè)計(jì)工作的補(bǔ)充,設(shè)計(jì)只是在理論上的定形,而模具修正是在實(shí)際情況下,對(duì)金屬流速進(jìn)行調(diào)整,其作用顯而易見.但是,由于采用的修正方法不當(dāng),修理部位不準(zhǔn)確,修模技術(shù)差,修模工具選用不當(dāng),氮化工藝采用不合適等問題,也將影響到模具使用壽命.因此,正確的做法是,新模具第一次上機(jī)試生產(chǎn)時(shí),模具設(shè)計(jì)人員,修模人員必須在現(xiàn)場(chǎng),對(duì)擠出型材情況進(jìn)行觀察,掌握第一手資料,做到心中有數(shù),針對(duì)出現(xiàn)的問題,制定修模方案.另外,如何提高修模人員的技術(shù)水平,如何采用良好的氮化工藝和方法,應(yīng)根據(jù)各自企業(yè)的實(shí)際情況,采用不同的管理辦法和措施,目的是千方百計(jì)提高模具使用壽命,降本增效。
2.6 模具的科學(xué)管理對(duì)使用壽命的影響和措施
模具管理分技術(shù)資料管理,原始資料管理,庫(kù)房管理三部分。其雖不能直接影響模具使用壽命,但技術(shù)檔案的不健全,模具使用管理文件不規(guī)范或執(zhí)行不嚴(yán)格,庫(kù)房管理混亂,模具使用記錄統(tǒng)計(jì)不準(zhǔn)確等因素,卻直接影響到對(duì)模具工作采取措施的正確性.建立每個(gè)型材,模具品種的設(shè)計(jì),使用,修理,庫(kù)存的檔案,利用互聯(lián)網(wǎng),局域網(wǎng)等,貫通整個(gè)模具管理的各個(gè)環(huán)節(jié),對(duì)影響模具使用壽命的各種因素,進(jìn)行分析,并采取相應(yīng)的措施,在企業(yè)管理之中,建立起有自己特點(diǎn)的模具管理體系,是間接提高模具使用壽命有效的措施。
3 結(jié)論
鋁型材擠壓模具使用壽命,影響到型材的產(chǎn)量,質(zhì)量,生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)效益;所以,在鋁型材擠壓生產(chǎn)企業(yè)中,把設(shè)備管理,模具管理,人員管理列為企業(yè)的管理重點(diǎn).通過以上的分析可以看出,總結(jié)的是模具管理基礎(chǔ)工作.只有做好這些基礎(chǔ)工作,企業(yè)才能步人良性的管理循環(huán)之中,才能更好地;長(zhǎng)期地,有優(yōu)勢(shì)地參與市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng),才能使企業(yè)立于不敗之地。
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