近年來建材市場迅猛的發展帶動了鋁加工行業的飛速發展。鋁加工行業尤其是鋁型材以其獨特的斷面被廣泛應用到各行各業,鋁型材的加工過程中擠壓模具就顯得尤為重要。目前各生產廠家意識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行深入的探索和研究,以達到模具加工周期短, 壽命長,同時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計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短,直接影響到鋁型材生產的產缺,質量,生產效率及生產成本。對其影響因素進行分析總結,不斷的更新其設計,制造,熱處理,使用,修模,庫存和管理理念,尋找最佳的方式和方案,達到提高產品產量,質量,降低生產成本,增加經濟效益的目的。
在國內,鋁型材擠壓模具的設計,制造,熱處理以及工作帶表面強化處理等方面,有了突飛猛進的發展。特別是在設計制造方面,經歷了手工,半機械化,機械化,自動化等過程,發展到現在的CAD/CAM ,模具的質量,使用壽命等,有了很大的提高.但是,比起國外先進的擠壓模具技術,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.據資料統計:國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,國內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,認真學習和借鑒國外先進的設計制造及管理經驗,為我所用;二方面,對其設計制造理論進行研究,探討適合我們所需要的技術,找出模具設計,制造,使用和管理的良好途徑。在此,通過實踐經驗,對影響工模具使用壽命的因素及應該采取的對策進行總結。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廢形式有兩種:一種是正常的磨損超差報廢;另一種是早期失效報廢。模具報廢前,生產鋁型材的多少,統稱為擠壓模具的使用壽命。可以用噸位計量,可以用通過鑄棒的根數計量,也可以用通過產品的總長度計量。 模具在每次擠壓使用后,要進行清理,修正,光模,氮化等工序,把每次生產后的產品通過量,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,同一種設計制造方式,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.也是一個大致地,不很確切地概念。模具的正常報廢和早期失效大致比例為:正常報廢為85 %左右;早期失效報廢為巧%左右。這是平面模和組合空心模平均使用壽命的統計比率,若詳細統計,組合空心模的使用壽命達不到此數值。
2 影響工模具使用壽命的主要因素及措施
2.1 型材斷面設計影響及措施
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大大提高,反之,則降低.應采取的措施是:在設計型材斷面時,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,既使對尺寸進行調整,也要保證雙向偏差。
2.2 模具設計的影響因素及措施
模具設計的作用,一是要確保模具在擠壓使用時,生產出符合圖紙要求的產品;二是要根據模具的工作環境及工藝條件,確保其機械性能.三是選擇合適的模具結構及材質.但是,由于模具設計參數選擇不當,材質選擇不合理,單方面追求產品的合格性而忽略了模具的機械性能,對模具的工作環境考慮不足等因素,極易造成模具的早期失效或縮短使用壽命.因此,正確地選擇模具設計的各項參數,正確地選擇材質,充分考慮模具的使用工作環境,詳細計算模具的機械性能,合理地選擇模具的結構形式,避免模具的尖角過渡和模具內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,采用模具設計的先進理論,考慮模具受力均衡性,結合每一種型材及模具的特點進行設計,是提高模具使用壽命的重要措施。
2.3 模具材質,加工制作,熱處理等影響因素及措施
材質是模具使用壽命長短的關鍵,對模具的早期失效影響更大。模具材質自用H13 鋼替代了3Cr2W8V 鋼以來,其壽命有了很大的提高.所以,在模具材質選用方面,要充分了解和掌握材質的化學成分,冶金過程,鍛造和熱處理工藝等環節,采用正規企業生產的鋼材,避免貪便宜而用非正規企業生產的劣質鋼材。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,分流孔工作帶相對尺寸偏差的掌握等細節,都將影響到模具的使用壽命。細化制作工藝,嚴格按圖紙尺寸偏差的要求,對模具進行修研,拋光,做好尖角過渡等事項,無疑對模具使用壽命是大有益處的。
再好的模具材質,由于熱處理工藝不當也不能達到提高使用壽命的目的。模具早期失效,因熱處理工藝不當占有最大的比例.根據實際情況,制定嚴格的熱處理工藝路線,不斷地調整各工藝參數,對各工序進行嚴格控制,都是提高模具
使用壽命的措施。
2.4 擠壓工藝條件,操作過程對模具使用壽命的影響及措施
模具是在高溫,高壓環境十分惡劣的條件下使用的.對模具使用壽命而言,是最重要的影響環節.在良好的擠壓工藝條件,優良的操作過程中,模具的材質,設計,制作,熱處理等,都將在此環節中得到檢驗和驗證。
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的關鍵參數,統稱為擠壓溫度,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參數,擠壓速度的選擇,是操作人員根據擠壓比大小,型材擠壓難易程度,鋁合金材質,生產環境等因素來確定的.擠壓溫度選擇不當,擠壓速度選擇不合適,就會引起悶車,擠出型材劃裂,擠"大帽"等問題,即影響了生產效率,又影響了模具的使用壽命.針對此類問題,要根據實際情況,制定合適的擠壓溫度,選擇合適的擠壓速度,減少生產環境的影響.對每一種型材模具,都要建立使用記錄,不斷地分析,總結型材擠壓生產的特點和規律,逐步提高擠壓溫度,擠壓速度等參數的選擇水平,達到每一種型材模具上機就能生產出合格產品的最
佳效果。
2.5 模具修正對使用壽命的影響及措施
模具修正實際上是對模具設計工作的補充,設計只是在理論上的定形,而模具修正是在實際情況下,對金屬流速進行調整,其作用顯而易見.但是,由于采用的修正方法不當,修理部位不準確,修模技術差,修模工具選用不當,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,新模具第一次上機試生產時,模具設計人員,修模人員必須在現場,對擠出型材情況進行觀察,掌握第一手資料,做到心中有數,針對出現的問題,制定修模方案.另外,如何提高修模人員的技術水平,如何采用良好的氮化工藝和方法,應根據各自企業的實際情況,采用不同的管理辦法和措施,目的是千方百計提高模具使用壽命,降本增效。
2.6 模具的科學管理對使用壽命的影響和措施
模具管理分技術資料管理,原始資料管理,庫房管理三部分。其雖不能直接影響模具使用壽命,但技術檔案的不健全,模具使用管理文件不規范或執行不嚴格,庫房管理混亂,模具使用記錄統計不準確等因素,卻直接影響到對模具工作采取措施的正確性.建立每個型材,模具品種的設計,使用,修理,庫存的檔案,利用互聯網,局域網等,貫通整個模具管理的各個環節,對影響模具使用壽命的各種因素,進行分析,并采取相應的措施,在企業管理之中,建立起有自己特點的模具管理體系,是間接提高模具使用壽命有效的措施。
3 結論
鋁型材擠壓模具使用壽命,影響到型材的產量,質量,生產成本和經濟效益;所以,在鋁型材擠壓生產企業中,把設備管理,模具管理,人員管理列為企業的管理重點.通過以上的分析可以看出,總結的是模具管理基礎工作.只有做好這些基礎工作,企業才能步人良性的管理循環之中,才能更好地;長期地,有優勢地參與市場的競爭,才能使企業立于不敗之地。
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