沖壓工藝
金屬沖壓模具設計與維護成本
許多因素有助于確定大量生產零件所需的金屬沖壓成本。雖然大多數因素,如材料、工裝投資、勞動力和總零件數都是眾所周知的,但許多企業在計算每個零件的總成本時沒有包括模具維護成本。金屬沖壓工藝的幾個方面內在地導致磨損。如果沒有一個強有力的模具維護計劃,您最終將花費比您計算的還要多——因為您需要更換模具。以下是影響模具維護總成本的一些方面。
沖模磨損失效模式
您的工具將經歷高摩擦和周期性負載過程來創建零件。這會在模具上產生自然磨損,導致模具表面失去材料,因為零件材料被壓縮并在模具表面之間滑動,從而創建零件特征。這稱為磨料磨損。過度的磨粒磨損會導致疲勞裂紋,產生于復雜的缺口特征附近。當沖壓過程中模具和零件材料之間產生的熱量產生微焊縫時,由于這兩種材料的表面粗糙度,導致材料從模具上“撕裂”,就會發生粘著模具磨損。隨著該過程的繼續,工裝表面會不斷退化,直到需要進行維護以保持零件質量。模具的材料硬度、使用的涂層以及零件材料的整體硬度決定了每次沖擊的磨損量。擦傷與粘著磨損相反,當成形的鈑金粘附在工具表面時會發生擦傷。同樣,金屬沖壓過程中產生的摩擦和熱量會基于模具中使用的材料和工具鋼產生物理或化學粘附。通過在工具上使用正確的涂層或表面處理,可以控制和減少磨損、粘著磨損和擦傷,但最終,所有模具都需要進行磨損維護。
破壞性沖壓模具失效模式
如果未正確應用適當的制造工藝最佳實踐或維護計劃,則可能導致更大范圍的模具損壞。當施加在模具上的壓力機的壓縮力超過用于制造模具的工具鋼的壓縮屈服強度時,就會發生模具變形。雖然適當的工具材料有助于避免此問題,但操作員錯誤可能會造成這樣的問題,需要進行大量維護。當模具中有多余的金屬薄片或切口碎屑,但在罷工后沒有從模具中正確清除時,可能會發生模具碎裂。這也可能是因為超過了工具的額定沖擊,從而超過了工具鋼的疲勞強度。當應力線從高接觸區域傳遞到刀具的邊緣或角落時,通常會出現切屑。當壓力沖擊力超過材料的斷裂點時,模具會開裂。在這種情況下,模具設計中的尖角和半徑會使裂紋形成并擴展,直到出現某種程度的刀具故障。
由于您的模具在需要維護之前平均要經歷1000000次沖擊,因此它的設計目的是處理重復的熱應力和機械應力,但即使是最好的模具也會隨著時間的推移而磨損。當需要維護模具時,團隊必須將其脫機并將其拆下以修復磨損。需要正確維護零件的工具,以便繼續為您的企業生產高質量的零件。將停機時間計劃到年度計劃中,可以讓您妥善保管模具(或多個模具用于連續沖壓),預測每個零件的總成本,滿足交付周期,并可靠地為客戶完成訂單。