Abstracto:Analice los factores que afectan la vida útil de los moldes de rodillos para estampación en frío, mejore su vida útil y ahorre costos de moldes.
Palabras clave:Molde de rodillos para estampación en frío; Esperanza de vida; Mejorar; factor de influencia
1. Introducción
El método de forja en frío se utiliza para el procesamiento de rodillos a gran escala. El forjado en frío es un proceso clave en el procesamiento de rodillos y la calidad del molde de forjado en frío afecta directamente la calidad de formación de los rodillos. La vida útil de los moldes para estampación en frío no solo está relacionada con las propiedades de sus materiales, la tecnología de fabricación, la tecnología de tratamiento térmico y otros factores, sino también con el diseño estructural de los moldes.
Con la competencia cada vez más feroz en la industria de los rodamientos y los crecientes requisitos personalizados de los usuarios, no solo aumentan los requisitos de calidad para los rodillos, sino que también se han impuesto los requisitos correspondientes para la rentabilidad de los rodillos. Esto requiere que el troquel de forja en frío con rodillos no solo cumpla con sus requisitos funcionales, sino que también tenga una larga vida útil y un buen rendimiento económico. La vida útil de los moldes para estampación en frío no solo afecta el costo de procesamiento de los rodillos, sino que también afecta el progreso de la producción y el tiempo de entrega del producto.
2. Análisis de los problemas actuales
Anteriormente, debido a factores como el material del molde de estampación en frío, el diseño de la estructura del molde y el proceso de fabricación del molde, la calidad de los moldes de estampación en frío era inestable, su vida útil era baja y el costo de fabricación de los rodillos era alto.
El material del molde tiene el problema de un bajo rendimiento en uso. La deformación plástica del material del molde es grande y la expansión térmica es rápida, lo que resulta en cambios rápidos en el tamaño de las rebabas del rodillo. La longitud de corte debe ajustarse con frecuencia, lo que provoca fluctuaciones significativas en la calidad de la pieza en bruto forjada en frío del rodillo y una alta tasa de desechos en el proceso de forja en frío.
Existe un problema de diseño irrazonable en la estructura de los moldes de estampación en frío. Como accesorios principales en el proceso de cabezal en frío, el diseño de la estructura de chaflán y cavidad del punzón no es razonable, lo que resulta en un tamaño de chaflán desigual, un diámetro de cavidad excesivamente grande o pequeño, bloques que caen en la cavidad del punzón y punzonado y otras calidades insuficientes. problemas. El diseño irrazonable de la estructura cóncava del molde ha causado problemas de calidad como el funcionamiento del núcleo y el atasco del manguito de trabajo. Existe el problema de que los procesos están obsoletos en la tecnología de fabricación de moldes. El punzón adopta un proceso de torneado y no utiliza el proceso de extrusión actualmente popular.
Con base en el análisis y discusión de los factores que afectan la vida útil de los moldes de estampación en frío mencionados anteriormente, se decide estudiar y mejorar el diseño y la tecnología de fabricación de los moldes de estampación en frío. Al estudiar las formas de falla de los punzones y matrices en frío, se identifican las causas de las fallas y las soluciones.
3. Principales medidas para mejorar la vida útil de los moldes de rodillos para estampación en frío.
Al diseñar moldes de rodillos para forja en frío, es necesario cumplir con los requisitos y la vida útil del producto, así como con bajos costos. A través de una gran cantidad de experimentos, se descubrió que las principales formas de falla de los moldes de estampación en frío son: rigidez deficiente del material del molde y expansión rápida del tamaño; Ejecución del núcleo de la manga de trabajo del molde cóncavo; La camisa de trabajo del molde cóncavo está atascada; Golpea la cabeza y deja caer el agujero; Subcarga, etc. Al buscar diversas razones de falla y abordar los problemas en la estructura del molde, este estudio analiza los principales factores que afectan la vida útil de los moldes de estampación en frío. Basado en la tendencia de desarrollo de la tecnología de fabricación de moldes en el país y en el extranjero, y combinado con la situación actual del uso de moldes para estampación en frío, el diseño y la tecnología de fabricación de los moldes para estampación en frío se mejoran desde los aspectos de materiales, estructura y tecnología de fabricación. En términos de materiales de moldes, se utiliza principalmente la tecnología de aleación de moldes; En términos de estructura del molde, mejorar el método de diseño de la estructura del molde; En términos de tecnología de fabricación de moldes, la atención se centra principalmente en cambiar el proceso de fabricación de punzones, desde el torneado hasta la extrusión.
La tecnología de aleación de moldes de rodillos ha sido estudiada y aplicada por muchas empresas de producción de rodillos en el país y en el extranjero en los últimos años debido a sus efectos significativos en la mejora de la vida útil del molde y la calidad de la formación de espacios en blanco de los rodillos, así como su buena relación rendimiento-precio. A través de una extensa investigación e investigación sobre materiales de moldes, se realizaron pruebas de vida útil en materiales de aleaciones duras y se realizaron experimentos para introducir un material de aleación dura con alta dureza, resistencia, tenacidad, buen rendimiento del proceso de fabricación y alta rentabilidad.
La aleación con moldes de rodillos se refiere a un método que utiliza una aleación dura para reemplazar total o parcialmente el acero del molde como material del molde. Mejora la vida útil del molde seleccionando una aleación dura adecuada para reemplazar el acero del molde en la fabricación. Aleación dura y ordinaria en comparación con el uso de acero para moldes, tiene las siguientes ventajas: excelente resistencia al desgaste; El coeficiente de expansión térmica es menor que el del acero para moldes y la temperatura aumenta durante la operación, lo que resulta en errores dimensionales más pequeños del molde en comparación con los moldes de acero; El módulo de elasticidad es mucho mayor que el del acero y, cuando se somete a presión, la deformación por flexión es mucho menor; Bajo coeficiente de fricción, buena fluidez del material del rodillo en el molde; La afinidad con el material del rodillo procesado es pequeña y la superficie del molde no se raya ni se vuelve áspera fácilmente. La clave de la tecnología de aleación de moldes de rodillos depende de la selección de materiales de aleación dura con buen rendimiento del proceso. La selección y formulación razonables de los parámetros del proceso para el procesamiento mecánico, el tratamiento térmico y el tratamiento de superficies son factores importantes para la implementación fluida de esta tecnología.
La clave para mejorar el diseño de la estructura del molde es optimizar y seleccionar razonablemente factores como las coordenadas del chaflán, el radio del chaflán, el diámetro del orificio, la profundidad del orificio, la estructura del molde y la geometría del molde de la pieza en bruto. La mejora del diseño de la estructura del molde incluye principalmente: mejorar el diseño del chaflán del punzón, el diámetro del orificio, la profundidad del orificio y la geometría del orificio; Mejorar y diseñar el molde cóncavo integrado actual en un molde cóncavo combinado; Mejore aún más la estructura del molde cóncavo combinado y optimice el diseño del ángulo, el escalón de la base y el chaflán del molde cóncavo de una manera razonable.
La mejora de la estructura del punzón implica principalmente mejorar la forma geométrica del orificio del punzón, aumentando el ángulo entre la línea tangente del arco inferior del orificio y la línea central del punzón (=20.~30.), lo cual no es solo favorece el flujo de materiales durante el cabezal en frío, lo que reduce la concentración de tensiones, pero también tiene un ángulo de inclinación, lo que facilita la retirada del molde, solucionando así los problemas de fácil caída del orificio y punzonado insuficiente del punzón, y mejorando la vida útil del punzón; Al mismo tiempo, se aumenta adecuadamente el radio del chaflán, se estandariza el diseño del diámetro y la altura del orificio y se mejora la calidad de los chaflanes de extremos grandes terminados.
Mejorar y diseñar el molde cóncavo integrado actual en un molde cóncavo combinado (principalmente rodillos cilíndricos cortos y cónicos pequeños); Reduzca la altura de sujeción del material de la barra (hmax=3-4, hmin: 1.5-2.5), reduciendo así la intensidad de la fuerza del manguito de trabajo del troquel cóncavo y la fricción entre el material de la barra y el material de la barra. manguito, lo que reduce el problema de daños por sujeción en el manguito de trabajo y mejora la vida útil del troquel cóncavo; Optimice el diseño de los escalones y chaflanes de la base cóncava del molde, reduzca la perforación insuficiente del extremo pequeño en blanco y mejore la calidad de los chaflanes del extremo pequeño terminados.
Después de rastrear y analizar el problema del funcionamiento del núcleo del manguito de trabajo del molde cóncavo, se descubrió que el funcionamiento del núcleo del manguito de trabajo del molde cóncavo fue causado por el uso repetido del manguito exterior del molde cóncavo y la expansión de tamaño para ahorrar molde. costes, mientras que el nuevo manguito de trabajo tenía el mismo tamaño, lo que resultaba en una pequeña interferencia entre el manguito exterior y el manguito de trabajo después del montaje. Por lo tanto, el uso repetido de la camisa cóncava del molde es limitado (no más de 4 veces), evitando el problema de funcionamiento del núcleo causado por la pequeña cantidad de interferencia de la camisa cóncava del molde durante el uso repetido.
En términos de tecnología de fabricación de punzones, se adopta el proceso de extrusión internacionalmente popular para reemplazar la tecnología de torneado. El material tiene una organización densa y mejora enormemente su vida útil. La tecnología de extrusión es un nuevo proceso en rápido desarrollo que reemplaza el torneado por la extrusión. No corta la dirección del flujo de la fibra para hacer que la estructura del material sea densa, con una dirección de fibra continua, una resistencia a la tensión muy mejorada, buena consistencia dimensional y precisión geométrica, alta eficiencia de producción y puede mejorar la tasa de utilización de los materiales de fabricación de punzones. Tiene ventajas en tecnología y economía.
4. Efecto de la aplicación
Al mejorar el diseño estructural de los moldes de estampación en frío, investigar la aplicación de materiales de aleaciones duras y mejorar los procesos de fabricación de moldes, se ha mejorado significativamente la calidad de conformado de las piezas en bruto de estampación en frío con rodillos. El tamaño de las rebabas del rodillo es más estable y también se ha mejorado la precisión de la forma geométrica y la calidad de la superficie. La tasa de aprobación de los espacios en blanco del proceso de estampación en frío ha aumentado del 97% a más del 99%, y la vida útil de los moldes de estampación en frío se ha incrementado 2-3 veces. Al mismo tiempo, se ha reducido el tiempo de trabajo auxiliar para el reemplazo de moldes, lo que ha mejorado enormemente la eficiencia de producción.
Al estudiar las formas de falla de los moldes de estampación en frío, mejorando aún más la estructura del molde, los materiales y los procesos de fabricación, se mejoró la vida útil de los moldes, se redujeron los costos de consumo de los moldes, se redujeron los costos de producción y se obtuvieron buenos resultados. Se han logrado beneficios económicos, proporcionando un fuerte apoyo técnico para el desarrollo de las empresas.
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