對影響鋁型材擠壓模具使用壽命因素及對策的總結
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陳步銀 王昌邑
(山東鋁業股份有限公司鋁加工廠 山東 淄博 255061)
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.
關鍵詞:鋁型材;工模具;使用壽命,質量;效益
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.
