模具結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析方法

1、模具結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析方法當(dāng)我們?cè)谶M(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí) ,首先進(jìn)行的動(dòng)作便是結(jié)構(gòu)確定 .模具結(jié)構(gòu)的合理性 , 對(duì)模具的承載能力有很大的影響 ,不合理的結(jié)構(gòu)可能引起嚴(yán)重的應(yīng)力集中或過高 的工作溫度 ,從而惡化模具的工作條件 ,降低模具壽命 ,造成生產(chǎn)成本增加 .為確定合理的模具結(jié)構(gòu) ,以下幾點(diǎn)我們必須要有一些初步的了解 :一 模具的失效形式及原因 :在正常情況下 ,模具的失效主要過程為 :損傷-局部失效 - 失效 模具損傷的基本形式有五種 :塑性變形 ,磨損,疲勞,冷熱疲勞 (主要出現(xiàn)在熱作 模具),斷裂及開裂.1 沖壓模具的結(jié)構(gòu)對(duì)損傷過程的影響 :1 模具的沖裁間隙是一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)參數(shù) ,對(duì)模具刃口的應(yīng)力

2、水平以及 其磨損速度有很大的影響 .(1) 沖裁間隙過小 在沖頭的刃口和凹模刃口處易產(chǎn)生裂紋 .此時(shí) ,被 沖下的材料外形大于凹模刃口的內(nèi)徑 ,板料上沖孔的直徑小于沖 頭的直徑 .當(dāng)進(jìn)行沖壓工作時(shí)沖頭和凹模刃口的側(cè)面將受到劇烈 的磨擦,使磨損加劇.(2) 沖裁間隙過大 間隙過大時(shí) ,板料變形量增大 ,使刃口和板料的接 觸面積減少 ,刃口端面的壓應(yīng)力急劇增大 ,加速了刃口的塑性變形 (鈍化 ).2模具鋼的力學(xué)性能指標(biāo)及治金質(zhì)量對(duì)模具的失效形式及壽命有很大的 影響.3模具的熱處理是非常重要的工序 ,模具要通過此工序賦予其所需要的 性能 ,才能保障模具的壽命 .二 模具結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析方法 : 模具結(jié)構(gòu)

3、強(qiáng)度分析方法到目前為止還未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn) ,大體上依據(jù) :(1)應(yīng)力分析 (塑性變形抗力 ,斷裂抗力 ,疲勞抗力 ,耐磨性 ,韌性或沖擊韌度 ak),(2) 材料在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度分析 (例如建立有限元模型 利用速度和加速度傳感器進(jìn)行模擬分析 ),(3) 材料疲勞的工程分析 ;(4) 工程斷裂分析 ;不同的試驗(yàn)研究單位有各自的試驗(yàn)方法 ,由於試驗(yàn)方法不同 ,結(jié)果也不相同 . 並且此類方法也不適應(yīng)目前的模具結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析 , 此類試驗(yàn)研究尚停留在材料 或模型分析過程 ,無法適應(yīng)現(xiàn)在的模具設(shè)計(jì)進(jìn)度要求 .但是此類的研究對(duì)設(shè)計(jì)人員 預(yù)防模具早期失效有很大的幫助 ,對(duì)提高模具的承載能力有極大的潛力 .

4、 三 模具局部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度改善模具工作部份的幾何形狀 ,決定于沖壓產(chǎn)品的外形 ,模具非工作部份的幾何形狀決定於壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)因此,設(shè)計(jì)模具時(shí)，其工作部份及非工作部份的幾何形狀， 很難隨意改變，但是改變模具的局部結(jié)構(gòu)來提高模具的承載能力方面，還是可以挖 掘出巨大的潛力.下面我們就一些模具設(shè)計(jì)中的實(shí)例給大家作一些講解 ：1鑲套結(jié)構(gòu)：在模具設(shè)計(jì)過程中，為在局部獲得高的抗壓強(qiáng)度或高的耐磨性，要求 其刃口或型腔具有很高的硬度，如采用整體結(jié)構(gòu),將整個(gè)模具處理成高硬 度，則由於降低了模板的韌性，必將損害模具的斷裂抗力，極易發(fā)生早期斷 裂.為此,可采用鑲套結(jié)構(gòu)，即在工作部份鑲?cè)敫哂捕鹊牟牧?，如淬硬的高?鋼或硬質(zhì)合

5、金等.其它部份可采用高強(qiáng)韌性的材料，這樣就兼顧了高硬度 和高強(qiáng)韌性，使模具獲得高壽命舉例說明：4>7h_/kJ0爭 f圖示1-1圖示1-1為一套沖裁不銹鋼產(chǎn)品的連續(xù)模，產(chǎn)量要求大於50萬次, 模板材料為SKD11,熱處理硬度為HRC58，刀口入子材料為CKH9,熱處 理硬度為HRC62.刃口具有很高的硬度，而模板具有一定的強(qiáng)度和足夠 的韌性2組合結(jié)構(gòu)：<圖示2-1>圖示2-1折彎模中成型凹模如采用整體結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是制造方便，其缺點(diǎn)是 壽命低，凹模往往發(fā)生早期縱向開裂或底部環(huán)形開裂，壽命很低，改為組合 式凹模后,在同樣硬度下不再發(fā)生上述的問題3尺寸過渡I<圖示3-1><圖示3-2>-41i±!尺寸變化劇烈而且受力較大的沖頭或成型擊模，經(jīng)常由於在尺寸過渡處產(chǎn)生 裂紋而折斷.改為組合式減少因滑塊折損而造成的損傷，在入子尺寸突變處采用R 角過渡，減小因在尺寸突變處引起較嚴(yán)重的應(yīng)力集中而導(dǎo)致早期疲勞斷裂或一次 性折斷尺寸過渡方式在細(xì)小沖頭設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常用到，如圖3-3所示：圖 3-3-1圖 3-3-2圖 3-3-3圖 3-3-1 中沖頭兩段尺寸相差較大 ,屬於突變式尺寸過渡 , 極