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设备特性对模具寿命的影响
 
1.加载时间的影响
由于模锻锤、螺旋压力机、机械压力机和液压机等常用模锻设备的动力学原理不同,因此它们的空程和加载速度特性相差悬殊。
所谓“加载时间”是指在锻造过程中上模(滑块或锤头)接触毛坯到回程离开锻件的时间。加载时间也称加压时间或闷模时间。加载时间主要决定于加载速度和变形程度(特别是绝对压下量)或应变速率。
加载时间对模具寿命影响很大,一般加载时间越长,模具的脉冲热负荷越大,模具寿命越短。但是影响模具寿命的因素很多,除加载时间外,还有加载速度、变形抗力和应变速率等。究竟哪个因素对模具寿命的影响最大,需要根据具体模具进行具体分析。
2.加载速度的影响
锻造过程的加载速度直接影响锻造载荷、锻件的应变速率和加载过程中模具与炽热锻件的接触时间。实际上,加载速度是一把双刃剑,一方面,加载速度高,则金属流动剧烈、产生变形热多,模具升温迅速,降低模具寿命;另一方面,加载速度高,则模具与锻件的接触时间短,模具升温慢,有利于延长模具寿命。因此,加载速度对模具寿命的影响要根据具体生产条件来具体分析,不能一概而论。
工厂实践证明,在其他工艺条件相同情况下,机械压力机、螺旋压力机,模锻锤对应的模具寿命依次下降。如前所述,日本、德国等工业发达国家机械压力机模具寿命为1万件~2.5万件。螺旋压力机模具寿命稍低,模锻锤模具寿命为0.5万件~0.8万件。但是,行程和打击能量可控(避免模具承受过剩能量)新型程控全液压模锻锤模具寿命有所增加。一般认为,合理的加载速度为0.5m/s~1.5m/s。
3.设备精度和刚度的影响
在成形过程中,设备锤头(滑块)的导向精度高,上、下模不易错位,减少附加的水平载荷和转矩,模具磨损均匀,则模具寿命高。所以平时对设备必须加强保养,保持良好的导向精度,同时必须保持好锤头(滑块)底面和工作台的平面度及两者的平行度、锤头(滑块)运动的垂直度。冷锻压力机精度和刚度都较高。
机械压力机刚度大,在锻造成形过程中的弹性变形小,模具的上、下模可较好地保持正确的配合状态。设备在锻造过程中的弹性变形,在成形过程结束的瞬间会释放,造成上、下模的瞬时抖动,加速模具不均匀磨损。某锻造厂63MN机械压力机热挤压斯太尔转向节时负荷高达公称载荷的80%~95%,致使上、下模瞬时抖动,加速模具磨损。通常选择设备时,应使模锻件的成形力小于设备公称载荷的85%。
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