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关于微电机冲模的寿命的研究
编辑:娱乐吧亚洲第一品牌 发布日期:2018-09-13

  模具(称号:工业之母)磨损冲模在使用过程中正常磨损是不可避免的。微型电动机是指直径小于160mm或额定功率小于750W的电机,微型电动机常用于控制系统或传动机械负载中,用于实现机电信号或能量的检测、解析运算、放大、实行或转换等功能。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机,电力系统中的电动机大部分是交流电机,可以是同步电机或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。娱乐吧亚洲第一品牌由于临界转差率反比于电源频率,可以在临界转差率接近1时直接启动,因此,过载能力和启动性能不再需要过多地考虑,而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力,及确保电机的使用寿命。OA阶段为初期磨损阶段。冲模刚开始使用,由于凸、凹模的工作表面粗糙度的影响,磨损比较快,冲出的冲片是合格的;AB阶段为正常磨损阶段,磨损的速度比初期磨损要小,趋于平稳状态,时间较长,冲片质量(Mass)比较高而稳定,此阶段为冲模的最佳阶段;BC阶段为冲模剧烈磨损阶段,冲模硬度下降,磨损速度加快,使冲片超差,冲模开始进入失效。造成冲模磨损主要是由于冲模的长期使用、硬度下降、表面变粗、导致磨损增快、冲片质量超差,造成冲模失效报废。
  冲模刃口磨损曲线冲模的磨损因加工材料的不同,模具材料的不同以及工作中是否选用润滑,其磨损情况是不同的。例如对云母(Muscovite)、硅(silicon)钢、高碳(C)钢等脆性材料冲制,由于冲制过程中硬粒和碳化物(carbide)的脱落(drop)会加速冲模刃口的磨损,对不锈钢等高韧性材料,会产生粘附性磨损。
  模具的强度和刚度冲模设计中由于结构不当,选材不合理或热处理不正确,当凸、凹模或其它零件所承受的载荷超过其屈服极限时,则会产生压塌、镦粗或弯曲(Bend)等变形,使冲模失效,因此要求冲模有足够的断面和硬度,以保证它的刚度和强度。
  模具制造(zhì zào)工艺冲模在设计中虽然采用了好的模具材料,但没有完善的锻造、加工、热处理和装配工艺,的寿命(lifetime)是很难保证的。例如,在淬火时,若在加热时产生过热不但使此工件造成过大的脆性,而且在冷却时容易引起变形和开裂,从而使冲模的使用寿命大大降低(reduce),因此在制造冲模时,必须合理应用(application)热处理工艺。
  模具设计电机冲片冲制过程中,凸、凹模之间的工作间隙Z对冲片质量和冲模寿命有决定性影响。这主要是由于冲模间隙与钢片在冲制过程中的变化密切相关。一般情况下,钢片冲制的变形过程可分为4个阶段,即弹性(Elasticity)变形阶段、塑性变形阶段、剪切阶段、分离阶段。根据钢片材料冲制的变形过程,合理的冲模间隙应当使钢片断裂时上、下裂纹连成一条直线,否则将沿冲片边缘出现毛刺。
  此外,冲片自身的冲压工艺性,即冲片的几何形状,也影响模具的使用寿命。
  提高模具寿命的对策和措施1.模具设计(1)冲件的形状和尺寸结构要符合冲件工艺性要求,在不降低产品性能的前提下,冲片中的槽形各尖角部位应设计成过渡(transition)圆角,使模具工作部件形状改善,可延长模具寿命。(2)合理设计冲模结构。如在设计小孔冲模时,应充分考虑(consider)如何提高小孔凸模的强度。因为小孔冲模的寿命往往表现在冲小孔的凸模上,对这类冲模,在设计时尽量缩短细小的凸模长度以增加其刚度,同时采用导向套对细小凸模进行保护。此外,在设计冲模时,凸、凹模结构尽量避免应力集中,对于易开裂处或应力集中的部位应该分块,采用镶(xiāng)拼结构;还可适当增大凹模直壁刃带高度,以增加其刃磨次数。(3)合理选择凸、凹模材料。用作电机冲片冲模的凸、凹模材料要考虑满足:
  ①应具有耐磨性、强韧性、抗疲劳性等;
  ②工艺性能的要求,即可锻性、加工性、淬硬性、退火(annealing)性等;
  ③经济性能要求,在满足使用性能的条件(tiáo jiàn)下,尽可能降低生产成本,选用价格低廉、市场供应充足、易于购买的材料。因此,冲模材料通常小件、小批用T10、T12;小件、大批选用W18Cr4V硬质合金;形状复杂、截面积大、批量中等工件,可选用Cr12、Cr12MoV或硬质合金镶块。(4)合理选择凸凹模间隙。冲模间隙的合理数值与冲片材料的软硬、厚度有关。材料越软,钢片越薄则合理间隙越小。反之,间隙应当加大。(5)合理选择导向机构精度。准确和可靠的导向,对减少模具工作零件的磨损,避免凸、凹模啃伤影响极大,尤其是无间隙和小间隙冲模,复合(recombination)模更为有效。为提高模具寿命,必须根据工序性质和零件精度要求,正确选择导向形式和确定导向机构的精度。一般来讲,滚动导向的精度高、摩擦小,适合精密(precise)薄板件的冲裁和高速冲裁,但是由于滚动导向刚性较差,对大型和冲裁中水平侧力较大的模具应该选用滑动导向。
  2.模具制造(1)改善凸、凹模的热处理工艺,采用先进的真空(zhēn kōng)热处理工艺,防止(fáng zhǐ)氧(Oxygen)化、脱碳。在淬火和回火时,要严格控制热处理温度(temperature),淬火加热温度尽可能采用下限,冷却要均匀,回火要及时,回火温度尽可能采用上限,时间要充分,尽量消除热处理后的残余应力,避免微裂纹的产生。(2)采用表面强化处理方法(method),以提高凸、凹模工作面及其刃口的耐磨性,并使其工作面内部保持足够的强韧,提高其抗粘附性。表面强化处理方法有电火花强化、无污染熔盐硫、碳、氮共渗、CAD法即化学(Chemistry)气相沉积(sedimentation)法、TD热处理法、渗硼(B)处理。其中电火花处理为较常用的一种方法。电火花强化是采用硬质合金等导电材料作电极(electrode),在金属工件之间产生电火花放电,利用火花放电时释放的能量,使金属表面发生物(Organism)理化学变化过程。经电火花强化的工件,其表面硬度、耐磨性、耐热性和耐劳性等均有较大提高,延长模具及零件的使用寿命达23倍。(3)在机、电加工中应设法消除凸、凹模中的内应力,避免微裂纹的产生。如尽量避免零件在线切割前就有造成应力集中的尖角和死角的结构。
  提高微电机冲片冲模寿命是一个复杂的问题,许多专家一直致力于真个问题的研究,本文的一些意见仅供参考,希翼继续在这个问题的研究上有所进步。
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