陈步银 王昌邑
(山东铝业股份有限公司铝加工厂 山东 淄博 255061)
摘要:铝型材挤压模具使用寿命的长短,直接影响到铝型材生产的产缺,质
量,生产效率及生产成本.对其影响因素进行分析总结,不断的更新其设计,制
造,热处理,使用,修模,库存和管理理念,寻找最佳的方式和方案,达到提高
产品产量,质量,降低生产成本,增加经济效益的目的.
关键词:铝型材;工模具;使用寿命,质量;效益
在国内,铝型材挤压模具的设计,制造,热处理以及工作带表面强化处理等
方面,有了突飞猛进的发展.特别是在设计制造方面,经历了手工,半机械化,
机械化,自动化等过程,发展到现在的CAD/CAM ,模具的质量,使用寿命等,
有了很大的提高.但是,比起国外先进的挤压模具技术,我们还是有一定差距的,
在模具使用寿命上,更能说明这一点.据资料统计:国外平面模平均使用寿命一
般在30-50t/模,组合模使用寿命一般在20-25 t/模,国内平面模平均使用寿命
一般在10-20t/模,组合模使用寿命一般在5-15t/模.差距所在,不能不引起重
视.一方面,认真学习和借鉴国外先进的设计制造及管理经验,为我所用;二方
面,对其设计制造理论进行研究,探讨适合我们所需要的技术,找出模具设计,
制造,使用和管理的良好途径.在此,通过实践经验,对影响工模具使用寿命的
因素及应该采取的对策进行总结.供参考.
1 铝型材挤压模具使用寿命的概念
铝型材挤压模具的报废形式有两种:一种是正常的磨损超差报废;另一种是
早期失效报废.模具报废前,生产铝型材的多少,统称为挤压模具的使用寿命.
可以用吨位计量,可以用通过铸棒的根数计量,也可以用通过产品的总长度计量.
模具在每次挤压使用后,要进行清理,修正,光模,氮化等工序,把每次生
产后的产品通过量,称之为套次通过量,套次通过量的总和,即为模具的使用寿
命.当然,套次越多,通过量越大,模具的使用寿命就越高.由于挤压模具受到
的影响因素较多,同一种型材,同一种设计制造方式,同样的使用工艺条件,其
使用寿命差别也是很大的,因此,准确地定义出模具的使用寿命也是比较困难的.
所谓的模具使用寿命.也是一个大致地,不很确切地概念.
模具的正常报废和早期失效大致比例为:正常报废为85 %左右;早期失效
报废为巧%左右.这是平面模和组合空心模平均使用寿命的统计比率,若详细统
计,组合空心模的使用寿命达不到此数值.
2 影响工模具使用寿命的主要因素及措施
2.1 型材断面设计影响及措施
型材断面形状,壁厚尺寸,偏差要求等,是影响模具使用寿命的第一因素.
型材断面简单,壁厚合适,公差带较宽,无太大悬臂,挤压比合适,模具的使用
寿命就会大大提高,反之,则降低.应采取的措施是:在设计型材断面时,尽量
避免尖角,大悬臂等问题,在满足型材使用的情况下,选择合适的壁厚和尺寸偏
差,尽量避免单向偏差,既使对尺寸进行调整,也要保证双向偏差.
2.2 模具设计的影响因素及措施
模具设计的作用,一是要确保模具在挤压使用时,生产出符合图纸要求的产
品;二是要根据模具的工作环境及工艺条件,确保其机械性能.三是选择合适的
模具结构及材质.但是,由于模具设计参数选择不当,材质选择不合理,单方面
追求产品的合格性而忽略了模具的机械性能,对模具的工作环境考虑不足等因
素,极易造成模具的早期失效或缩短使用寿命.因此,正确地选择模具设计的各
项参数,正确地选择材质,充分考虑模具的使用工作环境,详细计算模具的机械
性能,合理地选择模具的结构形式,避免模具的尖角过渡和模具内表面凸凹不平
等措施,是提高模具使用寿命重要途径之一.另外,采用模具设计的先进理论,
考虑模具受力均衡性,结合每一种型材及模具的特点进行设计,是提高模具使用
寿命的重要措施.
2.3 模具材质,加工制作,热处理等影响因素及措施
材质是模具使用寿命长短的关键,对模具的早期失效影响更大.模具材质自
用H13 钢替代了3Cr2W8V 钢以来,其寿命有了很大的提高.所以,在模具材质
选用方面,要充分了解和掌握材质的化学成分,冶金过程,锻造和热处理工艺等
环节,采用正规企业生产的钢材,避免贪便宜而用非正规企业生产的劣质钢材.
在模具的制造过程中,尺寸偏差的掌握,模具表面过渡位置的圆滑程度,装
配配合尺寸的掌握,分流孔工作带相对尺寸偏差的掌握等细节,都将影响到模具
的使用寿命.细化制作工艺,严格按图纸尺寸偏差的要求,对模具进行修研,抛
光,做好尖角过渡等事项,无疑对模具使用寿命是大有益处的.
再好的模具材质,由于热处理工艺不当也不能达到提高使用寿命的目的.模
具早期失效,因热处理工艺不当占有最大的比例.根据实际情况,制定严格的热
处理工艺路线,不断地调整各工艺参数,对各工序进行严格控制,都是提高模具
使用寿命的措施.
2.4 挤压工艺条件,操作过程对模具使用寿命的影响及措施
模具是在高温,高压环境十分恶劣的条件下使用的.对模具使用寿命而言,
是最重要的影响环节.在良好的挤压工艺条件,优良的操作过程中,模具的材质,
设计,制作,热处理等,都将在此环节中得到检验和验证.
挤压筒温度,模具温度,铸棒温度,挤压速度等因素,将影响到模具成型率
及寿命.挤压筒温度,模具温度,铸棒温度是挤压生产的关键参数,统称为挤压
温度,其直接影响到挤压操作过程的的顺利与否.挤压速度是和挤压温度紧密相
连的一个参数,挤压速度的选择,是操作人员根据挤压比大小,型材挤压难易程
度,铝合金材质,生产环境等因素来确定的.挤压温度选择不当,挤压速度选择
不合适,就会引起闷车,挤出型材划裂,挤"大帽"等问题,即影响了生产效率,
又影响了模具的使用寿命.针对此类问题,要根据实际情况,制定合适的挤压温
度,选择合适的挤压速度,减少生产环境的影响.对每一种型材模具,都要建立
使用记录,不断地分析,总结型材挤压生产的特点和规律,逐步提高挤压温度,
挤压速度等参数的选择水平,达到每一种型材模具上机就能生产出合格产品的最
佳效果.
2.5 模具修正对使用寿命的影响及措施
模具修正实际上是对模具设计工作的补充,设计只是在理论上的定形,而模
具修正是在实际情况下,对金属流速进行调整,其作用显而易见.但是,由于采
用的修正方法不当,修理部位不准确,修模技术差,修模工具选用不当,氮化工
艺采用不合适等问题,也将影响到模具使用寿命.因此,正确的做法是,新模具
第一次上机试生产时,模具设计人员,修模人员必须在现场,对挤出型材情况进
行观察,掌握第一手资料,做到心中有数,针对出现的问题,制定修模方案.另
外,如何提高修模人员的技术水平,如何采用良好的氮化工艺和方法,应根据各
自企业的实际情况,采用不同的管理办法和措施,目的是千方百计提高模具使用
寿命,降本增效.
2.6 模具的科学管理对使用寿命的影响和措施
模具管理分技术资料管理,原始资料管理,库房管理三部分.其虽不能直接
影响模具使用寿命,但技术档案的不健全,模具使用管理文件不规范或执行不严
格,库房管理混乱,模具使用记录统计不准确等因素,却直接影响到对模具工作
采取措施的正确性.建立每个型材,模具品种的设计,使用,修理,库存的档案,
利用互联网,局域网等,贯通整个模具管理的各个环节,对影响模具使用寿命的
各种因素,进行分析,并采取相应的措施,在企业管理之中,建立起有自己特点
的模具管理体系,是间接提高模具使用寿命有效的措施.
3 结论
铝型材挤压模具使用寿命,影响到型材的产量,质量,生产成本和经济效益;
所以,在铝型材挤压生产企业中,把设备管理,模具管理,人员管理列为企业的
管理重点.通过以上的分析可以看出,总结的是模具管理基础工作.只有做好这
些基础工作,企业才能步人良性的管理循环之中,才能更好地;长期地,有优势
地参与市场的竞争,才能使企业立于不败之地.
