模具磨損
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-05
模具磨損的視頻教程
Deform 3D系列之-仿真系列企業一線工程實例（超級實用）
實例1、掛板本體鍛件成形講解-成形與模具磨損分析。 實例2、徑向鍛造模擬成形仿真分析。 實例3、分體法蘭仿真成形與模具應力分析
￥60 1小時35分鐘 2659播放
查看
模具磨損的實例教程
abaqus通過umeshmotion子程序模擬沖壓過程中模具的磨損行為
沖壓過程中，模具磨損是最常見的一種現象。模具磨損不僅會影響磨具的壽命，也會影響沖壓件的成型質量。因此沖壓磨具的磨損分析具有重要意義。
目前磨損分析中使用最為廣泛的理論為Archard理論。Archard模型的一般公式為
式中：dV為磨損體積，dP為接觸面的法向壓力，dL為切向相對滑移，H為模具硬度，K為磨損因子。根據式（1）可以得到模具磨損深度的計算公式
Abaqus中可以通過umeshmotion子程序進行結構的磨損分析。本文編寫了基于archard模型的umeshmotion子程序，并結合model change對沖壓過程中磨具的磨損行為進行了分析,有限元模型如下。
模擬結果如下，為了簡便，這里只模擬了三次沖壓的磨損情況。
磨損前后的輪廓對比
磨損量和沖壓次數的關系
展開 由于高強鋼沖壓會帶來嚴重的模具磨損，因此，在成形模具設計階段需要進行模具磨損評估。為了揭示成形工藝仿真參數選擇對板料—模具界面接觸壓力技術精度的影響，本文基于Dynaform軟件，參數化研究了有限元單元尺寸、積分點個數和沖壓速度對仿真結果的影響。研究結果表明：對比于積分點個數和沖壓速度，板料網絡和模具網絡更明顯地影響著仿真結果；而積分點個數和沖壓速度帶來的波動范圍很小。
與普通鋼板相比，先進高強鋼板沖壓時會引起更大的板料—模具界面接觸壓力，加劇成形模具的磨損。為此，在成形模具設計階段需要進行模具磨損評估，對模具壽命進行預判，為選擇合理的模具材質和熱處理方案提供科學依據。
板料―模具界面接觸壓力場和溫度場等物理量是影響模具磨損的關鍵參數。為了精確計算這些物理量，借助數值模擬的技術方法已經成為一種有效的手段。Boher、Pereira、Wagoner、高晶等研究了高強鋼板沖壓過程中凹模圓角處界面接觸壓力分布，并討論了接觸壓力與模具磨損的關系。基于成形過程數值仿真結果，Wagoner、Altan指出先進高強鋼沖壓成形時界面溫升可達到100℃以上。Groche利用數值模擬方法揭示了成形時界面的溫度峰值與模具表面粘模的直接關系。最近，Pereira建立了熱力耦合沖壓過程數值仿真，揭示了DP780冷沖壓成形的界面摩擦熱和塑性變形熱分布特征。目前，為了更為精確計算板料―模具界面接觸壓力，大多數是采用細小的實體單元等技術處理，這種精細仿真模型，雖然保證了計算精度，但也大大增加計算耗時，這種仿真模型難以滿足沖壓工程需求。
在成形模具磨損評估上，一般利用工藝仿真結果，基于磨損預測公式，例如Archad模型，對給定沖壓工藝和模具幾何輪廓下模面磨損量進行評估。然而，在沖壓工藝仿真中，為了兼顧計算精度和效率，采用殼單元，且單元大小也更為粗大。
展開 4、刃磨方法不當，造成模具的退火，加劇磨損，應當使用軟磨料砂輪，采用小的吃刀量，足量的冷卻液并經常清理砂輪。
圖6 鋁合金穩態擠壓成形分析
4.4 模具應力分析
在擠壓成形過程中，模具一般承受很大的載荷，由于模具結構設計造成強度不夠而發生破壞或長時間生產發生疲勞斷裂是比較常見的問題。DEFORM通過模具應力分析查找到模具發生破壞的原因并且通過修改模具圓角外形解決了模具破壞的問題。
圖7 擠型模具應力分析
分頁4.5 模具磨損分析
由于擠壓過程的特點，模具可能發生比較嚴重的磨損問題，DEFORM的模具磨損分析功能能夠預測模具的磨損情況，根據磨損深度、磨損區域面積等幫助用戶在模具設計時考慮磨損問題，下面便是一個模具磨損的案例，左上角為實際實驗的結果對比圖。
圖8 模具磨損分析
5 結論
由以上對擠壓成形特點的分析及DEFORM軟件的針對擠壓成形常見問題的工業應用可以得出以下結論：
（1）使用DEFORM的工藝數值模擬分析功能協助工藝工程師完成擠壓成形工藝的制定，能夠減少昂貴的現場試驗成本；
（2）DEFORM可準確預測成形工藝缺陷，通過將大多數試模過程在計算機中通過模擬完成，能夠減少實際試模修模次數，縮短新產品的研發周期；
（3）通過分析模擬結果幫助用戶評估工藝方案優劣，選擇較優的工藝方案，提高產品質量；
（4）幫助企業制造高效低成本的產品，使企業在市場上更有競爭力。
展開 （1）模具的強度磨損壽命預測難題。目前國內模具設計基本根據各自主機廠和模具廠的設計標準來完成，設計生產50 萬件的覆蓋件模具和生產 100萬件的模具在設計方法上基本上沒有很大的區別。模具的失效和零件的不合格往往是聯系在一起的，而模具表面磨損是影響零件質量缺陷和模具本體失效的最主要原因。模具的磨損過程一般如下：在模具加工制造階段開始磨合，調試穩定后運輸到主機廠，此階段在正常量產模具過程中磨損可控，生產出來的零件質量穩定可靠，當模具形面磨損到一定程度后進入劇烈磨損期導致模具損壞，同時生產出來的零件質量不滿足質量要求，此時意味著模具達到了壽命終期。
目前對于模具尤其高強鋼模具失效機理研究比較多，但是對于模具表面磨損仿真及使用壽命預測在國內外鮮有相關文獻進行報道；同時模具磨損失效的指標如何定義國內外文獻和研究也沒有涉及，大部分以某一特定的經驗值作為磨損失效的指標。國外的汽車主機廠和模具制造企業發展比較久，甚至是百年老店，模具經驗十分豐富，模具設計標準和模具材料標準非常完善，按照標準設計的模具基本可以達到設計要求。國內的模具企業由于起步較晚，許多技術標準不完善，加上國內模具材料質量以及鑄造技術等基礎工業水平同國外先進企業還有較大的差距，導致國內模具企業對自己生產的模具使用壽命無法精確控制。因此研究模具使用壽命預測對我國模具行業的發展有著重要的意義。
這方面研究包括綜合材質、潤滑、接觸力、相對滑移速度、形面間隙、和熱處理層組織等方面研究；從而實現模具表面磨損的定量分析，系統建立模具磨損失效的評價指標并提出模具壽命的預測與控制方法。
（2）回彈控制難題。
展開 
模具磨損的最新內容
例如，當車間注塑機溫度出現0.5℃的異常漂移時，系統通過多變量相關性分析，可提前45分鐘預警模具磨損風險，直接避免批量廢品損失，將質量問題消滅在萌芽階段。
Q-DAS更具革新意義的是數據可視化能力的升級。
同時，在模具使用過程中，還可以定期對模具進行檢測，及時發現模具的磨損和變形情況，以便進行修復或更換。
3. 工裝夾具檢測：對機械加工過程中使用的工裝夾具進行檢測，確保其定位精度和夾緊力符合要求。這有助于提高機械加工的精度和效率，減少廢品率。
五、醫療器械領域
1.
例如在注塑過程中，檢測模具的偏差和磨損情況，以優化注塑工藝，提高成品的品質和生產效率。
工作過程詳解
三坐標測量機作為一種基于坐標軸的測量設備，其工作過程可分為三個步驟：
1、準備工作
對待測物體和測量機進行準備，包括將待測物體放置在測量機的工作臺上，并進行工裝夾持等操作，以確保測量的準確性。
其實，模具的磨損不僅僅是刀口磨損，還有一些模具配件也會隨著使用而出現磨損，這些配件磨損后，會對整個模具的精度產生影響。
? 沖壓模具的日常維護和檢測，不僅關系到沖壓模具使用壽命的長短，還關系到五金沖壓件的質量好壞及廢品率的高低，直接影響到企業的經濟效益。因此五金沖壓件生產廠家一定要把這個問題重視起來，否則不僅會影響到生產，還會給企業造成損失，模具的制造成本越高損失就越大。
?
）▲
04、總結
建議：
說明（參考）：機臺修機鎖模力調整，一般注塑機鎖模拉力差值在10%以下，或平衡度在90%以上；精密產品要求平衡度更高；
定時校正哥林柱平衡度問題，半年做一次檢測與維護為最佳；
鎖模力設備儀器操作簡單，現場操作10分鐘左右完成一臺機的測試；如果給到機修人員操作，能處理所有有問題的射出機，有利于模具部與注塑部工作上的溝通；
減少機器磨損和模具磨損以及射出機壽命
與普通鋼板相比，先進高強鋼板沖壓時會引起更大的板料—模具界面接觸壓力，加劇成形模具的磨損。為此，在成形模具設計階段需要進行模具磨損評估，對模具壽命進行預判，為選擇合理的模具材質和熱處理方案提供科學依據。
板料―模具界面接觸壓力場和溫度場等物理量是影響模具磨損的關鍵參數。為了精確計算這些物理量，借助數值模擬的技術方法已經成為一種有效的手段。
[8] 張清郁.車用DP780高強鋼板熱沖壓成形數值模擬及模具磨損[J].鍛壓技術，2022,47(8):35-40.
[9] 馬聞宇，楊建煒，姚野，等.熱沖壓工藝參數對零件成形性影響規律分析[J].中國冶金，2021,31(11):29-33.
[10] 陳建彬，佐凱，靳凱，等.沖壓速度對高溫合金卡圈成形的影響[J].塑性工程學報，2022,29(1):60-65.
激光切割
由于熱成型件強度硬度大，使用傳統的冷沖壓模具進行修邊沖孔的話，模具部件磨損嚴重、壽命嚴重縮短。目前的解決方案是在熱成型線尾配備3-4臺激光切割機器人進行修邊沖孔加工。
5. 后處理
由于在熱成型加工過程中，零件處于高溫狀態時表面被氧化形成氧化膜，一般需通過噴丸處理來清理零件。
另外對模具的磨損影響較大的是凹凸模的形狀和圓角半徑大小，例如在拉深模比較小的圓角半徑中，會增大胚料流動阻力，不斷的增大摩擦力進而使模具磨損或者使沖件斷裂。
2.6 新增模具疲勞壽命分析
模具壽命由模具溫度、模具磨損及模具應力疲勞等多種因素決定。V12版本能夠通過cycle功能計算模具在N次成形后的溫度、磨損及應力累積結果。V13+已經新增根據S-N及E-N疲勞算法計算模具疲勞壽命的功能。在計算N次成形循環后，通過溫度、磨損或應力的數據提取，采用擬合S-N或E-N曲線數值進行磨損及應力疲勞壽命的預測。
