Abstrato:Analise os fatores que afetam a vida útil dos moldes de rolos frios, melhore sua vida útil e economize custos de molde.
Palavras-chave:Molde de cabeçalho frio de rolo; Vida útil; Melhorar; fator de influência
1. Introdução
O método de forjamento a frio é usado para processamento de rolos em larga escala. O forjamento a frio é um processo chave no processamento de rolos, e a qualidade do molde de forjamento a frio afeta diretamente a qualidade de formação dos rolos. A vida útil dos moldes de encabeçamento a frio não está apenas relacionada às propriedades do material, tecnologia de fabricação, tecnologia de tratamento térmico e outros fatores, mas também ao projeto estrutural dos moldes.
Com a concorrência cada vez mais acirrada na indústria de rolamentos e os crescentes requisitos personalizados dos usuários, não apenas os requisitos de qualidade para os rolos estão aumentando, mas também os requisitos correspondentes para a relação custo-benefício dos rolos foram apresentados. Isso exige que a matriz de forjamento a frio do rolo não apenas atenda aos seus requisitos funcionais, mas também tenha uma alta vida útil e bom desempenho econômico. A vida útil dos moldes de encabeçamento a frio não afeta apenas o custo de processamento dos rolos, mas também afeta o progresso da produção e o tempo de entrega do produto.
2. Análise dos problemas atuais
Anteriormente, devido a fatores como material do molde a frio, projeto da estrutura do molde e processo de fabricação do molde, a qualidade dos moldes a frio era instável, sua vida útil era baixa e o custo de fabricação dos rolos era alto.
O material do molde tem o problema de baixo desempenho em uso. A deformação plástica do material do molde é grande e a expansão térmica é rápida, resultando em rápidas mudanças no tamanho das rebarbas do rolo. O comprimento de corte precisa ser ajustado com frequência, o que leva a flutuações significativas na qualidade da peça bruta forjada a frio do rolo e a uma alta taxa de refugo no processo de forjamento a frio.
Há um problema de design irracional na estrutura dos moldes de encabeçamento a frio. Como os principais acessórios no processo de cabeamento a frio, o design do chanfro e da estrutura da cavidade do punção não é razoável, resultando em tamanho irregular do chanfro, diâmetro da cavidade excessivamente grande ou pequeno, queda de blocos na cavidade do punção e puncionamento e outras qualidades insuficientes problemas. O design irracional da estrutura côncava do molde causou problemas de qualidade, como deslocamento do núcleo e emperramento da luva de trabalho. Existe um problema de processo desatualizado na tecnologia de fabricação de moldes. A matriz puncionadeira adota um processo de torneamento e não usa o processo de extrusão atualmente popular.
Com base na análise e discussão dos fatores que afetam a vida útil dos moldes de encabeçamento a frio mencionados acima, decide-se estudar e melhorar a tecnologia de projeto e fabricação de moldes de encabeçamento a frio. Ao estudar as formas de falha de punções e matrizes a frio, as causas da falha e as soluções são identificadas.
3. Principais medidas para melhorar a vida útil dos moldes de rolos frios
Ao projetar moldes de forjamento a frio de rolos, é necessário atender aos requisitos e à vida útil do produto, além de atender aos baixos custos. Através de uma grande quantidade de experimentos, constatou-se que as principais formas de falha dos moldes de encabeçamento a frio são: baixa rigidez do material do molde e rápida expansão dimensional; Correção do núcleo da luva de trabalho do molde côncavo; A luva de trabalho do molde côncavo está presa; Dê um soco na cabeça e deixe cair o buraco; Carga insuficiente, etc. Ao procurar vários motivos de falha e abordar os problemas na estrutura do molde, este estudo analisa os principais fatores que afetam a vida útil dos moldes de encabeçamento a frio. Com base na tendência de desenvolvimento da tecnologia de fabricação de moldes no país e no exterior, e combinada com a situação atual de uso de moldes a frio, a tecnologia de design e fabricação de moldes a frio é aprimorada nos aspectos de materiais, estrutura e tecnologia de fabricação. Em termos de materiais de molde, a tecnologia de liga de molde é usada principalmente; Em termos de estrutura do molde, melhore o método de projeto da estrutura do molde; Em termos de tecnologia de fabricação de moldes, o foco principal está na mudança do processo de fabricação de punções, de torneamento para extrusão.
A tecnologia de liga de moldes de rolos tem sido estudada e aplicada por muitas empresas de produção de rolos no país e no exterior nos últimos anos devido aos seus efeitos significativos na melhoria da vida útil do molde e na qualidade da formação de rolos em bruto, bem como à sua boa relação preço-desempenho. Através de extensa investigação e pesquisa sobre materiais de molde, testes de vida foram realizados em materiais de liga dura e experimentos foram conduzidos para introduzir um material de liga dura com alta dureza, resistência, tenacidade, bom desempenho do processo de fabricação e alta relação custo-benefício.
A liga de molde de rolo refere-se a um método de uso de liga dura para substituir total ou parcialmente o aço do molde como material do molde. Melhora a vida útil do molde selecionando uma liga dura adequada para substituir o aço do molde na fabricação. Liga dura e comum em relação ao uso de aço para moldes, apresenta as seguintes vantagens: excelente resistência ao desgaste; O coeficiente de expansão térmica é menor que o do molde de aço, e a temperatura aumenta durante a operação, resultando em menores erros dimensionais do molde em comparação aos moldes de aço; O módulo de elasticidade é muito superior ao do aço e, quando submetido à pressão, a deformação por flexão é muito menor; Baixo coeficiente de atrito, boa fluidez do material do rolo no molde; A afinidade com o material do rolo processado é pequena e a superfície do molde não é facilmente arranhada ou áspera. A chave para a tecnologia de liga de moldes de rolos depende da seleção de materiais de liga dura com bom desempenho de processo. A seleção razoável e formulação de parâmetros de processo para processamento mecânico, tratamento térmico e tratamento de superfície são fatores importantes para a implementação suave desta tecnologia.
A chave para melhorar o projeto da estrutura do molde é otimizar e selecionar razoavelmente fatores como coordenadas do chanfro, raio do chanfro, diâmetro do furo, profundidade do furo, estrutura do molde e geometria do molde da peça bruta. Melhorar o projeto da estrutura do molde inclui principalmente: melhorar o projeto do chanfro do punção, diâmetro do furo, profundidade do furo e geometria do furo; Melhorar e projetar o atual molde côncavo integrado em um molde côncavo combinado; Melhore ainda mais a estrutura do molde côncavo combinado e otimize o design do ângulo do molde côncavo, do degrau de base e do chanfro de uma maneira razoável.
A melhoria da estrutura do punção envolve principalmente melhorar a forma geométrica do furo, aumentando o ângulo entre a linha tangente do arco inferior do furo e a linha central do punção (=20.~30.), o que não é propício apenas ao fluxo de materiais durante o cabeçote a frio, reduzindo a concentração de tensões, mas também possui um ângulo de inclinação, facilitando a retirada do molde, resolvendo assim os problemas de fácil queda do furo e subpuncionamento do punção, e melhorando a vida útil do soco; Ao mesmo tempo, aumentando adequadamente o raio do chanfro, padronizando o projeto do diâmetro e da altura do furo e melhorando a qualidade dos chanfros finais grandes acabados.
Melhorar e projetar o atual molde côncavo integrado em um molde côncavo combinado (principalmente rolos cilíndricos curtos e pequenos rolos cônicos); Reduza a altura de fixação do material da barra (hmax=3-4, hmin: 1.5-2.5), reduzindo assim a intensidade da força da luva de trabalho da matriz côncava e o atrito entre o material da barra e o trabalho manga, reduzindo o problema de danos por fixação na manga de trabalho e melhorando a vida útil da matriz côncava; Otimize o design das etapas e chanfros da base do molde côncavo, reduza o puncionamento da extremidade pequena em branco e melhore a qualidade dos chanfros finais pequenos acabados.
Depois de rastrear e analisar o problema do funcionamento do núcleo da luva de trabalho do molde côncavo, descobriu-se que o funcionamento do núcleo da luva de trabalho do molde côncavo foi causado pelo uso repetido da luva externa do molde côncavo e pela expansão do tamanho, a fim de economizar molde custos, enquanto a nova bucha de trabalho tinha o mesmo tamanho, resultando em uma pequena interferência entre a bucha externa e a bucha de trabalho após a montagem. Portanto, o uso repetido da camisa do molde côncavo é limitado (não mais que 4 vezes), evitando o problema de funcionamento do núcleo causado pela pequena quantidade de interferência da camisa do molde côncavo durante o uso repetido.
Em termos de tecnologia de fabricação de punções, o processo de extrusão internacionalmente popular é adotado para substituir a tecnologia de torneamento. O material possui uma organização densa e melhora muito sua vida útil. A tecnologia de extrusão é um novo processo em rápido desenvolvimento que substitui o torneamento pela extrusão. Ele não corta a direção do fluxo da fibra para tornar a estrutura do material densa, com direção contínua da fibra, resistência ao estresse muito melhorada, boa consistência dimensional e precisão geométrica, alta eficiência de produção e pode melhorar a taxa de utilização de materiais de fabricação de punção. Tem vantagens em tecnologia e economia.
4. Efeito de aplicação
Ao melhorar o projeto estrutural dos moldes de cabeçalho a frio, pesquisando a aplicação de materiais de liga dura e melhorando os processos de fabricação de moldes, a qualidade de formação dos blanks de cabeçalho a frio de rolos foi significativamente melhorada. O tamanho das rebarbas do rolo é mais estável, a precisão da forma geométrica e a qualidade da superfície também foram melhoradas. A taxa de aprovação dos blanks do processo de encabeçamento a frio aumentou de 97% para mais de 99%, e a vida útil dos moldes de encabeçamento a frio aumentou em 2-3 vezes. Ao mesmo tempo, o tempo de trabalho auxiliar para substituição do molde foi reduzido, melhorando bastante a eficiência da produção.
Ao estudar as formas de falha dos moldes a frio, melhorando ainda mais a estrutura do molde, os materiais e os processos de fabricação, a vida útil dos moldes foi melhorada, os custos de consumo dos moldes foram reduzidos, os custos de produção foram reduzidos e bons foram alcançados benefícios económicos, proporcionando um forte apoio técnico ao desenvolvimento das empresas.
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