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武汉塑料模具加工

武汉模具加工过程中,怎样有效管控残余应力?

来源:http://www.ezszzs.com/ 作者:武汉市汉丰达塑料制品厂 发布时间:2025-04-03 17:54

  在模具加工领域,残余应力是一个不可忽视的问题。残余应力是指物体在经历外部应力后,除去外部应力后仍然存在的内部应力。它的存在可能会导致模具材料的变形、破裂或失效,严重影响模具的质量和使用寿命。因此,在武汉模具加工过程中,有效管控残余应力至关重要。

  了解残余应力的来源

  残余应力可以来源于模具材料加工过程中的多个环节。塑性变形是常见的来源之一,在模具的锻造、冲压等加工过程中,材料会发生塑性变形,从而产生残余应力。热处理也是残余应力的重要来源,淬火、回火等热处理工艺会使材料内部的组织结构发生变化,导致体积膨胀或收缩不均匀,进而产生残余应力。焊接过程中,局部高温的不均匀温度场会使钢材发生较大程度的膨胀伸长,受到相邻钢材的约束后,在焊件内引起较高的温度应力,冷却后就会有残余应力残存。

  选择合适的控制方法

  热处理法

  利用残余应力的热松弛效应,通过回火处理可以消除或降低残余应力。对于以 Cr12MoV 为材质的模具零件,在粗加工后进行淬火处理,淬火后工件存在很大的存留应力,容易导致精加工或工作中开裂,此时零件淬火后应趁热回火,消除淬火应力。对于形状复杂、内外转角较多的工件,回火有时还不足以消除淬火应力,精加工前还需进行去应力退火或多次时效处理,充分释放应力。

  机械加工法

  在模具加工中,合理的机械加工工艺也能有效控制残余应力。例如,在磨削加工时,要严格控制磨削变形和磨削裂纹的产生。精磨的进刀要小,冷却液要充分,尺寸公差在 0.01mm 以内的零件要尽量恒温磨削。因为磨削过程中产生的热量会使材料产生热变形,进而产生残余应力,通过控制磨削参数可以减少这种影响。

  表面处理法

  喷丸强化是一种行之有效的表面处理方法,它在强化零件的同时,也改变了表面残余应力状态和分布,喷丸产生的残余压应力有助于提高零件的疲劳强度和耐磨性能。

  优化设计与工艺

  在模具设计阶段,可以通过优化工艺参数、材料选择和构件设计来控制残余应力。选择具有较低热膨胀系数的材料,能减小热应力引起的残余应力。合理设计模具结构,避免出现尖角、窄槽等容易产生应力集中的部位,以圆弧过渡可以减少应力集中。在加工工艺方面,采用合理的加工顺序,如先粗加工再精加工,在精加工前先留一定余量进行预加工,然后再进行热处理,让加工应力在精加工前先行释放,保证热稳定性。

  监测与评估

  在模具加工过程中,要对残余应力进行监测和评估。可以利用非破坏性检测方法、应力测量方法和材料性能测试等手段对残余应力进行评估。通过监测和评估,及时发现残余应力的变化情况,以便调整控制方法,确保残余应力得到有效管控。

  模具加工过程中残余应力的管控是一个系统工程,需要从了解残余应力的来源、选择合适的控制方法、优化设计与工艺以及进行监测与评估等多个方面入手。只有这样,才能有效降低残余应力对模具质量的影响,提高模具的使用寿命。


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