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技術資料

電桿模具檢修工藝第七章 矯正模具變形的方法

時間:2015-01-08 15:27 來源:qzhaiyu.com 作者:海煜重工 點擊:
一、冷沖壓工藝矯正模具變形的方法

金屬材料在受力時能夠產生顯著的變形而不破裂。當外力超過材料的屈服極限后,開始塑性變形;如果再加大外力至超過材料的極限強度,便開始斷裂。冷沖壓就是利用金屬的這種性質,使材料斷裂或變形,從而得到所需形狀和精度要求的制件。我們在修復模具時,就常采用上述原理和工藝。

1. 采用機械壓力擠壓矯正

1.1 有中小型液壓機的機械壓機的桿廠,可在壓機上進行矯正彎曲變形。

1.2 一般桿廠可自制設備。如圖1所示土平臺,這種設備價格低,制造工藝簡便,各桿廠均有條件制造,該設備既可用于檢測檢驗,又可用于緊固模具。如裝上圖2(a)所示的手動壓機或圖2(b)所示千斤頂壓機裝置,則可作壓機使用。壓機裝置如裝上滑輪,則能任意移動壓力點的位置,提高矯正效率。
圖1 土平臺(上壓機兩用)示意圖
圖1 土平臺(上壓機兩用)示意圖
土平臺用36~40#工字鋼焊接而成,它的平面度與水平位置的校正可用自準直儀、水平儀等測量儀器,亦可用土方以Φ12~Φ16透明塑料管注入清水校正,其精確度在總長范圍內小于2mm。
圖2
(a)手動壓機示意圖 (b)千斤頂壓機示意圖

1-絲桿;2-螺母;3-上橫梁;4-雙立柱;5、9-上平臺;6-下橫梁;7-滑輪;8-鋼結構下座;10-四立柱;11-50~100t千斤頂;12-鋼結構上蓋
1.3 采用壓力矯正模具的變形比用火焰矯正的矯正區域大,因此,在確定檢修工藝方案時應有所選擇。進行壓力矯正時,一般先矯兩端分段模直線度,后矯中間段,具體需視模具的長度、變形情況而定。壓力的大小視模具變形程度及其回彈性而定。

2. 手工矯正法

2.1 扳正法:是矯正扭曲的最好方法之一。

2.2 錘擊法:通過錘擊使金屬板材延展,達到矯正的目的。

2.3 扇打法:用一個錘子擊打變形的部位,而用另一個錘子抵住與錘擊點位置的另一方,使錘擊力集中在變形位置上,從而得到較好的矯正效果。

二、火焰加熱工藝矯正模具變形

1. 基本知識

火焰矯正法是利用金屬材料熱膨脹的基本性能,對金屬材料進行矯正。決定火焰矯正效果的因素有:(1)火焰加熱的位置;(2)火焰加熱的形狀;(3)火焰加熱的熱量。不同的加熱位置和加熱形狀可以矯正不同方向的變形;不同的加熱熱量則具有不同的矯正變形的能力。一般情況下,熱量越大則矯正變形量也越大。

2. 熱拱曲構件的收縮余量

熱拱曲的基本原理(圖3)是在毛料上進行三角A-B-C局部加熱,加熱部分受熱后向各方膨脹,但由于這部分處于高溫狀態,機械性能降低,切向脹不出去,只能向厚度方向膨脹;冷卻后(可用冷水冷卻)三角形ABC本身又向里收縮,通過一脹一縮,便由ABC縮小成A’B’C’。

如把毛料的四周對稱而又均勻地分區加熱(加熱區域盡量不要重復),那么毛料就會逐漸向里收縮,直至拱成預定的形狀。當然,熱拱曲零件不可能一次就收縮成形,它與零件的形狀、拱曲的程度、加熱點的多少、加熱溫度、材質等因素有關,一般情況下,加熱點越多拱曲越厲害。要取得熱拱曲各種零件的預定效果,還應在實際工作中探索規律、積累經驗。
圖3 熱拱曲基本原理
圖3 熱拱曲基本原理
3. 火焰矯正的加熱形狀

3.1 點狀加熱:用烤把在鋼材上烤列圓點,圓點的數目可根據構件的特點和變形情況確定。

3.2 線狀加熱:將金屬材料烤紅一條線,進行線狀加熱時,烤把有三種移動形式:直線加熱(火焰沿直線前進)、鏈狀加熱(火焰沿線圓圈式前進)、帶狀加熱(火焰沿直線方向前進的同時作橫向搖動)。

4. 火焰矯正加熱用火焰

一般采用氧一乙炔中性火焰。氣焊使用的可燃氣體是乙炔,氧和乙炔混合燃燒的火焰即為氧一乙炔焰。

4.1 氧氣:氧不能自燃但能助燃,它和乙炔混合燃燒時可產生大量的熱。焊接用的氧氣純度應不低于98.5%。

4.2 乙炔:乙炔(C2H2)是一種有特殊氣味的無色可燃氣體,當壓力超過1.5個大氣壓或溫度高于300℃時,遇火就會爆炸,壓力超過2個大氣壓則會自行爆炸。焊接用的乙炔由碳化鈣(電石)與水作用而產生的,反應式為:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2

4.3 氧一乙炔焰的構造及性質:焊接火焰由氧與乙炔氣體混合燃燒而形成,它由焰心、內焰和外焰三部分組成。

火焰內部為焰心、氧和乙炔的混合氣體在焰心內部被加熱至著火溫度。在焰心的外層,乙炔分解成碳和氧氣,分解形成的碳粒呈白熱狀態,發出強烈的白光,所以,焰心也是火焰中最明亮的部分,焰心最外層的溫度為1000℃左右。

火焰中間部分為內焰,呈杏核形,為深藍色。在此區域內,氧與乙炔發生第一階段燃燒:2C+H2+O2→2CO+H2,這一區域的溫度最高,距內焰末端2~4mm處的溫度可達3150℃,且CO及H2能起還原作用,故氣焊一般都在此區域進行。

火焰最外層稱外焰,顏色由內向外逐漸由淡紫色變為橙黃色。這一區域的溫度約為1200~2500℃。

根據氧和乙炔的比例不同,氣焊火焰可分為中性焰(O2:C2H2=1.1~1.2)、氧化焰(O2:C2H2>1.2)、碳化焰(O2:C2H2<1)三種,應用最廣的為中性焰。模具的火焰矯正一般也都是中性焰。

火焰溫度的高低主要與混合氣體的成分有關,中性焰的構造及溫度分布見圖4。
圖4 中性焰構造及溫度分布圖
圖4 中性焰構造及溫度分布圖

火焰在橫向斷面的溫度也是不同的,斷面中心溫度最高,越向邊緣溫度越低。

5. 火焰矯正加熱溫度色澤鑒別法(表1)。

色澤 溫度(℃) 色澤 溫度(℃)
暗中透出微亮 500~520 淺紅色 900
暗褐色 600 橙黃色 960
紅褐色 650 黃色 1000
暗櫻紅色 700 淺黃色 1050
櫻紅色 750 黃白色 1100
淺櫻色 800 白色 1240~1400
紅色 850    

三、火焰加熱工藝矯正模具變形的方法與示例

1. 根據模具檢測情況確定檢修方案

當鋼結構變形量較大或呈弧形時,一般宜采用火焰矯正,其它情況下一般不用。

2. 確定矯正的順序

根據模具結構的變形情況,一般先矯正點的變形(主要變形),后矯正局部變形(次要變形);先矯正下部結構,后矯正上部結構。

3. 確定火焰矯正的位置及范圍

4. 火焰矯正模具結構(構件與零件)變形實例

4.1 如模具產生凸大弧變形,可按A-B-C-D-E點順序進行火焰矯正。由于模具是空腹圓筒形,矯正時上下模應分開進行。三角形加熱位置多數在分模面兩側加強板與管壁處,因此,必須用兩把焊距在兩側同時進行加熱并同時冷卻收縮,以防冷熱不均產生局部變形,造成模具扭曲。另外,加熱量必須適當掌握,如果熱量過大,熱必造成收縮過大,使模具向相反方向變形。

4.2 在模具兩端或中間適當位置采用緊固或頂壓后施工,能使矯正效果更好。同樣,在采用壓力機械矯正模具變形時,可以結合火焰加熱法同時進行矯正工作。

4.3 如模具加強板、縱橫筋板等發生扭曲變形,則采用手工矯正法為佳。

4.4 需要焊接或補焊工序,均在矯正工序前進行,但分段模連接處的管內壁接縫,連接法蘭的外接角縫的焊縫,可在最后焊接磨平。
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