一、冷沖壓工藝矯正模具變形的方法

金屬材料在受力時(shí)能夠產(chǎn)生顯著的變形而不破裂。當(dāng)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(qiáng)度，便開始斷裂。冷沖壓就是利用金屬的這種性質(zhì)，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?cè)谛迯?fù)模具時(shí)，就常采用上述原理和工藝。

1. 采用機(jī)械壓力擠壓矯正

1.1 有中小型液壓機(jī)的機(jī)械壓機(jī)的桿廠，可在壓機(jī)上進(jìn)行矯正彎曲變形。

1.2 一般桿廠可自制設(shè)備。如圖1所示土平臺(tái)，這種設(shè)備價(jià)格低，制造工藝簡(jiǎn)便，各桿廠均有條件制造，該設(shè)備既可用于檢測(cè)檢驗(yàn)，又可用于緊固模具。如裝上圖2（a）所示的手動(dòng)壓機(jī)或圖2（b）所示千斤頂壓機(jī)裝置，則可作壓機(jī)使用。壓機(jī)裝置如裝上滑輪，則能任意移動(dòng)壓力點(diǎn)的位置，提高矯正效率。

圖1 土平臺(tái)（上壓機(jī)兩用）示意圖

土平臺(tái)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(zhǔn)直儀、水平儀等測(cè)量?jī)x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(zhǎng)范圍內(nèi)小于2mm。

（a）手動(dòng)壓機(jī)示意圖 （b）千斤頂壓機(jī)示意圖

1-絲桿；2-螺母；3-上橫梁；4-雙立柱；5、9-上平臺(tái)；6-下橫梁；7-滑輪；8-鋼結(jié)構(gòu)下座；10-四立柱；11-50～100t千斤頂；12-鋼結(jié)構(gòu)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(qū)域大，因此，在確定檢修工藝方案時(shí)應(yīng)有所選擇。進(jìn)行壓力矯正時(shí)，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(zhǎng)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(dá)到矯正的目的。

2.3 扇打法：用一個(gè)錘子擊打變形的部位，而用另一個(gè)錘子抵住與錘擊點(diǎn)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(shí)

火焰矯正法是利用金屬材料熱膨脹的基本性能，對(duì)金屬材料進(jìn)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(gòu)件的收縮余量

熱拱曲的基本原理（圖3）是在毛料上進(jìn)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(tài)，機(jī)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(duì)稱而又均勻地分區(qū)加熱（加熱區(qū)域盡量不要重復(fù)），那么毛料就會(huì)逐漸向里收縮，直至拱成預(yù)定的形狀。當(dāng)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(diǎn)的多少、加熱溫度、材質(zhì)等因素有關(guān)，一般情況下，加熱點(diǎn)越多拱曲越厲害。要取得熱拱曲各種零件的預(yù)定效果，還應(yīng)在實(shí)際工作中探索規(guī)律、積累經(jīng)驗(yàn)。

圖3 熱拱曲基本原理

3. 火焰矯正的加熱形狀

3.1 點(diǎn)狀加熱：用烤把在鋼材上烤列圓點(diǎn)，圓點(diǎn)的數(shù)目可根據(jù)構(gòu)件的特點(diǎn)和變形情況確定。

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

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?xì)怏w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(shí)可產(chǎn)生大量的熱。焊接用的氧氣純度應(yīng)不低于98.5%。

4.2 乙炔：乙炔（C₂H₂）是一種有特殊氣味的無(wú)色可燃?xì)怏w，當(dāng)壓力超過1.5個(gè)大氣壓或溫度高于300℃時(shí)，遇火就會(huì)爆炸，壓力超過2個(gè)大氣壓則會(huì)自行爆炸。焊接用的乙炔由碳化鈣（電石）與水作用而產(chǎn)生的，反應(yīng)式為：CaC₂+2H₂O→Ca(OH)₂+C₂H₂↑

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

火焰內(nèi)部為焰心、氧和乙炔的混合氣體在焰心內(nèi)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(tài)，發(fā)出強(qiáng)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(nèi)焰，呈杏核形，為深藍(lán)色。在此區(qū)域內(nèi)，氧與乙炔發(fā)生第一階段燃燒：2C+H₂+O₂→2CO+H₂，這一區(qū)域的溫度最高，距內(nèi)焰末端2～4mm處的溫度可達(dá)3150℃，且CO及H₂能起還原作用，故氣焊一般都在此區(qū)域進(jìn)行。

火焰最外層稱外焰，顏色由內(nèi)向外逐漸由淡紫色變?yōu)槌赛S色。這一區(qū)域的溫度約為1200～2500℃。

根據(jù)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(yīng)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(guān)，中性焰的構(gòu)造及溫度分布見圖4。

圖4 中性焰構(gòu)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(jù)模具檢測(cè)情況確定檢修方案

當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)變形量較大或呈弧形時(shí)，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(jù)模具結(jié)構(gòu)的變形情況，一般先矯正點(diǎn)的變形（主要變形），后矯正局部變形（次要變形）；先矯正下部結(jié)構(gòu)，后矯正上部結(jié)構(gòu)。

3. 確定火焰矯正的位置及范圍

4. 火焰矯正模具結(jié)構(gòu)（構(gòu)件與零件）變形實(shí)例

4.1 如模具產(chǎn)生凸大弧變形，可按A-B-C-D-E點(diǎn)順序進(jìn)行火焰矯正。由于模具是空腹圓筒形，矯正時(shí)上下模應(yīng)分開進(jìn)行。三角形加熱位置多數(shù)在分模面兩側(cè)加強(qiáng)板與管壁處，因此，必須用兩把焊距在兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行加熱并同時(shí)冷卻收縮，以防冷熱不均產(chǎn)生局部變形，造成模具扭曲。另外，加熱量必須適當(dāng)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(dāng)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(jī)械矯正模具變形時(shí)，可以結(jié)合火焰加熱法同時(shí)進(jìn)行矯正工作。

4.3 如模具加強(qiáng)板、縱橫筋板等發(fā)生扭曲變形，則采用手工矯正法為佳。

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