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轉(zhuǎn)發(fā)自：沖壓模技術(shù)

作者：李海林

（貴州省電了信息技師學(xué)院，貴州都勻，558000）

摘要：概述了影響沖壓模具壽命的各種分析，并針對(duì)這些因素提出了相應(yīng)的具體改進(jìn)措施，從而有效的提高了沖壓模具壽命。

關(guān)鍵詞：沖壓模具、壽命分析、改進(jìn)措施

由于這些制件材料因素的影響，直接降低了模具使用壽命，所以冷沖壓制件所用的鋼板或其他原材料，應(yīng)在滿足使用要求的前提下，盡量采用成形性能好的材料，以減少?zèng)_壓變形力，改善模具工作條件。另外，保證材料表面

的質(zhì)量和清潔對(duì)任何沖壓工序都是必要的。因此，材料在加工前應(yīng)擦洗干凈，必要時(shí)還要清除表面氧化物和其他缺陷。

@模具材料的影響模具材料性能及熱處理質(zhì)量是影響模具壽命的主要因素。對(duì)沖壓模具，因工作零件在工作中承受拉伸、壓縮、彎曲、沖擊摩擦等機(jī)械力的作用，因此沖模材料應(yīng)具備抗變形、抗磨損、抗斷裂、耐疲勞、抗軟化及抗黏性的能力。近年來新開發(fā)出的新型模具材料，既有優(yōu)良的強(qiáng)度和耐磨性等，又有良好的加工工藝性，不僅大大提高了制件質(zhì)量，而躚大大提高了模具壽命。

o 模具熱處理的影響模具的熱處理質(zhì)量對(duì)模具的性能與使用壽命影響很大。因?yàn)闊崽幚淼男Ч苯佑绊懼＞哂娩摰挠捕取⒛湍バ浴⒖挂Ш闲浴⒒鼗鸱€(wěn)定性、耐沖擊以及抗腐蝕性，這些都是與模具壽命直接有關(guān)的性質(zhì)。通過熱處理可以改變模具 工作零件的硬度，而硬度對(duì)模具壽命的影響是很大的。但并不是硬度越高，模．具壽命越長(zhǎng)。這是因 為硬度與強(qiáng)度、韌性及耐磨性等有密切關(guān)系，硬度提高，韌性一般要降低，而抗壓強(qiáng)度、耐磨性、抗黏合能力則有所提高。有的沖模要求硬度高、壽命長(zhǎng)，例如采用T10鋼制造硅鋼片的小沖孔模，硬度為 HRC56、58時(shí)只沖幾千次制件時(shí)毛刺就很人，如果將硬度提高到日RC60、62，則刃磨壽命可達(dá)到2萬、3萬次；但如果繼續(xù)提高硬度，則會(huì)出現(xiàn)早期斷裂。有的沖模硬度不宜過高，例如采用Cr12MoV制造六角螺 母冷鐓沖頭，其硬度為11RC57、59時(shí)，模具壽命 般為2萬、3萬件，失效形式是崩裂，如將硬度降到 IIRC52、54，壽命則提高到6萬、8萬件。山此可見，熱處理應(yīng)達(dá)到的模具硬度必須根據(jù)沖壓工序性質(zhì)和模具的失效形式而定，應(yīng)使硬度、強(qiáng)度、韌性、耐磨性、疲勞強(qiáng)度等達(dá)到特定模具成形工序所需的最佳配合

@模具結(jié)構(gòu)的影響合理的模具結(jié)構(gòu)是保證模具高壽命的前提，因而在設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)時(shí)，必須認(rèn)真考慮模具壽命問題。模具結(jié)構(gòu)對(duì)模具受力狀態(tài)的影響很大，合理的模具結(jié)構(gòu)，能使模具在工作時(shí)受力均勻，應(yīng)力集中小，也不易受偏載，因而能匕提日家回了模具壽命。在設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)注意以下幾方面：

o ）適當(dāng)增大模座的厚度，加大導(dǎo)柱、導(dǎo)套直徑，

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以提高模架的剛性；（2）提高模架的導(dǎo)向性能，增加導(dǎo)柱導(dǎo)套數(shù)量：（3）盡量使凸模或型芯工作部分長(zhǎng)度縮短，并增大固定部分直徑和尾端的承壓面積； （4）適當(dāng)增加沖裁凹模刃口直壁部分的高度，以增加刃磨次數(shù)：（5）盡量避免模具成形零件截而的急劇變化及尖角過渡，以減小應(yīng)力集中或延緩磨損，防止模具過早損壞；（6）在沖壓成形工序中，模具成形零件的幾何參數(shù)應(yīng)有利于金屬或制件的變形和流動(dòng)，工作表面的粗糙度值盡可能地減小：（7）保持模具的壓力中心與壓力機(jī)、注塑機(jī)或壓鑄機(jī)等成形設(shè)備的壓力中心基本一致。

o 加工工藝的影響模具工作零件需要經(jīng)過車、銑、刨、磨、鉆、冷壓、刻印、電加工、熱處理等多道加工工序。加工質(zhì)量對(duì)模具的耐磨性、抗斷能力、抗黏合能力都有顯著的影響。在模具加工時(shí)可采用合理的加工方法和工藝路線，盡可能通過加工設(shè)各來保證模具的加工質(zhì)量；對(duì)尺寸和質(zhì)量要求均較高的模具零件，應(yīng)盡量采用精密機(jī)床（如坐標(biāo)鏜床、坐標(biāo)磨床等）和數(shù)控機(jī)床（如數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、數(shù)控線切割、數(shù)控電火花機(jī)、加工中心等設(shè)備）加工；消除電加工表面不穩(wěn)定的淬硬層（可用機(jī)械或電解、腐蝕、噴射、超聲波等方法去除），電加工后進(jìn)行回火，以消除加工應(yīng)力；嚴(yán)格控制磨削工藝條件和方法（如砂輪硬度、精度、冷卻、進(jìn)給量等參數(shù)），防止磨削燒傷和裂紋的產(chǎn)生；注意掌握正確的研磨、拋光方法。拋光方向應(yīng)盡量與金屬的變形流動(dòng)方向保持一致，并注意保持模具成形零件形狀的準(zhǔn)確性。

@模具的使用、維護(hù)和保管的影響 一副模具即使設(shè)計(jì)合理、加工裝配精確、質(zhì)量良好，但若使用、維護(hù)及保管不當(dāng)，也會(huì)導(dǎo)致模具變形、生銹、腐蝕，失效加快，壽命降低。為此，需要正確地安裝與調(diào)整模具；在使用過程中，注意保持模具工作 面的清潔，定期清洗模具內(nèi)部，合理潤(rùn)滑與冷卻：對(duì)沖模，應(yīng)嚴(yán)格控制沖裁凸模進(jìn)入凹模的深度，并防止誤送料、沖疊片，還應(yīng)嚴(yán)格控制矯正彎曲、整形、冷擠等工序中上模的下止點(diǎn)位置，以防模具超負(fù)荷：當(dāng)沖裁模出現(xiàn)0．的鈍口磨損時(shí)，應(yīng)立即刃磨，刃磨后要研光，最好使表面粗糙度Ra< 0，1厚模具編號(hào)管理，在專用庫(kù)房里進(jìn)行存放和保管。模具儲(chǔ)藏期間，要注意防銹處理，最好使彈性元件保持松弛狀態(tài)。

3 ·提高沖壓模具壽命的改進(jìn)措施

模具磨損的根本原因是模具零件與制件（或坯料）制件或模具零件之間的相互摩擦作用。降低這種摩擦作用或者提高模具零件耐磨性的途徑都是降低模具的磨損速度、提高模具有效磨損壽命的有效途徑。

合理選擇模具材料模具材料的耐磨性是決定模具零件磨損速度的主要因素之一，材料的耐磨性主要取決于材料的種類和熱處理狀態(tài)。常用模具材料中，以冷作模具用鋼為例，硬質(zhì)合金的耐磨性最高，其次是高碳高鉻工具鋼，再次是低合金工具鋼，碳素工具鋼的耐磨性最低。一般情況下，需要耐磨的模具零件都應(yīng)通過淬火或其他熱處理方法提高材料的硬度。材料越硬，耐磨性就越好。

@提高模具零件表面質(zhì)量首先，要提高模具零件表面的精加工質(zhì)量。零件加工越精細(xì)，表面粗糙度值越小，則模具的磨損速度就越慢，使用壽命就越高。其次，要盡力避免零件表層材料在加工過程中發(fā)生軟化現(xiàn)象，防止材料耐磨性的降低。例如，在磨削加工時(shí)，如果工藝條件選擇不當(dāng)，就會(huì)產(chǎn)生磨削燒傷，使模具的表層材料的硬度降低，大大降低了零件的耐磨性。

潤(rùn)滑處理模具的導(dǎo)柱、導(dǎo)套及其它有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部位應(yīng)經(jīng)常加注潤(rùn)滑油。沖壓加工時(shí)，一般應(yīng)在凸、凹模工作表面或毛坯表面涂覆潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑劑。變形抗力大的沖壓加工，如冷擠壓、厚料拉深、變薄拉深等，應(yīng)對(duì)坯料進(jìn)行表面潤(rùn)滑處理。

@防止粘膜如果制件材料與模具材料制件有較強(qiáng)的親和力，兩者之間會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的黏附作用，甚至相互間在高壓作用下產(chǎn)生冷焊，這就是所謂的粘膜現(xiàn)象。粘膜現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)，將在起模時(shí)導(dǎo)致制件和模具零件表面的材料撕裂脫落，一方面影響制件的表面質(zhì)量，另一方面將使模具零件產(chǎn)生強(qiáng)烈的粘著磨損，同時(shí)脫落的材料顆粒還會(huì)加劇模具零件的磨損。’

因此，無論是對(duì)于制件質(zhì)量，還是對(duì)于模具壽命，粘膜現(xiàn)象都是極為有害的，應(yīng)采取措施加以預(yù)防。預(yù)防粘膜的方法有：采用與制件材料親和力較小的模具材料；采用可靠的潤(rùn)滑措施，防止?jié)櫥ぴ诟邏合卤粩D破；采用滲氮、碳氮共滲等表面處理方法，改變模具零件表層材料的組糾/、幺-士口構(gòu)0

o 合理選擇模具結(jié)構(gòu)參數(shù)和成形工藝條件在保證制件質(zhì)量的前提下，對(duì)于沖裁模適當(dāng)加大凸、凹模間隙，對(duì)于彎曲模、拉深模適當(dāng)加大凸、凹模間隙和凹模口部圓角半徑，對(duì)于冷擠壓模適當(dāng)減小凹模入口角和凸、凹模工作帶高度，以及增加制件的起模斜度，都能提高模具壽命。

@表面強(qiáng)化表面強(qiáng)化的目的是提高模具零件表面的耐磨性。常用的表面強(qiáng)化方法有表面電火花強(qiáng)化、硬質(zhì)合金堆焊、滲氮、碳氮共滲、滲硫處理、表面鍍鉻等。表面電火花強(qiáng)化、硬質(zhì)合金堆焊常用于沖裁模。

4 ·結(jié)束語

沖壓模具在模具設(shè)計(jì)、制造、使用以及維護(hù)保養(yǎng)過程中，應(yīng)該采用先進(jìn)的制造技術(shù)和實(shí)行全面質(zhì)量管理，以及致力于發(fā)展專業(yè)化生產(chǎn)，加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)化工作，不斷提高模具設(shè)計(jì)和制造水平，這樣有利于提高模具壽命。

參考文獻(xiàn)：

[ 1 ]薛敵翔等編著．沖壓模具設(shè)計(jì)制造難點(diǎn)與竅門 [嬪北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003

[ 2 ]蘇偉，姜慶華主編．模具概論[ M]、北京：人民郵電出版社，2012

[ 3 ]翁其金主編，沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì)[ M].（第2版）北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011

[ 4 ]李奇主編．模具材料及熱處理[ M ]、（第3版）北京：北京理工大學(xué)出版社，2012