提高多角度樣板沖模壽命的途徑

陳兵

摘 要：通過(guò)對(duì)影響模具壽命的各方面因素進(jìn)行分析，提供了兩種如何提高模具壽命的方法和建議。

關(guān)鍵詞：模具結(jié)構(gòu)；模具失效；使用壽命；模具維修

現(xiàn)今冷沖模在社會(huì)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，所以對(duì)冷作模具沖壓的性能要求也越來(lái)越高。企業(yè)要適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，就必須提高模具的精度與使用壽命。在生產(chǎn)過(guò)程中，提高模具壽命是一個(gè)復(fù)雜的綜合性問(wèn)題，模具技術(shù)反映在模具設(shè)計(jì)和制造上，而模具壽命除與上述兩個(gè)環(huán)節(jié)有關(guān)，還與使用環(huán)節(jié)有關(guān)。

沖壓模具工作時(shí)要承受沖擊、振動(dòng)、摩擦、高壓和拉伸、彎曲等負(fù)荷，甚至在較高的溫度下工作（如冷擠壓），工作條件復(fù)雜，易發(fā)生磨損、疲勞、斷裂、變形等現(xiàn)象。模具的早期失效形式多為凸模斷裂，塑性變形，局部嚴(yán)重磨損等。影響模具壽命的因素較多，涉及面廣，下面僅從模具設(shè)計(jì)與制造、模具維修保養(yǎng)兩個(gè)方面探討提高模具壽命的措施。

1 模具設(shè)計(jì)與制造時(shí)的注意點(diǎn)

模具結(jié)構(gòu)（如圖1-1所示）對(duì)模具受力狀態(tài)的影響很大，合理的模具結(jié)構(gòu)能使模具工作時(shí)受力均勻，不易偏載，應(yīng)力集中小。模具設(shè)計(jì)的原則是保證足夠的強(qiáng)度、剛度、同心度、對(duì)中性和合理的沖裁間隙，并減少應(yīng)力集中，以保證由模具生產(chǎn)出來(lái)零件符合設(shè)計(jì)要求。因此對(duì)模具的主要工作零作（如沖模的凸、凹模等）要求其導(dǎo)向精度高、同心度和中性好及沖裁的間隙合理。針對(duì)多角度樣板模具的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程分析提出幾點(diǎn)注意要求。

1-打桿 2-模柄 3-推板 4-帶肩推桿 5-沖孔凸模 6-落料凹模 7-推件塊 8-卸料板 9-卸料螺釘10-凸凹模 11-擋料銷 12-導(dǎo)料銷

1-1

沖裁件如圖1-2所示，其外形為多角度薄片，中間有一個(gè)Φ8的孔。裝在上模部分的有落料凹模6與沖孔凸模5，通過(guò)沖孔凸模固定板，墊板用螺釘和定位銷與上模座固定在一起。裝在下模部分的凸凹模10通過(guò)固定板與下模座固定在一起。

上、下模采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向，導(dǎo)柱布置在模座中間。在沖裁后，為了完成推件與卸料，在上模部分還裝有打桿1與推板3組成的剛性推件系統(tǒng)，而在下模部分則裝有卸料板8、卸料螺釘9與彈簧組成彈性卸料系統(tǒng)。

沖裁時(shí)，彈性卸料板8先壓住條料起校平作用。繼續(xù)下行時(shí)，落料凹模6將彈性卸料板壓下，套入落料凸模中，沖孔凸模5也進(jìn)入沖孔凹模中，于是同時(shí)完成沖孔與落料。當(dāng)上模回程時(shí)，彈性卸料板8在彈簧作用下將條料從凸凹模10上卸下，而打桿1受到壓力機(jī)橫桿的推動(dòng)，通過(guò)推板3，帶肩推桿4和推件塊3將沖件從落料凹模6中自上而下推出，沖孔廢料則直接由凸凹?？字新涞綁毫C(jī)臺(tái)面下。

①.對(duì)小孔、尖角、等薄弱部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，為了減少應(yīng)力集中，要以圓弧過(guò)渡，圓弧半徑R可取1～3mm。如多角度樣板的凸模設(shè)計(jì)應(yīng)盡量將尖角設(shè)計(jì)成小圓角，這樣不僅可以有效控制尖角裂紋的產(chǎn)生，且有效的提高了凸模的使用壽命。

②.合理增大間隙，改善凸模工作部分的受力狀態(tài)，使沖裁力、卸件力和推件力下降，凸、凹模刃口磨損減少。

③.整體模具的凹圓角半徑很小易造成應(yīng)力集中，并引起開裂，對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的凹模一般采用鑲拼結(jié)構(gòu)，這樣不僅降低了加工難度，且減少了應(yīng)力集中。

④.排樣方式與搭邊值大小對(duì)模具壽命的影響很大，過(guò)小的搭邊值，往往是造成模具急劇磨損和凸、凹?？袀闹饕?。從節(jié)約材料出發(fā)，搭邊值愈小愈好，但搭邊值小于一定數(shù)值后，對(duì)模具壽命和剪切表面質(zhì)量不利。在沖裁中有可能被拉入模具間隙中，使零件產(chǎn)生毛刺，甚至損壞模具刃口，降低模具壽命。因此在考慮提高材料利用率的同時(shí)，必須根據(jù)零件產(chǎn)量、質(zhì)量和壽命，確定排樣方法和搭邊值。

2 修理與日常維護(hù)工作

在沖壓生產(chǎn)中，模具的修理和日常維護(hù)作業(yè)至關(guān)重要 ，為了保護(hù)正常生產(chǎn)，提高沖壓件質(zhì)量，降低成本，延長(zhǎng)沖壓模具壽命，必須對(duì)模具進(jìn)行日常保養(yǎng)，確保正確使用和刃磨維修。

①.做好沖模的日常保養(yǎng)、維護(hù)工作， 注意保持棋具的清潔和合理的潤(rùn)滑，嚴(yán)格執(zhí)行沖?！叭龣z查”制度（使用前檢查，使用過(guò)程中檢查與使用后檢查）。

②.修理間隙變大的凸凹模，先用適當(dāng)尺寸的塊規(guī)檢測(cè)凸凹模間隙，若間隙不大，只需把刃口平面磨鋒再用油石修整，若間隙過(guò)大，可先用氧-乙炔氣焊加熱發(fā)紅，局部鍛打，對(duì)沖孔模應(yīng)敲擊凹模刃口周邊，以保證凸模尺寸，對(duì)落料模應(yīng)敲擊凸模，以保證凹模尺寸。敲擊延展尺寸均勻后可停止敲擊，但仍繼續(xù)加熱幾分鐘以消除內(nèi)應(yīng)力，冷卻后再用壓印銼修法重新調(diào)整間隙，并用火焰表面淬火。

③.沖模刃磨修理： 刃磨可以有效地提高沖模的壽命，節(jié)省模沖壓生產(chǎn)中對(duì)模具進(jìn)行合理的具費(fèi)用，大幅度降低產(chǎn)品成本。

當(dāng)沖模刃口磨損到一定程度時(shí)，原本鋒利的刃口變鈍了，通常鈍化形式有三種，會(huì)造成沖裁件毛刺過(guò)大，尺寸與形位精度下降。因此，模具必須進(jìn)行刃磨，以恢復(fù)其鋒利的沖裁刃口。減小沖裁毛刺和尺寸與形位偏差，改善成形件表面質(zhì)量。如果不及時(shí)刃磨模具，會(huì)因?yàn)橥涎尤心r(shí)間，使得已經(jīng)磨鈍的刃口遭受堅(jiān)硬、過(guò)大、過(guò)厚毛刺的劇烈摩擦，形成模具惡性循環(huán)的過(guò)度磨損，導(dǎo)致要以幾倍刃磨量才能夠使刃口恢復(fù)鋒利，大大縮短模具的壽命。當(dāng)制件的毛刺即將超出允許毛刺高度時(shí)，應(yīng)立即停止生產(chǎn)，對(duì)模具進(jìn)行刃磨。在生產(chǎn)實(shí)際中，現(xiàn)場(chǎng)工人習(xí)慣憑手感確定制件毛刺大小并確定刃磨時(shí)機(jī)，這樣操作誤差較大。最好通過(guò)檢測(cè)制件的毛刺高度及厚度、毛刺分布均勻程度、沖件尺寸與形位精度及沖切面質(zhì)量等，來(lái)掌握刃口磨損情況、刃變鈍程度，從而確定模具的最佳刃磨時(shí)機(jī)。必要時(shí)亦可更換細(xì)小的沖孔與落料凸模。

④.模具的潤(rùn)滑：沖壓模具的工作溫度可分為低溫、常溫或交變溫度等幾種狀態(tài)，溫度對(duì)鋼的耐磨性有相當(dāng)大的影響。通常在250度以下時(shí)主要為氧化磨損，即沖壓模具對(duì)接件或沖壓模具與工件之間相對(duì)摩擦，形成氧化膜并反復(fù)形成和剝落，磨損量較小；250度到300度之間時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)檎持p，磨損量達(dá)到最大值；高于300度又轉(zhuǎn)化為氧化磨損為主，磨損量趨向減小，但溫度過(guò)高時(shí)，沖壓模具硬度明顯下降，粘著現(xiàn)象加重，甚至形成較大面積燒結(jié)和熔融磨損。

沖壓工作時(shí)，模具因受熱而升溫，隨著溫度的上升，模具的強(qiáng)度下降，易產(chǎn)生塑性變形。同時(shí)，模具同工件接觸的表面與非接觸表面溫度有差別，在模具中造成溫度應(yīng)力。潤(rùn)滑模具與坯料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面，可減少模具與坯料的直接接觸，減少磨損，降低成形力。同時(shí)，潤(rùn)滑劑還能在一定程度上阻礙坯料向模具傳熱，降低模具溫度，對(duì)提高模具壽命都是有利的。

3 結(jié)束語(yǔ)

在沖壓模具的設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)全過(guò)程中，應(yīng)用先進(jìn)制造工藝技術(shù)和實(shí)行全面質(zhì)量管理，是提高模具壽命的有效保證，并且致力于發(fā)展專業(yè)化生產(chǎn)，加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)化工作，除零件標(biāo)準(zhǔn)化外，還有設(shè)計(jì)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、組合形式標(biāo)準(zhǔn)化、加工方法標(biāo)準(zhǔn)化等，不斷提高模具設(shè)計(jì)和制造水平，有利于提高模具壽命。

參考文獻(xiàn)

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[2]《冷沖壓技術(shù)問(wèn)答 》 機(jī)械工業(yè)出版社

[3]《沖模設(shè)計(jì)編寫組 》 機(jī)械工業(yè)出版社