淺談提高模具壽命的途徑

摘 要：模具是用來(lái)成型各種工業(yè)產(chǎn)品的一種重要工藝裝備，是機(jī)械制造工業(yè)成型毛坯或零件的一種手段。模具壽命的高低是衡量模具質(zhì)量的重要指標(biāo)，解析影響模具壽命的因素，探討提高模具壽命的方法和途徑。

關(guān)鍵詞：模具壽命；提高；途徑

一、 模具壽命的基本概念

模具壽命是指在保證制件品質(zhì)的前提下，模具所能達(dá)到的生產(chǎn)次數(shù)（沖壓次數(shù)、成型次數(shù)）。它包括反復(fù)刃磨和更換易損件，直至模具的主要部分更換所成形的合格制件總數(shù)，模具壽命的定義模具壽命是首次壽命與各次修模壽命的總和。模具壽命的高低是衡量模具質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，它不僅影響產(chǎn)品的質(zhì)量，而且還影響著生產(chǎn)率和成本。在工業(yè)產(chǎn)品飛速發(fā)展帶動(dòng)模具工業(yè)快速發(fā)展的新時(shí)代，從模具發(fā)展的總趨勢(shì)可以看出，無(wú)論是模具的大型化、復(fù)雜化還是高精度、高效率，都依賴于模具壽命的提高。

二、 模具壽命的影響因素

（一） 模具的結(jié)構(gòu)

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)能使模具工作時(shí)受力均勻，不易偏載，應(yīng)力集中小。工作部位圓角半徑的大小，不僅對(duì)成形過(guò)程及成形件品質(zhì)有影響，也對(duì)模具的失效形式及壽命產(chǎn)生影響。模具結(jié)構(gòu)形式繁多差別很大，工作環(huán)境也不盡相同。

（二） 模具的工作條件

成型件的材料：材質(zhì)成形件的材料有金屬和非金屬。一般來(lái)講，非金屬材料的強(qiáng)度低，所需的成形力小，模具受力小，模具壽命高。因此，金屬件成形模比非金屬成形模的壽命低。

成型溫度：在成形高溫工件時(shí)，模具因接受熱量而升溫，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差別很大，在模具中造成溫度應(yīng)力。

成型設(shè)備：設(shè)備的精度與剛度模具成型工件的力是由設(shè)備提供的，在成形過(guò)程中，設(shè)備因受力將產(chǎn)生彈性變形。速度設(shè)備對(duì)模具及工件的作用力是在一段時(shí)間內(nèi)逐漸增加的，設(shè)備速度影響施力過(guò)程。設(shè)備速度愈高，模具在單位時(shí)間內(nèi)受的沖擊力愈大（沖量大）；時(shí)間愈短，沖擊能量來(lái)不及遞和釋放，易集中在局部，造成局部應(yīng)力超過(guò)模具材料的屈服應(yīng)力或斷裂強(qiáng)度。因此，設(shè)備速度越高，模具越易斷裂或塑性變形失效。

（三） 模具的維護(hù)和管理

模具安裝在相應(yīng)設(shè)備工作之前、工作之后和工作間隙停頓時(shí)的維護(hù)稱為現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)。需要預(yù)熱、間歇工作時(shí)的保溫、停工時(shí)的緩冷。模具從設(shè)備上拆下來(lái)的維修稱為非現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)。需要去應(yīng)力退火、超前修模。模具的管理模具在制作和使用等過(guò)程中要嚴(yán)格按要求進(jìn)行，生產(chǎn)中則指模具有安裝、調(diào)試、拆卸、運(yùn)行保管時(shí)要遵守規(guī)則，避免因認(rèn)為的疏忽而帶來(lái)模具的損傷。

三、 提高模具壽命的途徑

（一） 模具的設(shè)計(jì)

首先制件的設(shè)計(jì)要合理，盡可能選用最好的結(jié)構(gòu)方案，制件的設(shè)計(jì)者要考慮到制件的技術(shù)要求及其結(jié)構(gòu)必須符合模具制造的工藝性和可行性。模具的設(shè)計(jì)是提高模具壽命的最重要的途徑，需要考慮到很多因素，包括模具材料的選用，模具結(jié)構(gòu)的可使用性及安全性，模具零件的可加工性及模具維修的方便性，這些在設(shè)計(jì)之初應(yīng)考慮周全。

（二） 模具的制造

模具制造過(guò)程中的加工方法和加工精度也會(huì)影響到模具的使用壽命。各零部件的精度直接影響到模具整體裝配情況，除掉設(shè)備自身精度的影響外，需通過(guò)改善零件的加工方法，提高鉗工在模具磨配過(guò)程中的技術(shù)水平，來(lái)提高模具零件的加工裝配精度。因此，為保證模具具有良好的精度，在制造過(guò)程中首先要合理選擇高精度的加工方法，如電火花、線切割、數(shù)控加工等等，同時(shí)應(yīng)注意模具的精度檢查，包括模具零件的加工精度、裝配精度及通過(guò)試模驗(yàn)收工作綜合檢查模具的精度，在檢查時(shí)盡量選用高精度的測(cè)量?jī)x器，對(duì)于那些成形表面曲面結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具零件，若用普通的直尺、游標(biāo)卡就無(wú)法達(dá)到精確的測(cè)量數(shù)據(jù)，這時(shí)就需選用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x之類的精密測(cè)量設(shè)備，來(lái)確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（三） 模具的熱處理

主要成形零部件應(yīng)進(jìn)行表面強(qiáng)化，以提高模具零件表面耐磨性，從而更好地提高模具壽命。對(duì)于表面強(qiáng)化，要根據(jù)不同用途的模具，選用不同的強(qiáng)化方法。例如：沖裁模可采用電火花強(qiáng)化、硬質(zhì)合金堆焊等，以提高模具零件表層的耐磨性和抗壓強(qiáng)度；壓鑄模、塑料模等熱加工模具鋼零件可采用滲氮處理，以提高零件的耐磨性、耐熱疲勞性和耐磨蝕性；拉深模、彎曲模可采用滲硫處理，以減少摩擦系數(shù)，提高材料的耐磨性；碳氮共滲可應(yīng)用于各類具的表面強(qiáng)化處理。

（四） 模具的使用與維護(hù)

正確使用與維護(hù)好模具是提高模具壽命的重要因素。模具的安裝調(diào)試方式應(yīng)恰當(dāng)，在有熱流道的情況下，電源接線要正確，冷卻水路要滿足設(shè)計(jì)要求，模具在生產(chǎn)中注塑機(jī)、壓鑄機(jī)、壓力機(jī)的參數(shù)需與設(shè)計(jì)要求相符合等等。在正確使用模具的同時(shí)，還需對(duì)模具進(jìn)行定期維護(hù)保養(yǎng)，模具的導(dǎo)柱、導(dǎo)套及其他有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部位應(yīng)經(jīng)常加注潤(rùn)滑油，對(duì)于鍛模、塑料模、壓鑄模之類模具在每模成形前都應(yīng)將潤(rùn)滑劑或起模劑噴涂于成形零件表面。對(duì)模具進(jìn)行有計(jì)劃的防護(hù)性維護(hù)，并通過(guò)維護(hù)過(guò)程中的數(shù)據(jù)處理，則可預(yù)防模具在生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，還可提高模具壽命。

總之，要提高模具的壽命，首先必須在每個(gè)環(huán)節(jié)都要考慮到對(duì)模具壽命的影響，隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新、新材料的廣泛采用、加工工藝的不斷變革，使用與維護(hù)條件的差異等，都不同程度地影響模具的壽命，模具壽命的涉及面很廣泛，相當(dāng)復(fù)雜，提高模具壽命的方法和途徑有很多。

參考文獻(xiàn)：

[1]程培源.模具壽命與材料[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[2]張正修.模具產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策[J].五金科技，2005.

[3]鐘佩思，沈友徽，馬靜敏，等.模具先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)綜述[J].模具制造，2005.

[4]李德群，肖祥芷.模具CAD/CAE/CAM的發(fā)展概況及趨勢(shì)[J].模具工業(yè)，2005.

作者簡(jiǎn)介：

肖力，湖南省株洲市，湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院。