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1、提高冷冲压模具使用寿命的探析 摘要： 冷冲压模具被机械零部件批量化生产企业广泛应用，因效益最大化的要求，企业都将提高冷冲压模具的使用寿命作为一项重要课题来研究。本文从冷冲模设计教学和生产中的实际经验出发，从影响冷冲压模具使用寿命的几种形式，影响冷冲压模具使用寿命的因素，提高冷冲压模具使用寿命的措施等几方面进行了阐述。 关键词：冷冲压模具 使用寿命 影响因素 改善措施 冷冲压模具是指在冷冲压加工中将材料（金属或非金属）加工成制件（冲压成品）或半成品的一种工艺装备。模具寿命一般可分为设计寿命和使用寿命。在模具设计阶段就应明确该模具适用的生产批量类型或者模具生产制件的总数量，即模具的设计寿命。在正常
2、情况下，模具的使用寿命应大于设计寿命。冷冲压模具的使用寿命，直接关系着产品加工质量和产品加工效率的高低，是影响产品加工经济成本以及产品加工经济效益的重要因素，同时也是衡量冷冲压模具制造水平高低的重要指标。一、影响冷冲压模具使用寿命的几种形式冷冲压模具因磨损或其它形式失效，不可修复而报废之前所加工的产品件数，称为冷冲压模具的使用寿命。 1、断裂凸、凹模在使用过程中出现的折断和裂痕等现象。由于模具的凸、凹模是模具在冲压工作中承受冲压力最大的部分，因此模具凸、凹模在冲压过程中，会出现断裂现象。 2、变形凸、凹模在使用过中发生了形状变形，使被加工出的产品零件，几何形状有所改变，进而影响了被加工零件的尺
3、寸精度与形状要求。 3、磨损凸、凹模与被加工材料之间相互长时间频繁摩擦，造成的磨损。 4、啃刃凸、凹模间隙调整装配不均匀，凸、凹模相邻边缘相互啃咬，造成凸、凹模刃口啃伤。二、影响冷冲压模具使用寿命的主要因素为了提高冲压模具的寿命，必须对已失效的模具进行分析，了解和掌握失效的原因和影响模具寿命的主要因素。1.冷冲压模具材料的影响(1)模具材料性能的影响。各种模具材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性、塑性变形抗力、断裂抗力、冷热疲劳抗力等性能均有所不同，材料的性能必须满足模具的具体使用要求，以免模具的早期失效。 (2)模具钢材冶金质量的影响。若钢中含有强度低、塑性差的非金属夹杂物，则容易形成裂纹源，引起模
4、具早期断裂失效。当钢中的碳化物过多，形成网状、大块状或带状偏析时，将严重降低钢的冲击韧度及断裂抗力，引起模具的断裂、崩块及开裂等。 2. 冷冲压模具结构的影响(1) 模具几何形状的影响。模具的几何形状对成形过程中坯料的流动和成形力产生很大的影响，从而影响模具的寿命。(2) 模具间隙的影响。模具的凸凹模工作间隙不仅影响工件的质量，还影响模具的寿命。例如拉深模的间隙过小将增加摩擦阻力，易擦伤工件表面，并增大了模具的磨损。冲裁模的间隙过小会加剧凸凹模的磨损，降低模具的使用寿命。 (3) 结构形式的影响。模具的结构形式不合理将导致应力集中而断裂失效。 3. 冷冲压模具制造工艺的影响 (1) 锻造工艺的
5、影响。如果锻造工艺不合理，会降低钢材的性能，造成锻造缺陷，形成导致模具早期失效的隐患。常见的锻件表面缺陷有裂纹、折叠、凹坑等。 (2) 加工工艺的影响。切削加工的表面粗糙、几何形状变化连接处不光滑，或留有尖角和加工刀痕，将萌生疲劳裂纹，造成模具疲劳失效。磨削加工时进给量过大、冷却不足则容易产生磨削裂纹和磨削烧伤，减低模具的疲劳疲劳强度和断裂抗力。 4. 冷冲压模具工作条件和使用维护的影响 （1） 被加工材料的影响。被加工材料的强度越高、厚度越大，模具承受的力也越大，模具的寿命相对较低。若被加工材质与模具材料的亲和力大，在冲压成形过程中会和模具发生粘附磨损，降低模具的寿命。 （2）冲压设备特性的
6、影响。冲压设备的刚度和精度对模具的寿命影响极大。如开式压力机为 C 型框架，使用无导向模具时，在冲压力的作用下易产生变形，造成上、下模中心线不重合，模具工作间隙不均，甚至啃刃、崩刃。 （3）润滑条件的影响。良好的润滑条件可以有效降低摩擦力、摩擦热和冲压力，减少模具的磨损。 三、提高冷冲压模具使用寿命的措施 合理的冷冲压模具设计结构、适合的模具选材和高质量的模具加工与装配调试过程，是提高冷冲压模具使用寿命的基础。 1、优化冷冲压模具结构合理的模具设计结构，是保证模具使用寿命的必备前提。 （1）模具的使用寿命与合理的结构设计有着很大的关系，设计之初，在保证模具其他设计要求外，须保证模具的韧性、钢度
7、与强度，以确保模具在冲裁过程中模具的凸、凹模及其他结构件不至于因受冲裁力影响而发生的变形、损坏或增加磨损程度。 （2）模具设计应尽可能采用带导向的模具设计，同时还应考虑模具设计间隙，设计间隙过小或过大也会增加凸、凹模磨损程度，从而导致模具损坏，使用寿命降低。 （3）综合考虑模具的紧固方式和定位方式，加强模具零部件的紧固程度和合理的接触面积，以保证模具整体的制造精度与质量，尤其是带有加强筋、加强板等的设计都会提高模具的整体韧性、刚性和强度。 （4）适当增加有效刀口的使用长度。在冲床设备闭合高度、凸模强度、凹模形腔内存料等允许的范围内增加长度或厚度，用于增加磨床刃磨凸凹模的刀口的次数。 2、合理设
8、计冷冲压模具凸、凹模间隙模具冲裁间隙的大小，是直接影响被冲压件质量、模具的使用寿命以及冲压力的大小。因此正确的掌握模具凸、凹模间隙设计，会使模具的使用寿命成倍的增加。 （1）模具设计所选用的间隙值应能保证使冲裁力和卸料力舍得。 （2）首选设计手册中的参考数值，同时根据具体情况，在产品质量允许的范围内，将凸、凹模间隙适当放大，这样凸、凹模的磨损程度会大为减轻。 （3）凸、凹模间隙过大会造成成品件光亮带的减少，在保证成品件端面质量的情况下合理控制间隙。 3、正确的模具选材为提高模具的使用寿命，正确的选择模具材料是很重要的。实际中，可根据被冲裁产品的批量大小来决定模具材料的材质。（1） 批产量大时，
9、选用材料的材质，要选韧性好、强度高、钢性及耐磨性较高的模具材料。批产量小时，则可选一般的模具材料。（2） 根据被冲压材料的材料性质，被冲压件的质量要求，决定模具的选材。模具冲压件尺寸公差要求高，模具间隙要求较小，模具的凸、凹模与冲压件摩擦较大时，可选用耐磨性高和有足够韧性材料。同时还应考虑冲裁材料不同的强度和韧性，冲压设备的具体情况等。 4、合理的冷冲压模具热处理工艺要提高模具的使用寿命，对不同材质，不同性能的材料进行合理的热处理工艺处理，是不可缺少的一个关键且重要的环节。（1） 淬火过程中，如若加热温度过高，会使凸、凹模淬火过硬造成脆性过大易折断碎裂，淬火硬度过高或淬火层过深，在冷却时还容易
10、变形开裂，或隐形裂纹深藏不易被发现，降低模具的使用寿命。（2） 淬火过程中加热温度不够，淬火的硬度或深度达不到工艺技术要求，凸、凹模受力后易变形，降低模具使用寿命。 5、冷冲压模具加工与装配质量 在模具加工装配过程中，必须保证模具的加工精度与质量，不同的加工精度与不同的质量，对模具的使用寿命有很大的影响。 （1）提高设计人员的技术水平和工人技能，严格质量控制，增加审核、检验手段，提高模具制造质量。尤其是设计人员要有实际生产的感性认识，同时要跟上时代的步伐。 （2）模具多选用标准模架。如自制模架，装配过程中，要确保导柱、导套精度，导柱、导套滑动自如间隙合理。充分理解公差配合和形位公差的内在含义。
11、 （3）凸、凹模装配时，间隙调整要求均匀，凸、凹模表面的光洁度要达到设计要求，要保证各零部件的平行度与垂直度。模具钳工的操作技能要有保证，否则模具质量无法达到设计要求。6、冷冲压模具的使用和保养为了使模具能正常生产，提高冲压件质量，降低成本，延长冲模寿命，因而要正确使用和合理维护模具。其工作内容包括模具的正确安装与调试；凸模进入凹模深度；校正弯曲、冷挤、整形等工序；上模的下止点调整；还要注意及时复磨、研光模具刃口等。 （1）模具在使用时，应正确的选择适宜的、精度较高的冲压设备，以及适合的冲压力。 （2）加强对试模的管理，选择有经验的技术工人进行试模，使问题暴露得充分些，减少试模次数。 （3）为减少磨损，在被冲压板材（零件）、凸、凹模上涂抹适合的润滑剂，以降低模具的磨损程度和摩擦力。 （4）提高工人技能，正确的使用冲压设备和模具，及时复磨、研光模具刃口。 （5）模具不用期间，要做好封存，妥善保护。长期不用的模具要在凸、凹模表面涂油防锈。参考文献：（1） 赵孟栋 冷冲模设计 机械工业出版社 2009.3（2） 浦学西 模具结构 中国劳动社会保障出版社 2008.5（3）梁胜 如何提高冷冲压模具使用寿命 科协论坛 2010（2）（4）影响冲压模具寿命的因素及提高冲模寿命的措施 机械专家网 2007(11)
