影響不銹鋼級進模壽命的因素及對策

許小東，陳大川

（廣東澳利堅建筑五金有限公司，廣東汕頭 515041）

影響不銹鋼級進模壽命的因素及對策

許小東，陳大川

（廣東澳利堅建筑五金有限公司，廣東汕頭 515041）

根據不銹鋼級進模的特點，從沖壓件工藝性，模具結構，模具材料，模具的熱處理工藝、模具加工工藝，正確使用、維護和保養模具等六個方面，探討了影響不銹鋼級進模壽命的因素以及提高模具壽命的有效途徑。

不銹鋼；級進模；模具壽命

304、201 不銹鋼由于韌性好，硬度高，在沖壓上比普通碳鋼板難度大，特別是厚度達到3.0 mm以上的不銹鋼板料，其難度更大。為提高生產效率，現在普遍采用連續級進方式加工生產，其模具壽命的長短，影響著企業的經濟效益，研究影響不銹鋼級進模壽命的因素，顯得尤為重要。

由于不銹鋼韌性高，硬度強，模具沖壓時，凹凸模會出現粘附磨損，使磨損加快，因此要求模具耐磨性高，抗粘附性好，并能保持良好的潤滑。級進模在連續工作狀態下，凹、凸模在反復交變應力作用下，在沖壓一定數量零件后，會產生疲勞裂紋，致使模具失效。影響不銹鋼級進模壽命的因素較多，主要因素有：沖壓件工藝性，模具結構，模具材料，模具的熱處理工藝、模具加工工藝，正確使用、維護和保養模具[1]。

1 沖壓件工藝性

（1）選擇合理的工藝搭邊，一般情況下，搭邊要大于材料厚度，搭邊越小，凸模磨損越大。

（2）零件盡量避免出現尖角，一般情況下，R/T≥0.5較好（R為圓角半徑，T為板厚）。R角越小，模具出現磨損、斷裂的幾率越大。

（3）合理潤滑，潤滑在不銹鋼級進模起著非常大的作用，實踐證明，良好的潤滑能顯著提高模具的壽命。

2 模具結構

（1）提高模架的剛性，適當增加上下模座的厚度，采用滾珠導柱，適當加大導柱、導套直徑。

（2）選用合理的模具間隙，在滿足零件質量情況下，盡量采用大的凹凸模間隙，以減少凸模磨損。模具在工作狀態下，其間隙要保持均勻。

（3）凹凸模盡量避免出現截面的急劇變化，以減少應力集中，對于截面急劇變化的凹凸模，應以較大的圓角半徑和錐度過渡。

（4）盡量減短凸模進入凹模工作部分長度，增大其固定部分直徑，較小而長的凸模應設計保護套。

（5）對于尺寸較小的沖頭，其與上模固定宜采用夾塊螺絲夾緊固定方式（如圖1所示），不宜采用傳統的吊裝方式。

對于應力集中而容易開裂的凹模，模具一般情況下應做成鑲拼結構，以方便更換。

圖1 沖頭夾塊固定示意圖

3 模具材料

模具材料是關系到不銹鋼級進模壽命的關鍵因素，好的材料，其耐磨性、韌性、硬度等性能指標較好，但價格昂貴。價格便宜的材料，其性能指標較差。因此，設計模具時，應充分考慮零件的批量大小，選用合適的模具材料，才能達到最好的經濟效益。

現將常用的模具材料介紹如下∶(1)SKD11是常用的高鉻高碳工具鋼，具有較好的淬透性、淬硬性和良好的耐磨性，熱處理變形小等優點，但碳化物偏析嚴重;（2）DC53是日本大同特殊鋼對SKD11進行改良的新型冷作模具鋼，它克服了SKD11高溫回火硬度和韌性不足的弱點，將在通用及精密模具領域全面取代SKD11的高強韌性通用冷作模具鋼；（3）SKH-9是高速度工具鋼，其碳化物組織細微，均勻，整齊，分布良好，耐磨性和韌性方面比較均衡；（4）ASP23是鉻鉬釩粉末高速鋼，它是瑞典一勝百的典型代表，具有高耐磨性、高抗壓強度、韌性好、熱處理的尺寸穩定性好、抗回火軟化性好、非常好的淬透性。

對零件質量要求高，采用鑲拼的級進模，其模板材料宜采用Cr12MoV制作，以延長模具壽命。

4 模具的熱處理工藝

（1）采用真空熱處理，可有效防止模具變形，氧化及脫碳，淬火后回火不能低于三次。

（2）采用表面強化處理工藝，使模具“內柔外剛”，以此提高模具的耐磨性、抗疲勞強度及抗粘性。常用的方法有氮化、滲碳、滲硼、鍍鈦、離子注入等。

（3）采用深冷處理，以提高模具的耐磨性。

（4）采用噴丸、滾壓、高頻淬火等表面硬化處理，以提高模具的抗疲勞強度。

5 模具加工工藝

（2）磨削采用小的進給量，以防止燒傷。

（3）在保證零件精度要求下，凹凸模盡量采用大的間隙，以防止模具磨損加劇。

（4）使模具的受拉力方向與模具材料的纖維方向一致。

（5）研磨、拋光方向與變形金屬的流動方向一致。

6 正確使用、維護和保養模具[2]

（1）合理潤滑與冷卻。

（2）防止誤送料，模具在設計時有誤送裝置最好。

（3）正確安裝和調整模具，控制好凸模進入凹模深度，以能切斷工件為好，盡量減小凸模工作部分。

從辛鎮-廣利地區探井的測試結果看，壓力受構造控制明顯，多條北東向斷層構成王家崗斷裂帶泄壓明顯，控制了超壓邊界，西北洼陷區域壓力系數大于1.6，辛176地區則達到1.8，向南越過王家崗斷裂帶迅速過渡為常壓（圖3）。地層壓力與構造、儲層一起，控制了本區的油氣成藏，為流體的運移提供了重要的運移動力。

（4）選用JH21等高剛性、導向準確的沖壓機。沖壓機的額定壓力應大于模具的沖壓工藝力30%以上，模具的壽面可相應提高。

（5）模具的工作面必須保持清潔。

（6）模具存放時，應使上下模保持一定的間隙，以保護刃口。

（7）當出現剪口磨損時，應立即刃磨剪口，避免模具急劇磨損。

（8）建立模具檔案，模具進出模具倉庫要有登記記錄，實行模具首末檢制度，首件工件要檢驗合格才能生產，末件工件要檢驗，入庫前模具要檢驗沒問題，才能入庫。

7 結論

對不銹鋼厚板連續沖壓來講，提高模具壽命具有非常大的意義，如何提高不銹鋼級進模的使用壽命，是一個較為復雜的問題，要根據生產實際情況，具體問題具體分析。沖壓件設計時要考慮合理的工藝性，模具設計要充分、合理，模具材料選用要充分考慮經濟性，好的熱處理工藝能大大提高模具的使用壽命，模具的加工工藝、正確使用、維護和保養也是提高模具壽命的有效途徑。

［1］馬在姣，薛森.提高沖壓模具壽命的有效途徑［J］.江漢石油職工大學學報，2008，21（4）：94-96.

［2］許映高.沖壓模具的合理使用和維護管理要求［J］.機械工人：冷加工，2006（1）：48-49.

［3］模具鋼-供應SKD11模具鋼、DC53冷作模具鋼SKD11［EB/OL］.2014-04-28.

(編輯：王智圣)

圖4 主軸控制單元電路

圖5 主要參數關系圖

4 總結

機床數控升級改造中，在機床安裝、系統各參數按要求設置完成之后，首先對機床主軸、坐標軸各個部分進行功能測試，然后進行機電整機聯調以及加工精度檢測。從實際加工使用情況來看，改造后的機床功能豐富、性能穩定可靠、操作方便，加工精度和效率明顯提高，能適應更廣泛的加工要求，與購買同檔次的全新數控機床相比，所用成本大大降低。

參考文獻：

［1］賀大松.GS30數控車床機電一體化改造研究［J］.裝備制造技術，2012（5）：146-149.

［2］呼剛義，王麗潔.基于華中數控系統的ZJK7532A數控鉆銑床升級改造［J］.制造業自動化，2011（11）：146-148.

［3］孟俊煥.經濟型數控機床改造的優化方案研究［J］.機床與液壓，2005（7）：200-201.

［4］張魁林.數控機床故障診斷［M］.北京：機械工業出版社，2002.

［5］王麗潔.數控機床故障診斷與維修實訓［M］.北京：機械工業出版社，2011.

第一作者簡介：王麗潔，女，1973年生，內蒙古包頭人，碩士，副教授。研究領域：機械制造及其自動化。已發表論文15篇。

(編輯：阮 毅)

Factors Analysis and Improvement about Life of Stainless Steel Progressive Die

XU Xiao-dong，CHEN Da-chuan
（Guangdong Aurican Architectural Hardware Co.，Ltd.，Shantou515041，China）

According to the characteristics of the stainless steel progressive die，the paper probed into the factors and method to improve the life of die， such as technology stamping， die structure，die material， die heat treatment process， die manufacturing technology，working conditions and the use of maintenance and so on.

stainless steel；progressive die；die life

TG76

A

1009－9492(2014)07－0198－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.07.055

許小東，男，1971年生，廣東揭陽人，大學本科，工程師。研究領域：建筑門窗五金精密構件開發與制造。已發表論文1篇。

2014－06－13