提高多角度樣板沖模壽命的途徑

陳兵

摘 要：通過對影響模具壽命的各方面因素進行分析，提供了兩種如何提高模具壽命的方法和建議。

關鍵詞：模具結構；模具失效；使用壽命；模具維修

現今冷沖模在社會中的應用越來越廣泛，所以對冷作模具沖壓的性能要求也越來越高。企業要適應市場經濟的發展，就必須提高模具的精度與使用壽命。在生產過程中，提高模具壽命是一個復雜的綜合性問題，模具技術反映在模具設計和制造上，而模具壽命除與上述兩個環節有關，還與使用環節有關。

沖壓模具工作時要承受沖擊、振動、摩擦、高壓和拉伸、彎曲等負荷，甚至在較高的溫度下工作（如冷擠壓），工作條件復雜，易發生磨損、疲勞、斷裂、變形等現象。模具的早期失效形式多為凸模斷裂，塑性變形，局部嚴重磨損等。影響模具壽命的因素較多，涉及面廣，下面僅從模具設計與制造、模具維修保養兩個方面探討提高模具壽命的措施。

1 模具設計與制造時的注意點

模具結構（如圖1-1所示）對模具受力狀態的影響很大，合理的模具結構能使模具工作時受力均勻，不易偏載，應力集中小。模具設計的原則是保證足夠的強度、剛度、同心度、對中性和合理的沖裁間隙，并減少應力集中，以保證由模具生產出來零件符合設計要求。因此對模具的主要工作零作（如沖模的凸、凹模等）要求其導向精度高、同心度和中性好及沖裁的間隙合理。針對多角度樣板模具的結構和工作過程分析提出幾點注意要求。

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Φ8的孔。裝在上模部分的有落料凹模6與沖孔凸模5，通過沖孔凸模固定板，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通過固定板與下模座固定在一起。

上、下模采用導柱導套導向，導柱布置在模座中間。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，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。

沖裁時，彈性卸料板8先壓住條料起校平作用。繼續下行時，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也進入沖孔凹模中，于是同時完成沖孔與落料。當上模回程時，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受到壓力機橫桿的推動，通過推板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模孔中落到壓力機臺面下。

①.對小孔、尖角、等薄弱部位進行補強，為了減少應力集中，要以圓弧過渡，圓弧半徑R可取1～3mm。如多角度樣板的凸模設計應盡量將尖角設計成小圓角，這樣不僅可以有效控制尖角裂紋的產生，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，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力集中，并引起開裂，對于結構復雜的凹模一般采用鑲拼結構，這樣不僅降低了加工難度，且減少了應力集中。

④.排樣方式與搭邊值大小對模具壽命的影響很大，過小的搭邊值，往往是造成模具急劇磨損和凸、凹模啃傷的主要原因。從節約材料出發，搭邊值愈小愈好，但搭邊值小于一定數值后，對模具壽命和剪切表面質量不利。在沖裁中有可能被拉入模具間隙中，使零件產生毛刺，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，必須根據零件產量、質量和壽命，確定排樣方法和搭邊值。

2 修理與日常維護工作

在沖壓生產中，模具的修理和日常維護作業至關重要 ，為了保護正常生產，提高沖壓件質量，降低成本，延長沖壓模具壽命，必須對模具進行日常保養，確保正確使用和刃磨維修。

①.做好沖模的日常保養、維護工作， 注意保持棋具的清潔和合理的潤滑，嚴格執行沖模“三檢查”制度（使用前檢查，使用過程中檢查與使用后檢查）。

②.修理間隙變大的凸凹模，先用適當尺寸的塊規檢測凸凹模間隙，若間隙不大，只需把刃口平面磨鋒再用油石修整，若間隙過大，可先用氧-乙炔氣焊加熱發紅，局部鍛打，對沖孔模應敲擊凹模刃口周邊，以保證凸模尺寸，對落料模應敲擊凸模，以保證凹模尺寸。敲擊延展尺寸均勻后可停止敲擊，但仍繼續加熱幾分鐘以消除內應力，冷卻后再用壓印銼修法重新調整間隙，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，節省模沖壓生產中對模具進行合理的具費用，大幅度降低產品成本。

當沖模刃口磨損到一定程度時，原本鋒利的刃口變鈍了，通常鈍化形式有三種，會造成沖裁件毛刺過大，尺寸與形位精度下降。因此，模具必須進行刃磨，以恢復其鋒利的沖裁刃口。減小沖裁毛刺和尺寸與形位偏差，改善成形件表面質量。如果不及時刃磨模具，會因為拖延刃磨時間，使得已經磨鈍的刃口遭受堅硬、過大、過厚毛刺的劇烈摩擦，形成模具惡性循環的過度磨損，導致要以幾倍刃磨量才能夠使刃口恢復鋒利，大大縮短模具的壽命。當制件的毛刺即將超出允許毛刺高度時，應立即停止生產，對模具進行刃磨。在生產實際中，現場工人習慣憑手感確定制件毛刺大小并確定刃磨時機，這樣操作誤差較大。最好通過檢測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量等，來掌握刃口磨損情況、刃變鈍程度，從而確定模具的最佳刃磨時機。必要時亦可更換細小的沖孔與落料凸模。

④.模具的潤滑：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，溫度對鋼的耐磨性有相當大的影響。通常在250度以下時主要為氧化磨損，即沖壓模具對接件或沖壓模具與工件之間相對摩擦，形成氧化膜并反復形成和剝落，磨損量較小；250度到300度之間時轉變為粘著磨損，磨損量達到最大值；高于300度又轉化為氧化磨損為主，磨損量趨向減小，但溫度過高時，沖壓模具硬度明顯下降，粘著現象加重，甚至形成較大面積燒結和熔融磨損。

沖壓工作時，模具因受熱而升溫，隨著溫度的上升，模具的強度下降，易產生塑性變形。同時，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力。潤滑模具與坯料的相對運動表面，可減少模具與坯料的直接接觸，減少磨損，降低成形力。同時，潤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，對提高模具壽命都是有利的。

3 結束語

在沖壓模具的設計、制造、使用和維護全過程中，應用先進制造工藝技術和實行全面質量管理，是提高模具壽命的有效保證，并且致力于發展專業化生產，加強模具標準化工作，除零件標準化外，還有設計參數標準化、組合形式標準化、加工方法標準化等，不斷提高模具設計和制造水平，有利于提高模具壽命。

參考文獻

[1]《 冷沖壓工藝與模具設計 》 中國勞動社會保障出版社

[2]《冷沖壓技術問答 》 機械工業出版社

[3]《沖模設計編寫組 》 機械工業出版社