沖壓模具在生產過程中的安裝調試與失效分析

賴嘯，劉勇

(宜賓職業技術學院,四川 宜賓 644003)

沖壓模具在生產過程中的安裝調試與失效分析

賴嘯，劉勇

(宜賓職業技術學院,四川 宜賓 644003)

模具是現代工業的基礎工藝裝備，模具的質量直接影響產品的質量。現代企業中很多技術人員從加工過程入手，控制模具在工作過程中的安裝、調試、熱處理、失效形態等環節，積極的從多方面采取措施提高模具質量。本文以冷沖壓模具為例進行安裝調試和失效形態的分析。

冷沖壓模具；模具質量；安裝調試

模具是工業生產的基礎工藝裝備，被稱為“工業之母”。作為國民經濟的基礎行業，模具涉及機械、汽車、輕工、電子、化工、冶金、建材等各個行業，應用范圍十分廣泛。本文以冷沖壓模具為例，分析沖壓模具在工作中的調試問題和主要失效形態原因及解決措施。

1 沖壓模具工作中的安裝調試

一般情況下，在沖壓模具的生產制造過程中首先遇到的就是安裝問題，其安裝過程一般可以分為把模具裝到模架上和把模架上的整副模具裝入沖床內兩個過程，這兩個過程都是非常重要的，直接影響到整副模具的精度，需要謹慎對待。

1.1 把模具安裝到模架上

使模具能安裝到壓鑄機上工作的部分就叫模架，由推出機構、導向機構、預復位機構模腳墊塊、座板組成。一般在安裝前，需要對模架安裝表面進行相關處理，去除表面雜質和提高表面精度。不能把整副模具直接安裝到模架上，首先把銷釘打進去，把下模座和下模板的位置固定再鎖緊螺釘，然后把已經安裝好的夾板及脫料板正確放置進下模，再放上墊板，上模座，打入銷釘，鎖緊螺釘。同時需要注意的是，在安裝固定螺釘時，有時候模具拆下來會有規格長短不一的很多螺釘，而緊固用的螺栓插入螺栓孔中的長度應大于螺栓直徑的1.5～2倍。一般而言，各類模板的上、下之間的相對位置已完全由導向裝置來保證，不需要單獨進行上下模之間位置的調整。同時還要注意定位銷的配合尺寸和套入深度，模板之間是由兩個定位銷來保證位置的，如果定位銷的外圓出現了各種磨損和損壞，會很大程度上影響定位精度，需要立即更換。在裝配模具的過程中，需要注意模板一定要對準定位銷套，一般可以借助于塑料錘等工具輕輕敲打模板，讓二者貼合在一起，然后注意對稱緊固，用板手將緊固螺釘擰緊。在完成這些以后，應檢査鋼珠保持架的伸出長度和檢查沖床上的死點位置。沖壓機有急回特性，也有上死點、下死點，在沖壓機運行的實際過程中，沖壓機的下死點總能出現，而上死點不容易覺察到。假如機械壓力機的閉合高度小于模具的工作閉合高度，沖壓機就會在滑塊下移到下死點附近頂死，導致設備不能正常工作。當出現設備頂死時，必須關機等待沖壓機完全停止后，再次啟動沖壓機打反轉提起滑塊，之后調整好沖壓機的閉合高度大于或等于模具工作時的閉合高度，沖壓機才可以正常工作。

1.2 將模具裝入沖床內

在安裝前應首先確認模具刃口鋒利程，凹模刃口上沒有崩口，凸模沒有缺角，如果有崩口或缺角，請首先刃磨刀口。合模前應在上、下模之間墊入一張硅鋼片,防止由于搬運過程碰傷刀口。在模具裝上沖床前,要用油石把底面和上面的毛刺磨掉,用布條將垃圾清理干凈。如果模具上下平面上有毛刺或垃圾,將引起沖片毛刺超差。將模具裝入沖床內應該始終將模架與沖床工作臺的定位表面作為安裝基準。調整滑塊行程至合適位置壓緊上模,必須保證模柄或模架上平面于滑塊的底面緊密貼合,下模壓板螺釘輕輕壓緊。然后,向上調整滑塊,取出中間的硅鋼片。松開下模壓板螺釘,向下調整滑塊,直至凸模進入凹模3～4mm,壓緊下模壓板螺釘。新模具沖片時凸模必須進入凹模3～4mm,否則,要出現凸模崩口或凹模漲裂。升起滑塊至上死點位置,調整沖床打桿止退螺釘,至松緊適宜,然后空轉幾次,觀察模具及沖床各機構工作是否正常。如果沒有異常情況,就可以開始完成沖壓作業了。

2 沖壓模具主要失效形態分析

失效形式的存在嚴重影響了沖壓模具的壽命以及沖壓產品的質量，如何預防和調整失效形態是現代企業關注的重點問題。冷沖壓模具主要失效形態有磨損失效、過載失效和疲勞失效等幾種比較典型的失效形式，以下將進行分別論述。

2.1 磨損失效

沖壓模具磨損失效是指刃口、沖頭等工作部位在與被加工材料的摩擦中引起形狀和尺寸變化失效，一般包括正常磨損失效和非正常磨損失效。正常的磨損失效：對于冷沖壓、冷擠壓模具而言，與被加工材料之間的均勻摩擦較多，模具壽命取決于表面抗磨損能力，在排除了材料不斷裂的情況下，表面抗磨損能力如果較強通常模具使用壽命較長，反之則會引起此類失效。非正常磨損失效:這種彎曲、拉伸及冷擠壓模具中，材料表面形狀和尺寸發生突變的原因主要是局部高壓力作用導致了工作部位與被加工材料的咬合，出現嚴重劃痕和“冷焊”,導致失效。冷沖時，如果負荷不大，磨損類型主要為氧化，磨損也可為某種程度的咬合磨損，當刃口部分變鈍或沖壓負荷較大時，咬合磨損的情況會變得嚴重，從而使磨損加快。

2.2 過載失效

沖壓模具過載失效一般包括韌度不足和強度不足兩類，主要原因是材料本身承載能力不足，在進行了高強度的工作載荷之后，引起的失效。材料初度不足的失效材料的初度在工作中是很難進行探測的，在冷擠壓和冷鐓模具中容易出現，往往都是無宏觀征兆，具有突發性，因而也較為危險，很有可能帶來人員和財產損失。冷擠壓和冷鐓模具中的沖頭折斷、開裂是常見的，產生前無明顯塑性變形，會造成模具的永久失效。強度不足失效在生產中，不僅僅有沖頭的折斷、開裂，還會有材料的抗壓、彎曲抗力不足導致的鐓頭下凹、彎曲，一般是和模具硬度偏低有關。很多研究者多次進行過研究，認為硬度小于56 HRC的黑色金屬冷鐓沖頭和硬度小于HRC的冷擠沖頭，很容易出現這種情況，對付此種失效的常用方法就是變形失效增硬度，脆斷失效減硬度。

2.3 疲勞失效

使冷沖模具發生疲勞失效的根本原因為特環載荷，凡可促使表面拉應力增大的因素均能加速疲勞裂紋的萌生。冷作模具在高硬狀態下工作時，模具鋼具有很高的屈服強度和很低的斷裂韌性。高的屈服強度有利于推遲疲勞裂紋的產生，但低的斷裂韌性使疲勞裂紋的擴展速率加快和臨界長度減小，使疲勞裂紋擴展循環數大大縮短，因此，冷作模具疲勞壽命主要取決于疲勞裂紋萌生時間。

TGl42.45

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1671-1602(2016)24-0007-01