淺析冷沖壓模具壽命的影響因素及改善措施

周立偉

摘 要：冷沖壓模具的使用壽命，直接關(guān)系著產(chǎn)品加工品質(zhì)和產(chǎn)品加工效率的高低，是影響產(chǎn)品加工經(jīng)濟(jì)成本以及產(chǎn)品加工經(jīng)濟(jì)效益的重要因素，同時也是衡量冷沖壓模具制造水平高低的重要指標(biāo)。本文簡單分析了冷沖壓模具壽命的影響因素及改善措施。

關(guān)鍵詞：冷沖壓模具；壽命；影響因素：改善措施

目前，企業(yè)越來越重視產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，因此生產(chǎn)效率高的冷沖壓生產(chǎn)方式倍受青睞，對模具制造業(yè)也提出了更高更新的要求，模具結(jié)構(gòu)和工作條件更加復(fù)雜。冷沖壓模具有著生產(chǎn)效率高的獨(dú)特優(yōu)勢，故而廣受企業(yè)的青睞，但是冷沖壓模具的工作環(huán)境十分復(fù)雜，所以對于冷沖壓模具的工作性能有著十分嚴(yán)格的要求，例如高壽命、高精度、高性能。其中，沖壓模具壽命是影響沖壓件成本的主要因素，同時對生產(chǎn)效率也有影響。只有提高鋼材的冶煉質(zhì)量正確選材、優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、合理設(shè)計熱處理工藝、提高加工精度與裝配品質(zhì)、注意使用和保養(yǎng)才能從根本上延長模具的使用壽命。

一、冷沖壓模具壽命的影響因素

（一）模具材料的影響。模具材料對模具壽命的影響是材料成分、組織結(jié)構(gòu)、硬度和冶金質(zhì)量等諸多因素的綜合反映。不同材質(zhì)的模具，壽命往往不同。例如在拉深模的制作中如采用Cr12MoV鋼就很容易出現(xiàn)咬合和拉毛現(xiàn)象，但是采用GT35型鋼結(jié)硬質(zhì)合金制作就能大大的減弱咬合傾向提高模具的使用壽命。

（二）熱處理工藝的影響。預(yù)先熱處理、粗加工后的消除應(yīng)力退火、淬火與回火、磨削后或電加工后消除應(yīng)力退火等都是屬于模具的熱處理方式，模具的熱處理質(zhì)量同樣對模具的性能以及使用壽命有著極大的影響。大量的事實(shí)證明，模具的熱處理工藝差能夠直接導(dǎo)致模具工件零件的淬火變形與開裂以及使用過程中的早期斷裂。

（三）鍛造工藝的影響。鍛造是模具工作零件制造過程中的重要環(huán)節(jié)。鍛件鍛造時會出現(xiàn)各種缺陷，例如高碳高合金模具鋼鍛件，因其具有塑性低、塑變抗力大、導(dǎo)熱性差、鍛造溫度區(qū)間窄、組織缺陷嚴(yán)重、淬透性高、內(nèi)應(yīng)力大等特點(diǎn)，很容易產(chǎn)生鍛造缺陷。這些缺陷可導(dǎo)致模具產(chǎn)生裂紋，影響模具熱處理工藝性及熱處理后的強(qiáng)韌性，增加模具早期失效的傾向。

（四）預(yù)處理工藝的影響。鍛造后的模具零件毛坯一般需進(jìn)行預(yù)處理（退火、正火、調(diào)質(zhì)等），以消除毛坯中的殘余內(nèi)應(yīng)力和鍛造組織的某些缺陷，改善加工工藝性。模具鋼經(jīng)過適當(dāng)?shù)念A(yù)處理可使碳化物球化和細(xì)化，提高碳化物分布均勻性，經(jīng)淬火、回火后質(zhì)量高，可大大提高模具壽命。

二、冷沖壓模具壽命的改善措施

（一）正確選擇材料。正確選擇冷沖壓模具材料是提高冷沖壓模具使用壽命的基礎(chǔ)，可以根據(jù)沖裁產(chǎn)品的批量大小（批量大時，要選韌性好、強(qiáng)度高、鋼性及耐磨性較高的模具材料；批量小時，則可選擇一般的模具材料）或沖壓材料的性質(zhì)和沖壓件的品質(zhì)要求（沖壓件的尺寸公差要求高時，模具間隙要求較小，模具凸凹模與沖壓件間摩擦較大，應(yīng)選用耐磨性高和韌性高的材料）來決定模具材料。一般常用的模具凸凹模材料有T10A、Cr12MoV、Cr12等。

（二）改善模具結(jié)構(gòu)。第一，合理選擇模具間隙模具間隙對模具壽命影響較大，因此，設(shè)計時應(yīng)綜合考慮具體要求，合理選擇模具間隙；第二，保證結(jié)構(gòu)剛度，模具結(jié)構(gòu)必須具有足夠的剛度和可靠的導(dǎo)向，否則模具在工作中不能保證凸凹模間的動態(tài)間隙和工作精度，會出現(xiàn)凸凹模相互卡死和啃傷，影響模具壽命；第三，采用組合式凸凹模，有效減少應(yīng)力集中，延緩疲勞裂紋的產(chǎn)生，提高模具的壽命。

（三）優(yōu)化熱處理工藝。對不同材質(zhì)、不同性能的材料進(jìn)行合理的熱處理是提高模具壽命不可缺少的一個關(guān)鍵因素。淬火過程，若加熱溫度過高，會使凸、凹模淬火過硬，造成脆性過大而易折斷碎裂；若加熱溫度不夠，淬火的硬度或深度達(dá)不到工藝技術(shù)要求，凸凹模受力后易變形。所以在制造冷沖壓模具時，必須合理、正確和熟練的掌握熱處理工藝技術(shù)過程。

（四）改善模具加工條件。第一，改善潤滑，提高模具壽命，良好的潤滑，可有效降低摩擦、減少磨損，顯著提高模具的使用壽命，特別是在拉伸大的復(fù)雜的高強(qiáng)板制件時，拉延油、潤滑液的使用顯得尤為重要；第二，減少沖壓設(shè)備對模具壽命的影響，開式壓力機(jī)為C型框架，剛度較差，工作時易產(chǎn)生變形，造成上、下模錯位，工作間隙不均，甚至啃刃、崩刃現(xiàn)象，特別是對于小間隙或無間隙沖模、硬質(zhì)合金沖模及精密沖模必須選擇精度高、剛性好閉式壓力機(jī)。

（五）加強(qiáng)模具維護(hù)保養(yǎng)。模具的維護(hù)保養(yǎng)，其目的就是使模具保持最佳的性能狀態(tài)，從而延長模具的使用壽命。在日常生產(chǎn)過程中，必須做到及時維護(hù)、保養(yǎng)，如果模具帶病工作，不僅存在一定的安全隱患，同時也會加劇模具的失效速度。因此，模具操作者及專業(yè)模保人員必須及時清理、維護(hù)、保養(yǎng)模具，預(yù)防、杜絕不良異常情況的發(fā)生，延長模具的使用壽命。

（六）規(guī)范操作人員工作。模具操作人員應(yīng)規(guī)范操作，在安裝調(diào)試模具過程中，應(yīng)循序漸進(jìn)，避免因操作過量而引起模具的失效；在正常生產(chǎn)時，密切關(guān)注模具的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常聲音、振動等情況，及時停機(jī)檢查，杜絕模具帶病工作情況的發(fā)生。同時還應(yīng)保持模具清潔，避免模具在工作時有影響安全及模具失效的異物存在；避免雙件沖壓現(xiàn)象的發(fā)生等。

三、結(jié)語

總而言之，通過分析冷沖壓模具壽命的影響因素可知，影響模具壽命的因素是多方面的，在設(shè)計模具時應(yīng)綜合考慮這些因素，從而設(shè)計出更經(jīng)濟(jì)高效的模具，此外對于特殊用途的冷沖壓模具，應(yīng)結(jié)合其自身要求設(shè)計出經(jīng)濟(jì)適用的模具。

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