模具沖壓生產(chǎn)中常見問題及解決方案

張國華 一拖(洛陽)福萊格車身有限公司

在模具零件生產(chǎn)的過程中，采用沖壓的方式式比較常見的工藝類型。由于模具生產(chǎn)出現(xiàn)的問題較多，不僅會影響到生產(chǎn)效率，還有可能會對延遲交貨周期。所以說，對模具生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，然后根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行處理具有重要的意義。一般來說，出現(xiàn)問題也是幾個(gè)常見的方面，比如說模具本身沖模失效，出現(xiàn)卡模的現(xiàn)象以及下料偏位尺寸變異的問題。只有保證這幾類問題得到科學(xué)地解決，才能提升沖壓生產(chǎn)的高效性。

1 模具故障

模具故障是沖壓生產(chǎn)中最容易出現(xiàn)的問題,常常造成停產(chǎn),影響產(chǎn)品生產(chǎn)周期。因此, 必須盡快找到模具故障原因, 合理維修。

1.1 沖模失效

沖壓模具在正常工作過程中，往往會與加工的成形坯料直接接觸，二者之間因相對運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生摩擦，造成沖壓模具表面磨損。當(dāng)磨損程度達(dá)到一定限度時(shí)，模具表面失去原來的狀態(tài)，使之無法沖出合格的沖壓件，這就是磨損失效。磨損在任何機(jī)械的使用過程中是不可避免的，因此是一種正常的失效形式，也是沖壓模具失效形式中最為主要的一種。斷裂失效是指沖壓模具因產(chǎn)生較大裂紋或者斷裂為兩部分（數(shù)部分）。斷裂可分為兩種：早期斷裂（一次性斷裂）以及疲勞斷裂。早期斷裂指的是沖壓模具表面受到?jīng)_擊載荷的壓力過大，超出其負(fù)荷能力，造成迅速斷裂。相反，造成疲勞斷裂的應(yīng)力通常較低，在模具的承受范圍之內(nèi)，但由于這種應(yīng)力的頻繁作用，細(xì)小裂紋開始逐漸擴(kuò)展，最后引發(fā)斷裂。沖壓模具在工作過程當(dāng)中，若是零件所受到的應(yīng)力超出其彎曲極限，就會發(fā)生塑性變形。當(dāng)塑性形變形達(dá)到一定程度時(shí)，會造成模具內(nèi)零件的尺寸和形狀發(fā)生顯著變化，模具無法再正常使用，也就是變形失效。變形失效的外表現(xiàn)為彎曲、塌陷、鐓粗等。

1.2 卡模

產(chǎn)生卡模的原因是多樣的，主要有以下幾種：（1）送料機(jī)送距、壓料、放松調(diào)整不當(dāng)；（2）生產(chǎn)中送距產(chǎn)生變異；（3）送料機(jī)故障；（4）材料弧形，寬度超差，毛邊較大；（5）模具沖壓異常，鐮刀彎引發(fā)；（6）導(dǎo)料孔徑不足，上模拉料；（7）折彎或撕切位上下脫料不順；（8）導(dǎo)料板之脫料功能設(shè)置不當(dāng)，料帶上帶；（9）材料薄，送進(jìn)中翹曲；（10）模具架設(shè)不當(dāng)，與送料機(jī)垂直度偏差較大。

1.3 下料偏位尺寸變異

凸凹模刀口磨損，會產(chǎn)生毛邊（外形偏大，內(nèi)孔偏小）這樣會對下料產(chǎn)生影響。模具設(shè)計(jì)的尺寸及間隙不當(dāng)，會使得加工的精度變差。主要原因有以下幾種（1）下料位凸模及凹模鑲塊等偏位，間隙不均；（2）導(dǎo)正銷磨損，銷徑不足；E、導(dǎo)向件磨損；（3）送料機(jī)送距、壓料、放松調(diào)整不當(dāng)；（4）模具閉模高度調(diào)整不當(dāng)；（5）脫料鑲塊壓料位磨損，無壓料（強(qiáng)壓）功能（材料牽引翻料引發(fā)沖孔小）；（6）卸料鑲塊強(qiáng)壓太深，沖孔偏大；（7）沖壓材料機(jī)械性能變異（強(qiáng)度延伸率不穩(wěn)定）；（8）沖切時(shí)，沖切力對材料牽引，引發(fā)尺寸變異。

1.4 沖頭易斷

在模具沖壓生產(chǎn)中，經(jīng)常會發(fā)生沖壓沖頭斷裂的情況，產(chǎn)生的原因有很多，主要有以下幾種：（1）閉合高度過低，沖頭切入刀口部位過長；（2）材料定位不當(dāng)，造成沖孔沖頭切單邊；（3）下模廢料堵死刀口，造成沖頭斷；（4）沖頭的固定部位（夾板）與導(dǎo)向部位打板偏移；（5）打板導(dǎo)向不良，造成沖頭單邊受力；（6）沖頭刀口太短，與打板干涉；（7）沖頭固定不好，上下竄動(dòng)；（8）沖頭刃口不鋒利；（9）沖頭表面拉傷，脫料時(shí)受力不均10）沖頭過細(xì)，過長，強(qiáng)度不夠；（11）沖頭硬度過高，沖頭材質(zhì)不對。

1.5 成型不良

成型不良往往是因?yàn)樵诓牧仙铣霈F(xiàn)了問題，主要有以下幾種材料破壞形式：（1）成型模凸模太鋒利，造成材料拉裂；（2）成型沖頭長度不夠，造成未能成型計(jì)算沖頭；（3）成型沖頭過長，成型處材料壓變形；（4）成型處材料不夠造成拉裂；（5）定位不良，造成成型不良；（6）成型間隙太小造成拉裂或變形。

1.6 折彎尺寸

折彎尺寸偏差的影響因素往往是多方面，不只是加工材料，加工工藝也會對其有很大的影響。主要有以下幾種狀況：（1）模具沒調(diào)到位造成角度誤差導(dǎo)致尺寸偏差；（2）彈力不夠造成角度不良導(dǎo)致尺寸偏差；（3）材質(zhì)不符合要求造成角度不良導(dǎo)致尺寸偏差；（4）材料厚度偏差引起角度不良導(dǎo)致尺寸偏；（5）定位不當(dāng)導(dǎo)致尺寸偏差；（6）設(shè)計(jì)或加工錯(cuò)誤造成折彎；（7）成型公無R角 ；（8）兩邊折彎尺寸偏大；（9）單邊折彎拉料造成尺寸不穩(wěn)定；（10）間隙不合理，引起角度不良和尺寸偏差。

2 可采取的解決方案

2.1 沖模失效的解決方案

（1）改進(jìn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。對于沖孔直徑在2.5mm以下，斷面積在52mm2，長度在12.5mm以上的異型孔凸模，應(yīng)對桿部進(jìn)行適當(dāng)加粗處理，可用導(dǎo)向圈等工具進(jìn)行加固，加大圓角半徑，確保凸模各部位的過渡平滑，同時(shí)可采用其他結(jié)構(gòu)如鑲拼或預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)來減少模具應(yīng)力集中的情況。

（2）在沖壓模具設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)對模具強(qiáng)度進(jìn)行校核，然后選擇高一級強(qiáng)度的模具材料，確保模具具有足夠的承載力；對熱處理件要進(jìn)行抽樣檢查，確保其強(qiáng)度，韌性符合標(biāo)準(zhǔn)。 造成模具變形失效的原因主要是模具表面的負(fù)荷過大。對于這種失效形式，可以從材料選擇或強(qiáng)化處理等方面提高受力部位的強(qiáng)度。對啃傷失效可用高導(dǎo)向精度裝置的模具進(jìn)行生產(chǎn)加工，確保零件位置的精度，減小側(cè)向力，避免凹凸模相互啃傷。

2.2 卡模的解決方案

對模具進(jìn)行重新調(diào)整并且要及時(shí)維修。要定時(shí)的更換材料，控制進(jìn)料質(zhì)量并且消除料帶鐮刀彎并研修沖導(dǎo)正孔凸、凹模。調(diào)整脫料彈簧力量，修改導(dǎo)料，防料帶上帶。在送料機(jī)與模具間加設(shè)上下壓料，加設(shè)上下擠料安全開關(guān)，必要時(shí)需重新架設(shè)模具。

2.3 下料偏位尺寸變異的解決方案

對刀口研修 要進(jìn)行定時(shí)的修正，調(diào)整其位置精度，沖裁間隙。更換導(dǎo)正銷、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等；重新調(diào)整送料機(jī)并調(diào)整閉模高度。研磨或更換脫料鑲塊，增加強(qiáng)壓功能，調(diào)整壓料。減小強(qiáng)壓深度，更換材料，控制進(jìn)料質(zhì)量。凸模刃部端面修出斜度或弧形，修改設(shè)計(jì)，控制加工精度。

2.4 沖頭易斷的解決方案

通過調(diào)整閉合高度，定位以及送料的位置能夠有效解決沖頭易斷的現(xiàn)象，必要時(shí)應(yīng)重新鉆大落料孔，使落料順暢，并且更換沖頭材質(zhì)，調(diào)整熱處理硬度，增長刀口部分長度。也可以重新研磨刃口或重?fù)Q沖頭，并且把沖頭再一次調(diào)成固定，使之不能上下竄動(dòng)，有效防止沖頭易斷的發(fā)生 。

2.5 成型不良的的解決方案

成型模凸模太鋒利，可以通過修正成型凸模的R角或是刀口處的R角進(jìn)行解決；成型沖頭長度不夠時(shí)或是成型沖頭過長，應(yīng)正確調(diào)整沖頭實(shí)際長度以達(dá)成型要求；成型處材料不夠造成拉裂時(shí)，應(yīng)當(dāng)通過計(jì)算展開材料，或修R角，或降低成型高度來進(jìn)行解決。發(fā)現(xiàn)定位不良時(shí)，要及時(shí)對送料裝置進(jìn)行定位調(diào)整。

2.6 折彎尺寸的解決方案

模具沒調(diào)到位置，應(yīng)調(diào)整閉合高度不良或角度差不良；彈力不夠應(yīng)及時(shí)更換彈簧；材質(zhì)不符合要求，應(yīng)換材料或重新調(diào)整間隙偏差；兩邊折彎尺寸偏大是，應(yīng)該添加壓筋；單邊折彎拉料，應(yīng)加大彈簧力，調(diào)整定位；間隙不合理，要及時(shí)修配間隙。

3 結(jié)論

在沖壓生產(chǎn)中，模具的日常維護(hù)作業(yè)至關(guān)重要，即日常注意檢查沖壓機(jī)及模具是否處于正常狀態(tài)，如沖壓油的供給導(dǎo)向部的加油。模具上機(jī)前的檢查，刃部的檢查，各部位鎖緊的確認(rèn)等，如此可避免許多突發(fā)性事故的產(chǎn)生。修模時(shí)一定要先想而后行，并認(rèn)真做好記錄積累經(jīng)驗(yàn)。以改善沖切時(shí)受力狀況。許可時(shí)要在下料部位于卸料鑲塊上加設(shè)導(dǎo)位功能。

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