提高沖壓模具使用壽命的措施

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-980X（2015）03-0054-02

收稿日期：2015-01-18

作者簡介：李恒菊（1979-），碩士研究生，湖北隨州人，講師，主要研究方向：模具設(shè)計(jì)與制造，機(jī)械加工工藝。

AReseachon Measuresto Extendthe Service Lifeof Stamping Dies

LI Heng-ju

（Huanggang Vocational and Technical College，Huanggang，Hubei 438002，China）

Abstract：Thispapermainlyanalyzedthecausesshorteningtheservicelifeofstampingdies，investigatedthemeasurestoimprovetheservicelifeof stampingdies.

Keywords：stampingdie；servicelife；measures

1　影響沖壓模具使用壽命的主要因素

（1）沖壓模具的設(shè)計(jì)方面。作為影響沖壓模具使用壽命的重要因素之一的模具設(shè)計(jì)，首先其對設(shè)計(jì)師的要求非常嚴(yán)格，設(shè)計(jì)員要有較高的專業(yè)技術(shù)能力以及豐富的實(shí)踐設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。其次對于導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的精度，模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，凸、凹模刃口幾何參數(shù)等等都是制約設(shè)計(jì)方案的重要條件。根據(jù)具體的設(shè)計(jì)方案嚴(yán)格要求工序和零件精度，對于凸、凹模的形狀和精度直接關(guān)系到凸、凹模的啃傷情況和間隙不均勻，影響其使用壽命。

（2）沖壓模具的選材。由于企業(yè)用到?jīng)_壓模具生產(chǎn)的產(chǎn)品一般都是大批量生產(chǎn)，那么在制造模具時(shí)就要根據(jù)所生產(chǎn)產(chǎn)品的大小來決定模具的材料。根據(jù)沖壓模具的材料特性和精度要求，在考慮經(jīng)濟(jì)性和工藝性的前提下選擇優(yōu)質(zhì)的模具材料。在工業(yè)生產(chǎn)過程中對沖壓模具材料的性能要求嚴(yán)格，才能保障模具的使用壽命。一般模具的材料以鋼為主，因?yàn)槠漤g性和熱穩(wěn)定性都比較高且耐磨，在材料的冶煉過程中鋼不要摻雜過多雜質(zhì)避免影響鋼的抗斷裂性和沖擊韌度。對材料的熱處理模具的制造過程中，加熱溫度、時(shí)間的長短、冷卻速率會(huì)影響模具的使用壽命。

（3）沖壓模具的結(jié)構(gòu)。①?zèng)_壓模具的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)合理就會(huì)應(yīng)用便利，如果沖壓件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致用力方向不集中，可能會(huì)使模具發(fā)生變形甚至斷裂。②對沖壓件的設(shè)計(jì)不要太復(fù)雜，否則就會(huì)使模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加大模具磨損變形的程度，大大降低使用壽命。③模具參數(shù)對沖壓模具的使用壽命影響最大，包括沖裁間隙、沖裁力等，只有在間隙合理范圍內(nèi)才能保證模具正常使用，延長模具壽命。

（4）模具加工零件表面質(zhì)量。模具表面質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系到模具的磨損情況和斷裂情況，模具表面的粗糙度值過大就會(huì)是模具生產(chǎn)過程中應(yīng)力集中，容易產(chǎn)生裂痕，降低模具壽命。

（5）正確使用和合理維護(hù)模具，嚴(yán)格按照使用前、使用中和使用后檢察模具的制度來保障企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)；做好維護(hù)和保養(yǎng)工作。

2　提高沖壓模具使用壽命的措施

（1）模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理。沖壓模具合理的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)對于延長其使用壽命具有重要的作用。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠保證模具在正常的使用過程中不會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中和沖壓破裂的現(xiàn)象發(fā)生。所以在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中要努力實(shí)現(xiàn)沖壓模具各部分的應(yīng)力均勻，避免一切可能產(chǎn)生較大應(yīng)力的結(jié)構(gòu)如免尖角、壁厚懸殊以及內(nèi)凹角等。應(yīng)力過度集中會(huì)直接引起模具的熱處理變形、開裂或在使用過程中會(huì)出現(xiàn)破裂和早期熱裂現(xiàn)象。為使沖壓模具的使用壽命能夠充分的提高，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中要重視以下4個(gè)方面：①在進(jìn)行對凸模的設(shè)計(jì)工作時(shí)，務(wù)必要注意到導(dǎo)向支撐和保護(hù)。尤其是在設(shè)計(jì)尺寸較小或者沖小孔凸模時(shí)，務(wù)必要使用模具自身的導(dǎo)向和保護(hù)結(jié)構(gòu)。②在模具中，為有效地避免應(yīng)力過度集中現(xiàn)象，就要求對模具夾角及窄槽等部位要以圓弧進(jìn)行過度。③對于凹模，具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，通常采用鑲拼結(jié)構(gòu)，可以有效地避免應(yīng)力的過度集中。④要合理的選擇模具的凹模和凸模中的圓角半徑。模具在成型過程中的坯料流動(dòng)和成形力都會(huì)受到圓角半徑的影響，如果圓角半徑選擇稍有不當(dāng)，就會(huì)嚴(yán)重影響到?jīng)_擊模具的使用壽命。

（2）要選擇合適的耐磨損材料。一般情況下，模具材料的選取都是選擇耐磨損性能較好的材料，材料的選取也是以沖壓模具在使用過程中沖壓件的材料和技術(shù)的要求、以及生產(chǎn)量的大小等因素為依據(jù)來進(jìn)行模具材料的選擇，同時(shí)還要進(jìn)行必要的熱處理工序。常用到的模具材料有Cr12型鋼種、120Cr4W2MoV鋼、W6Mo5Cr4V2AL鋼以及硬質(zhì)合金。

（3）加強(qiáng)沖壓模具表面的強(qiáng)化處理工作。通常我們在進(jìn)行模具表面強(qiáng)化工作時(shí)，一般采用到的兩周弄方法為電火花強(qiáng)化和化學(xué)強(qiáng)化。①電火花強(qiáng)化法。電火花強(qiáng)化法的原理就是以硬質(zhì)合金鋼來作為電極，與金屬?zèng)_壓工間在共其中能夠產(chǎn)生放電火花，放電過程中就會(huì)釋放部分電能，而釋放的這部分電能能夠使得硬質(zhì)合金鋼才材料的電極熔化滲入到?jīng)_壓模具的表面，進(jìn)而在模具表面形成一層強(qiáng)化膜。電火花強(qiáng)化使得模具表面的物理性能得到了極大的改善，同時(shí)也使得模具金屬表面的各方面性能，包括耐腐蝕性、耐磨損性；有效的提高了沖壓模具的使用壽命。②化學(xué)強(qiáng)化法。滲氮處理和滲硼處理是化學(xué)強(qiáng)化中的兩種基本方法。而在滲氮處理中又包含了液體滲氮和氣體滲氮以及輝光離子滲氮三種方法。通過滲氮處理，能夠使沖壓模具的表面形成一層堅(jiān)硬的氮化層，精處理后的表面硬度達(dá)到了65HRC到69HRC，使得滲氮處理后的表面的物理性能如表面硬度、耐磨損性能、耐腐蝕性能等都得到了有效的強(qiáng)化。經(jīng)調(diào)查顯示，模具表面經(jīng)過氮化處理的模具使用壽命相比未經(jīng)過氮化處理的模具提高了2~3倍。滲硼處理也就是提前將一定量的硼砂和碳化硅進(jìn)行混合后并熔化為液態(tài)，再將沖壓件放到這種液態(tài)中，經(jīng)過一定的時(shí)間，在沖壓件的表面就會(huì)形成一層滲硼層，這層物質(zhì)的主要成分就是以Fe2為主，同時(shí)還會(huì)含有少量的FeB。因?yàn)樵跊_壓件表面形成的這一種硼化層具有較低的摩擦系數(shù)和極高的硬度，因此也能有效的提高沖壓模具的使用壽命。

（4）正確的使用方法和維護(hù)措施。正確的使用方法和科學(xué)合理的維護(hù)保養(yǎng)措施，對于提高沖壓模具的使用壽命也是具有重要意義的。在沖壓模具的使用過程和維護(hù)保養(yǎng)過程中，一般要注意：①?zèng)_壓模具正式使用之前要確保雜物異物已經(jīng)徹底清理。對于有導(dǎo)向裝置的沖壓模具，還要檢查其內(nèi)部潤滑情況；②為確保沖壓模具壓力機(jī)的精度，對壓力要進(jìn)行定期檢查和維修；③對于沖壓模具的安裝務(wù)必要嚴(yán)格按照安裝程序來進(jìn)行，對于沒有導(dǎo)向裝置的沖壓模具，要對其存在間隙進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整；④要保證毛皮表面的清潔，可以適當(dāng)?shù)木鶆虻耐磕櫥瑒?；⑤對模具的刃口要?shí)時(shí)的檢查，發(fā)現(xiàn)刃口磨損后要及時(shí)采取措施，防止刃口磨損程度的擴(kuò)大，進(jìn)而影響沖壓模具的使用壽命；⑥在進(jìn)行大批量的生產(chǎn)工作時(shí)，沖壓模具必須留有備份，保證生產(chǎn)工作的正常進(jìn)行；⑦模具在使用結(jié)束后，內(nèi)部肯定會(huì)留有部分廢料，此時(shí)，需要我們做的就是及時(shí)對廢料雜物的清理，并在沖壓模具關(guān)鍵部位涂抹潤滑油，充分保證模具清潔。

3　結(jié)語

對于提高沖壓模具使用壽命的措施方法有很多，不同的方法所起到的效果也是不一樣的。提高沖壓模具使用壽命本來就是一個(gè)綜合性的技術(shù)問題，我們只有在對沖壓模具使用壽命有重要影響的因素全面掌握的同時(shí)，采取一定的技術(shù)手段，加強(qiáng)對模具的處理和維護(hù)，這樣方能更加高效實(shí)現(xiàn)對沖壓模具的使用壽命最大程度的提高。