影响冲压模具寿命及耐用度的分析

1、工 业 技 术 58科技创业家 TECHNOLOGICAL PIONEERS笔者所在公司主要以生产隔爆馈电开 关与真 空电磁 起动 器 , 其中该开 关壳体上 需要大量的冲压件,例如:垫圈、 铜垫、 防护 板、 压板、 隔电板等等 。 冷冲模是生产中必 不可少的工艺设备,一副冷冲模从设计、 机 械加工、 装配、 调试,到安装、 使用,都耗费 了很多工时,在生产中,只有在冲制大批零 件时,使用冲模才比较经济。 对于冲模的基 本要求,除了要求生产效率高,冲制的零件 完全合 乎其质 量要 求和技 术条 件 , 以及操 作时安全 可靠外 , 冲模的 作用寿 命及 耐用 度, 也是我们所关心的 。冲模

2、耐 用 度 的 高 低 , 对生 产 有 着 很 重 要的意义,冲模耐用度越高,使用的寿命就 越长,工件的成本也就越低;相反冲模的耐 用度低,使用寿命就短,制出工件的成本就 高, 就不经济 。 例如:在我们公司一副冲 模 的成本价值为1000元,用这副冲模冲制4万 个垫圈时,冲模损坏再也不能修复使用,在 这种情况 下 , 每一个 垫圈所 担负的 冲模成 本为0.025元,如果冲模制造不好,当冲制2万个垫 圈时零 件就损 坏 , 那么这时 垫圈所 担负的冲模成本为0.05元,由此可见,冲模 的耐用度低,则使垫圈的成本提高了一倍, 降低了劳动生产力 。1 影响冲压模具耐用度及使用寿命的因素 1.

3、1冲压方面的因素 1冲压件的结构工艺性。 2冲压工艺程序的安排合理性。 3冲压件的原材料的质量优劣程度。 4冲压设备的精度与刚度,结构特征, 安装环境及冲压速度 。 5冲模在压力机上安装的正确与否及 操作者的技术水平 。 6冲模的日常保养与维护。 1. 2冲模本身的因素 1冲模本身的结构是否合理。 2凸、 凹模所用的材料优劣程度。 3热处理的硬度及凸、 凹模表面的加工 质量好坏 。 4冲模的制造工艺和装配精度高低。 影响冲压模具寿命及耐用度的分析王 欠 颖(徐州煤矿机械厂 江苏徐州 221116摘 要 :冲模的使用寿命及耐用度是指凸模、 凹模在工作一段时间以后,由于经常磨损而失掉工作尺寸时,在

4、不能满足工作的技术条件的 情况下,取决于冲模所制造出的工件总数多少。 文章对影响冲压模具的作用寿命及耐用度作详细分析,并提出相应的改善措施,以提高冲 压模 具的 使 用寿 命 。关键词 :模具 使用寿命及耐用度 影响因素 提高途径5凸、 凹模的配合间隙及导向装置的质 量 。6线切割的加工工艺 。2 提高冲压模具耐用度的途径在 生 产 中 提 高 冲 模 耐 用 度 的 途 径 很 多,其中主要有以下几个方面:2. 1改进冲模的设计冲模 设 计 的 原 则 是 保 证 足 够 的 强 度 、 刚度、 同心度、 对中性 和合理的冲裁间隙 , 并减少应 力集中 , 以保证 由冲模 生产 出来 零件符

5、合设计要求 。a. 设计 小孔 凸模 时 , 应考 虑如 何 提高 小孔凸模的强度,增加模具抗弯曲 、 抗偏载 的能力,避免模具不均匀磨损,从而延长模 具寿命。 此外, 在冲模结构设计上 , 应充分 考虑到模架的形式、 凸、 凹模的固定方法和 导向形式、 压力中心的确定及上、 下模板的 刚性等 因素 。b. 对于冲 裁模 来说 , 选取 间隙 值对 冲 模的耐用度有很大的影响,凸、 凹模间隙的 合理选取,是保证模具正常工作、 提高冲片 质量、 延长模具寿命的一个关键因素。 在冲 裁过程中,凸模与被冲的孔之间,凹模与落 料件之间均有摩擦,而且间隙越小,摩擦越 严重。 例如:在对于0.5mm厚的钢

6、片冲裁模的试验,发现间隙值在材料厚度的20%左右 范围内,即间隙值为0.090.11mm最为合适。 采用这个间隙 ,可以获得如下效果 :凸 凹模侧壁无粘结,减小了卸料力;提高了冲 片质量 。 在实 际生产 中冲模 受到制 造误差 和装配 精度的 限制 ,凸模不 可能绝 对垂 直 凹模表面,而且间隙也不会绝对均匀分布,合理的 间隙均 可使凸 模 、 凹 模侧面 与材料 间的摩擦 减小 , 并减缓 间隙不 均匀的 不利影 响 , 从 而 提 高 冲 模 的 使 用 寿 命 。 总 体 来 说,当冲裁件断面质量要求较高时,应选取较小的间 隙值 ; 当冲裁 件断面 质量要 求不 高时, 则应适 当加大

7、 间隙 值以利 于提 高冲 模的使用 寿命 。 2. 2合理选择冲模材料不同 的 冲 模 材 料 具 有 不 同 的 强 度 、 韧性 和 耐 磨 性 ,所 以 在 一 定 的 条 件 下 使用 较 高 级 材 料 就 能 使 冲 模 耐 用 度 提高 好 几 倍 。 例 如:用T10A钢 制 成 的 冲 模 , 比 用 C r 12制成 的 同 类 冲模 的 一 次 刃 磨 寿 命 低 很 多。 因此,为了提高冲模的 耐用度 , 材料就要选择 工艺性 能良 好 , 使用性能 应具有高 硬度(58-64HRC和高强度,并具有高的耐 磨性和足够的韧性,热处理变形小,有一定 的热硬性的好材料 。2

8、. 3合理地进行冲模零件的热处理热处理不当是导致冲模早期失效的重要 原因,从冲模失效分析得知45%的冲模失效是 由于热处理不当造成的。 对不同材质和不同 性质性能的材料要求进行合理的锻造和热处 理,是提高冲模耐用度的主要途径之一。 2. 4合理地安排冲模制造工艺及保证加工 精度(图 1如果 冲 模 制 造 工 艺 不 合 理 , 对冲 模 耐 用度的影响也很大的。 例如:冲模表面粗糙 度不好,会使冲模的耐用度降低;在冲模中 由于装 配间隙 不均 匀 , 在剪切力 作用下会 使凹模 啃坏而 影响冲 模的 使用寿 命 ; 在冲 模加工中除对于模腔尺寸按图纸要求加工 外, 对其它各部分外形 尺寸 、

9、 位置度、 平 行 度、 垂直度等都要给以充分注意;冲模的制 造与装配精度越高及工作部分表面粗糙度 越小,则冲模的耐用度越高 。 2. 5正确选用压力机为了 提 高 冲 模 的 耐 用 度 , 应选 用 较 高 精度及 高刚性 的压力 机 , 冲模寿命 大为提 高, 同时在 压力机 地基周 围设 置高湿 度的 隔离带, 使用地 基可以 保持压 力机的 水平 度,则提高冲模的耐用度 。 2.6线切割变质层的控制冲模 刃 口 多 采 用 线 切 割 加 工 。 由 于线 切割加工是通过电极和工件之间脉冲放电 时的电腐蚀作用,对工件进行加工,使冲模 加工表 面产生 一定 厚度的 变质 层 , 造成表 面硬度降低,出现显微裂纹等,致使线切割 加工的 冲模易 发生 早期磨 损 , 直接影响 模 具冲裁 间隙的 保持及 刃口 容易崩 刃 , 缩短 模具使用 寿命 。3 结束语由此可见,冲模使用寿命及耐用度的高 低,对降低产品成本,提高劳动生产力起着 积极的作用。 在模具设计、 制造、 使用和维护 全过程中,应用先进制造技术是提高模具寿 命的有效保证,没有好的设备,无法生产出 高质量的模具,同时也不可能生产出高质量 的产品,只有提高模具设计和制造水平,加 强模具标准化工作,有利于提高冲模使用寿 命及耐用度,致力于发展专业化生产。参考文献1祁红志. 模具制造 工艺 . 化学工业出 版社200