1、 1 冷冲模具使用寿命的影响 1 冷冲模具的使用寿命是以冲制出的工件数量来计算的。影响冷冲模寿命的因素很多。主要有模具结构设计、制造模具所用凸模和凹模的材料、模具的热处理质量与表面强化、冲模零件的制造精度和冷冲压材料的选取。除此之外，还有冲模的安装、调整、使用以及维修等。 1 模具设计对寿命的影响 (1)排样设计的影响排样方法与搭边值对模具寿命的影响很大，过小的搭边值，往往是造成模具急剧磨损和凸、凹模啃伤的重要原因。从节约材料出发，搭边值愈小愈好，但搭边值小于一定数值后，对模具寿命和剪切表面质量不利。在冲裁中 有可能被拉人模具问隙中，使零件产生毛刺，甚至损坏模具刃口，降低模具寿命。因此，在考虑
2、提高材料利用率的同时，必须根据零件产量、质量和寿命，确定排样方法和搭边值。 (2)凹模结构的影响对容易产生应力集中而开裂的凹模结构，可以采用组合结构或镶拼结构，以及预应力结构，从而提高模具使用寿命。 (3)间隙的影响当间隙过小时，压缩挤压利害，摩擦力增大，磨损增大，侧面的磨损加剧，冲裁后卸料和推件时，材料与凸、凹模之间的摩擦还将造成刃口侧面的磨损比端面的磨大大，同时也容易造成凸、凹模温度很高，把金属碎屑吸附在刃口侧面，形成金 属瘤，使凸、凹模出现崩刃或胀裂现象。因此，过小的间隙对模具寿命极为不利。间隙太大，会增加凸模与凹模端面边缘的集中应力，致使压应力急剧增加，于是刃口边很快屈服变形而失去棱角
3、。因此又增加了冲裁力，进而使刃口边更快磨损，降低模具寿命。但为了减小凸、凹模的磨损，延长模具使用寿命，在保证冲裁件质量的前提下，设计时适当采用较大间隙是十分必要的。 (4)模具导向结构对寿命的影响可靠的导向对于减小工作零件的磨损，避免凸、凹模啃伤是非常有效的。特别对无问隙或小问隙冲裁模、复合模和多工位级进模更为重要。为提高模具寿命，必须根据 工序和零件精度要求，正确选择导向形式和导向精度，所选择导向精度应高于凸、凹模的配合精度。 (5)冷冲压材料选取的影响冷冲压材料应满足制件的设计要求和冲压工艺要求，否则容易损伤模具，降低模具使用寿命。冷冲压材料表面质量不好，冲压时制件易破裂，也易擦伤模具。冷
4、冲压材料塑性不好，变形量小，冲压时制件易破裂，也易擦伤模具。另外，材料的厚度公差应符合国家标准。因为一副冲模适用于一定材料的厚度，成形、弯曲、翻边、引伸模具的凸、凹模结构间隙是直接根据材料厚度来确定的。所以材料厚度不均匀，会导致废品产生和模具损坏。 2 模 具材料对模具寿命的影响 模具材料对模具寿命的影响是模具材料性质、化学成分、组织结构、硬度和冶金质量等的综合反映。其中，材料性质和热处理质量影响最为明显。模具材料性质对模具寿命的影响是很大的。如将同一种工件，使用不同的模具材料做弯曲试验，试验结果：用 9Mn2V 材料，其寿命为 5 万次；用 Crl2MoV 渗氮，其寿命可达 40 万次。因此
5、，在选用材料时，应根据制件的批量大小，合理选用模具材料。模具工作零件的硬度对模具寿命的影响也很大。但并不是硬度愈高、模具寿命愈长。这是因为硬度与强度、韧性及耐磨性等有密切的关系。有的冲模 要求硬度高，寿命长。如采用 T10 钢制造冲模，硬度为 54 58HRC，只冲几千次，制件毛刺就很大。如果将硬度提高到 60 64HRC，则刃磨寿命可达 2 3 万次。但如果继续 2 提高硬度，则会出现早期断裂。有的冲模硬度不宜过高，如采用 Crl2MoV 制造凹模硬度为 58 62HRC 时，一般寿命为 2 3 万件，失效形式是崩刃和开裂以及如果将硬度降到 54 58HRC，寿命提高到 5 6 万件，但硬度
6、降低到 50 53HRC 会出现凹模刃口易磨钝现象。由此可见，模具硬度必须根据材料性质和失效形式而定。应使硬度、强度、韧性及耐磨性、耐疲劳强 度等达到特定冲压工序所需要的最佳配合。 3 模具的热处理质量与表面强化对寿命的影响 模具的热处理质量对模具的性质与使用寿命影响很大。实践证明，模具工作零件的淬火变形与开裂，使用过程中早期断裂，虽然与材料的冶金质量、锻造质量、模具结构及加工有关，但与模具的热处理关系更大。根据模具失效原因的分析统计，热处理不当引起的失效占 50 以上。实践证明，高级的模具材料必须配以正确的热处理工艺，才能真正发挥材料的潜力。模具工作零件表面强化处理的目的，是获得外硬内韧的效
7、果，从而得到硬度、耐磨性、韧性、耐疲劳强度的良好配合。 模具表面强化处理方法很多，表面处理的新技术工艺发展很快。除氮碳共渗和离子氮化、渗硼、渗铌、渗钒、表面镀硬铬和电火花强化外，化学气相沉积 (CVD)和物理气相沉积 (PVD)已逐步采用。经 CVD 和 PVD 处理后，模具表面覆盖一层超硬物质，如 TiC、 TiN 等。硬度极高、耐磨性、耐蚀性、抗黏合性很好，可提高模具寿命几倍到几十倍。 4 冲模零件的制造精度对模具寿命的影响 冲模制造的精度与使用寿命关系很大，特别是模具表面粗糙度对模具影响很大。如用 Crl2MoV 钢制造落料模，如果表面粗糙度值 R =1 6 m 时，其寿命为 3万件 左
8、右。如经精抛光，表面粗糙度值 R =0 4 m，寿命可提高到 4 5 万件。因此，对模具工作零件表面，一般都要经过磨削、研磨、抛光等精加工和精细加工。 5 其他方面对模具寿命的影响 (1)压力机的精度不高，也易使冲模损坏。 (2)冲模在压力机上安装的正确与否及操作者的技术水平高低，对模具寿命也有很大影响。 (3)冲模的保管和维护好坏，以及使用润滑剂的情况，也影响模具使用寿命。 冷冲模凸凹模间隙控制 和调整方法 冷冲压模具凸、凹模间隙的大小和均匀程度直接影响冲裁件的质量和模具的使用寿命的长短。在保证冲裁件间隙时装 配也是模具制造中十分重要的环节，而且装配质量将直接影响凸、凹模的间隙是否均匀。比如
9、加工时凸、凹模的尺寸精度虽已达到要求，但是在装配时如果调整不好，就会造成间隙不均匀，冲出的零件有毛边。甚至会冲出不合格的零件。模具装配的关键是要控制凸、凹模的相对位置，以保证凸、凹模的间隙正确、均匀并能冲出合格的零件。 1.模具在装配前应关注的问题 2 凸、凹模间隙既与模具本身零件的精度有关，也与装配时的装配工艺是否合理有关。为了保证凸、凹模的位置正确和间隙均匀，模具从设计、加工到装配整个环节要注意的问题如下： （ 1）凸、凹模的正确设计和制造 3 设计模具时首先应根据冲裁件的断面质量、模具使用寿命等因素选择合理的凸、凹模间隙。并要考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，一般在设计模具时采用最
10、小合理间隙。并在制造过程中保证模具零件的加工质量和精度，在装配过程中确保凸、凹模间隙均匀，这对于加工复杂形状零件十分关键。 （ 2）装配方法的选择要合理 冲模装配方法大致包括直接装配法和配合装配法。装配前必须仔细研究模具装配图，充分考虑和分析冲模的结构特点、冲模零件加工工艺和加工精度等，以选择方便、准确、可靠的装 配方法以保证冲裁件质量。 2.凸、凹模间隙的控制与调整的方法 【 3】 凸、凹模的间隙控制，应根据冲模结构、间隙大小、冲裁件的质量和实际装配条件来选定。凸、凹模间隙的控制与调整方法有以下几种。 （ 1） 透光法 将凸、凹模合模后，用光照射底面，观察凸、凹模刃口周围透过的光线和分布情况
11、来判断间隙的大小和均匀性。如果不均匀，重新调整至间隙均匀后再固定，此法适用于薄板小间隙冲裁模。 （ 2） 塞尺法 将凸、凹模合模后，用凸、凹模单边间隙厚度的塞尺塞入凸、凹模各方向间隙中。然后拧紧上模固 定螺钉。最后放纸试冲，最后将上模座与固定板配钻、铰定位销孔，并打人销钉定位。 （ 3）垫片调整法 垫片调整间隙法简便、应用广泛。如图 1 所示，合模后垫好等高垫铁，将垫片包在凸模上使凸模进入凹模内，观察凸、凹模的间隙状况。如果间隙不均匀，用敲击凸模固定板的方法调整间隙，然后拧紧上模固定螺钉。最后放纸试冲，观察切纸上四周毛刺均匀程度，从而判断凸、凹模间隙是否均匀，再调整间隙直至冲裁毛刺均匀为止。最
12、后将上模座与固定板配钻、铰定位销孔，并打入销钉定位。这种方法广泛适用于冲裁材料较厚的大间隙冲模和弯曲、拉深成形模具的间 隙控制。 （ 4）化学法 当凸、凹模的形状复杂时，用上述几种方法调整间隙较困难时，这时可用化学方法来控制间隙，常用的是电镀法。电镀法是在凸模工作端表面镀上一层铜或锌来代替垫片。镀层厚度与单边隙相同，刃人凹模孔内，检查上下移动无阻滞现象即可装配紧固。镀层在冲模使用过程中会自然脱落，无需去除。此法镀层均匀，可提高装配间隙的均匀性。 （ 5）工艺措施调整法 采用工艺措施调整模具间隙主要有 2 种方法： 1.尺寸法 加工凸模时，将凸模前端适当加长，加长段截面尺寸加工到与凹模型孔尺寸相同。装配时，使 凸模进入凹模型孔，自然形成冲裁间隙，然后将凸模连同凸模固定板一起与上模座配作销钉固定，最后将凸模前端加长段去除即可形成均匀间隙。 2.定位孔法 工艺定位孔法就和级进模里面的原理差不多。加工时，在凸模固定板和凹
