模具壽命的概念

1、、模具壽命的概念原理 模具壽命是指在保證制件品質(zhì)的前提下 , 模具所能達到的生產(chǎn)次數(shù) （沖壓次數(shù)、成 型次數(shù) ） 。它包括反復(fù)刃磨和更換易損件，直至模具的主要部分更換所成形的合格 制件總數(shù)。模具使用壽命：模具已經(jīng)生產(chǎn)的次數(shù)。模具的失效分為非正常失效和正常失 效。非正常失效 （早期失效 ）是指模具未達到一定的工業(yè)水平下公認的壽命時就不 能工作。早期失效的形式有塑性變形、斷裂、局部嚴重磨損等。正常失效是指模 具經(jīng)大批量生產(chǎn)使用，因緩慢塑性變形或較均勻地磨損或疲勞斷裂而不能繼續(xù)工 作。1. 模具正常壽命 模具正常失效前，生產(chǎn)出的合格產(chǎn)品的數(shù)目，叫模具正常壽命，簡稱模具壽 命，模具首次修復(fù)前生產(chǎn)出的合

2、格產(chǎn)品的數(shù)目，叫首次壽命；模具一次修復(fù)后到 下一次修復(fù)前所生產(chǎn)出的合格產(chǎn)品的數(shù)目，叫修模壽命。模具壽命是首次壽命與 各次修復(fù)壽命的總和。2. 模具失效形式及原理 模具種類繁多，工作狀態(tài)差別很大，損壞部位也各異，但失效形式歸納起來 大致有三種，即磨損、斷裂、塑性變形。1. 磨損失效模具在工作時，與成形坯料接觸，產(chǎn)生相對運動。由于表面的相對運動，接 觸表面逐漸失去物質(zhì)的現(xiàn)象叫磨損。磨損失效可分以下幾種：a. 疲勞磨損兩接觸表面相對運動時，在循環(huán)應(yīng)力 （機械應(yīng)力與熱應(yīng)力 ） 的作用下，使表面 金屬疲勞脫落的現(xiàn)象稱為疲勞磨損。b. 氣蝕磨損和沖蝕磨損金屬表面的氣泡破裂，產(chǎn)生瞬間的沖擊和高溫，使模具表面

3、形成微小麻點和凹坑的現(xiàn)象叫氣蝕磨損。液體和固體微小顆粒反復(fù)高速沖擊模具表面，使模具表面局部材料流失，形 成麻點和凹坑的現(xiàn)象叫沖蝕磨損。c. 磨蝕磨損在摩擦過程中，模具表面和周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，再加上摩擦力 的機械作用，引起表面材料脫落的現(xiàn)象叫磨蝕磨損。在模具與工件 （或坯料 ）相對運動中，磨損往往是以多種形式并存，并相互影 響。2. 斷裂失效 模具出現(xiàn)大裂紋或分離為兩部分和數(shù)部分喪失工作能力時，成為斷裂失效。 斷裂可分為塑性斷裂和脆性斷裂。模具材料多為中、高強度鋼，斷裂的形式多為 脆性斷裂。脆性斷裂又可分為一次性斷裂和疲勞斷裂。3. 塑性變形失效模具在工作時承受很大的應(yīng)力，而且不均勻

4、。當模具的某個部位的應(yīng)力超過 了當時溫度下模具材料的屈服極限時，就會以晶格滑移、孿晶、晶界滑移等方式 產(chǎn)生塑性變形，改變了幾何形狀或尺寸，而且不能修復(fù)再工作時，叫塑性變形失 效。塑性變形的失效形式表現(xiàn)為鐓粗、彎曲、形腔脹大、塌陷等。模具的塑性變形是模具金屬材料的屈服過程。是否產(chǎn)生塑性變形，起主導(dǎo)作 用的是機械負荷以及模具的室溫強度。在高溫下工作的模具，是否產(chǎn)生塑性變形， 主要取決于模具的工作溫度和模具材料的高溫強度。二、影響沖壓模具壽命的主要因素研究表明：模具的使用壽命與模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具鋼材選用、熱處理、表面 處理、機械加工研磨、線切割工藝，沖壓設(shè)備、沖壓材料及工藝，模具潤滑、保 養(yǎng)維修水平

5、差等諸多因素有關(guān)。其中引起模具失效的各種因素中，模具結(jié)構(gòu)不合 理、選材不當約占 25%，熱處理不當約占 45%，工藝問題約占 10%；設(shè)備問題、滑 潤問題等因素約占 20%。1. 合理的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 模具結(jié)構(gòu)對模具受力狀態(tài)的影響很大，合理的模具結(jié)構(gòu)能使模具工作時受力 均勻，不易偏載，應(yīng)力集中小。模具設(shè)計的原則是保證足夠的強度、剛度、同心 度、對中性和合理的沖裁間隙，并減少應(yīng)力集中，以保證由模具生產(chǎn)出來零件符 合設(shè)計要求。因此對模具的主要工作零作（如沖模的凸、凹模等）要求其導(dǎo)向精 度高、同心度和中性好及沖裁的間隙合理。在進行模具設(shè)計時，應(yīng)著重考慮的是：1. 設(shè)計凸模時必須注意導(dǎo)向支撐和對中保護。

6、特別是設(shè)計小孔凸模時采用 導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)，能保證模具零件相互位置的精度，增加模具抗彎曲、抗偏載的能 力，避免模具不均勻磨損，從而延長模具壽命。2. 對小孔、夾角、窄槽等薄弱部位進行補強，為了減少應(yīng)力集中，要以圓弧過渡，圓弧半徑 R 可取 35mm3. 整體模具的凹圓角半徑很易造成應(yīng)力集中，并引起開裂，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜 的凹模采用鑲拼結(jié)構(gòu)，減少應(yīng)力集中。4.沖模的凸、凹模圓角半徑 R 不僅對沖壓件成形有較大的影響，而且對于模具的磨損及壽命也影響很大。設(shè)計時應(yīng)從保證成型零件充分接觸的前提下盡可 能放大，避免產(chǎn)生倒錐，影響沖件脫料出模，如圓角半徑R 過小且沒有光滑過渡，則容易產(chǎn)生裂紋。5. 合理增大間隙，

7、改善凸模工作部分的受力狀態(tài)，使沖裁力、卸件力和推 件力下降，凸、凹模刃口磨損減少。一般情況下，沖裁間隙放大可以延長切飛邊 模壽命。6. 模架應(yīng)有良好的剛性，不要僅僅滿足強度要求，模座厚度不宜太薄，至少應(yīng)設(shè) 計到45mm 以上。浮動模柄可避免沖床對模具導(dǎo)向精度的不良影響。凸模應(yīng)緊固牢 靠，裝配時要檢查凸?；虬寄５妮S線對水平面的垂直度以及上下底面之間的平行 度。7.模具的導(dǎo)向機構(gòu)精度。準確和可靠的導(dǎo)向，對于減少模具工作零件的磨損， 避免凸、凹模啃傷影響極大，尤其是無間隙和小間隙沖裁模、復(fù)合模和連續(xù)模則 更為有效。為提高模具壽命，必須根據(jù)工序性質(zhì)和零件精度等要求，正確選擇導(dǎo) 向形式和確定導(dǎo)向機構(gòu)的精

8、度。一般情況下，導(dǎo)向機構(gòu)的精度應(yīng)高于凸、凹模配 合精度。連續(xù)模具應(yīng)設(shè)計 4 根導(dǎo)柱導(dǎo)向，這樣導(dǎo)向性能好。因為增加了剛度，保 證了凸、凹模間隙均勻，確保凸模和凹模不會發(fā)生碰切現(xiàn)象。8. 排樣方式與搭邊值大小對模具壽命的影響很大，過小的搭邊值，往往是造成 模具急劇磨損和凸、凹?？袀闹饕?。從節(jié)約材料出發(fā)，搭邊值愈小愈好， 但搭邊值小于一定數(shù)值后，對模具壽命和剪切表面質(zhì)量不利。在沖裁中有可能被 拉入模具間隙中，使零件產(chǎn)生毛刺，甚至損壞模具刃口，降低模具壽命。因此在 考慮提高材料利用率的同時，必須根據(jù)零件產(chǎn)量、質(zhì)量和壽命，確定排樣方法和 搭邊值。2. 合理選擇模具材料 沖壓模具工作時要承受沖擊、振

9、動、摩擦、高壓和拉伸、彎扭等負荷，甚至在 較高的溫度下工作（如冷擠壓） ，工作條件復(fù)雜，易發(fā)生磨損、疲勞、斷裂、變形 等現(xiàn)象。因此，模具材料的性能對模具的壽命影響較大，不同材質(zhì)的模具壽命往 往不同，對模具工作零件材料的要求比普通零件也高。1. 根據(jù)模具的工作條件、生產(chǎn)批量以及材料本身的強韌性能來選擇模具用材，應(yīng)盡 可能選用品質(zhì)好的鋼材。a.材料的使用性能應(yīng)具有高硬度（5864HRC） 和高強度， 并具有高的耐磨性和足 夠的韌性，熱處理變形小，有一定的熱硬性。b. 材料的工藝性能良好 , 具有可鍛性、淬硬性、淬透性、淬火裂紋敏感性和磨削加 工性、熱穩(wěn)定性和耐熱疲勞性等。通常根據(jù)沖壓件的材料特性、

10、生產(chǎn)批量、精度 要求等，選擇性能優(yōu)良的模具材料，同時兼顧其工藝性和經(jīng)濟性。 在大批量生產(chǎn)選用模具材料時，應(yīng)選用長壽命的模具材料， 如硬質(zhì)合金， 高強韌、高耐磨模具鋼（如 SKD11,SLD,DC5 等） ;對小批量或新產(chǎn)品試制可采用國產(chǎn)的 45#、 Cr12 等模具材料；對于易變形、易斷裂失效的通用模具，需要選用高強度、高韌 性的材料 DF-2;熱沖模則要選用具有良好的韌性、強度、耐磨性和抗冷熱疲勞性 能的材料（ 如 DAC）。2. 對模具材料要進行質(zhì)量檢測，模板要符合供貨協(xié)議要求，模板的化學(xué)成份要符 合國際上的有關(guān)規(guī)定。只有在確信模具材料合格的情況下，才能使用。3.模具鋼材生產(chǎn)廠家采用電渣重

11、熔鋼 H13 時要確保內(nèi)部質(zhì)量，避免可能出現(xiàn)的成份偏析、雜質(zhì)超標等內(nèi)部缺陷 , 要采用超聲波探傷等無損檢測技術(shù)檢查，確保鋼材 內(nèi)部質(zhì)量良好，避免可能出現(xiàn)的冶金缺陷，將廢品及早剔除。根據(jù)碳化物偏析對 模具壽命的影響，必須限制碳化物的不均勻度，對精密模具和負荷大的細長凸模， 必須選用韌性好強度高的模具鋼，碳化物不均勻度應(yīng)控制為不大于3 級。Cr12 鋼碳化物不均勻度 3 級要比 5 級耐用度提高 1 倍以上。如果碳化物偏析嚴重，可能 引起過熱、過燒、開裂、崩刃、塌陷、拉斷等早期失效現(xiàn)象。而對于直徑小于或等于 50mm 勺高合金鋼， 其碳化物不均勻性一般在 4 級以內(nèi)， 可滿足一般模具使用 要求。通

12、過鍛造能有效改善工具鋼的碳化物偏析， 一般鍛造后可降低碳化物偏析 2 級，最多為3 級。3. 合理選擇熱處理工藝 熱處理不當是導(dǎo)致模具早期失效的重要原因，從模具失效分析得知，45%的模具失效是由于熱處理不當造成的。模具熱處理包括鋼材鍛造后的退火，粗加工以后高 溫回火或低溫回火，精加工后的淬火與回火，電火花、線切割以后的去應(yīng)力低溫回火。只有冷熱加工很好相互配合，才能保證良好的模具壽命。1. 模具型腔大而壁薄時需要采用正常淬火溫度的上限，以使殘留奧氏體量增加， 使模具不致脹大。快速加熱法由于加熱時間短，氧化脫碳傾向減少，晶粒細小， 對碳素工具鋼大型模具淬火變形小。2. 對高速鋼采用低淬、高回工藝比

13、較好，淬火溫度低，回火溫度偏高，可大大提 高韌性，盡管硬度有所降低，但對提高因折斷或疲勞破壞的模具壽命極為有效。通常 Cr12MoV 鋼淬火加熱溫度為 1000C，油冷，然后220 C回火。如能在這種熱 處理以前先行熱處理一次，即加熱至 1100C保溫，油冷，700C高溫回火，則模具 壽命能大幅度提高。3.采用低溫氮碳共滲工藝，表面硬度可達 1200HV 也能大大提高模具壽命。低溫電解滲硫可降低金屬變形時的摩擦力，提高抗咬粘性能。使用6W6Mo5Cr4 鋼制作冷擠壓凸模，經(jīng)低溫氮碳共滲后，使用壽命平均提高 1 倍以上，再經(jīng)低溫電解滲 硫處理可以進一步提高壽命 50%。4. 模具淬火后存在很大的

14、殘留應(yīng)力，它往往引起模具變形甚至開裂。為了減少殘 留應(yīng)力，模具淬火后應(yīng)趁熱進行回火，回火應(yīng)充分，回火不充分易產(chǎn)生磨前裂紋。對碳素工具鋼，200C回火 1h,殘留應(yīng)力能消除約 50%回火 2h 殘留應(yīng)力能消除 約75%-80%而如果 500600C回火 1h,則殘留應(yīng)力能消除達 90%5. 回火后一般為空冷，在回火冷卻過程中，材料內(nèi)部可能會出現(xiàn)新的拉應(yīng)力，應(yīng) 緩冷到 100120C以后再出爐，或在高溫回火后再加一次低溫回火。4. 合理的模具表面強化工藝 模具表面強化的主要目的的是提高模具表面的耐磨性、耐蝕性和潤滑性能。表面強化處理工藝主要有氣體氮化法、離子氮化法、點火花表面強化法、滲硼、 TD

15、法、CVD 法、PVD 法、激光表面強化法、離子注入法、等離子噴涂法等。1. 氣體軟氮化：使氮在氮化溫度分解后產(chǎn)生活性氮原子，被金屬表面吸收滲入鋼中并且不斷自表面向內(nèi)擴散，形成氮化層。模具經(jīng)氮化處理后，表面硬度可達HV950- 1200,使模具具有很高的紅硬度和高的疲勞強度，并提高模具表面光潔的 度和抗咬合能力。2. 離子氮化： 將待處理的模具放在真空容器中， 充以一定壓力的含氮氣體 （如 氮或氮、氫混合氣），然后以被處理模具作陰極，以真空容器的罩壁作陽極，在陰 陽極之間加 400600 伏的直流電壓，陰陽極間便產(chǎn)生輝光放電，容器里的氣體被 電離，在空間產(chǎn)生大量的電子與離子。在電場的作用下，正

16、離子沖向陰極，以很 高速度轟擊模具表面，將模具加熱。離能正離子沖入模具表面，獲得電子，變成 氮原子被模具表面吸收，并向內(nèi)擴散形成氮化層。應(yīng)用離子氮化法可提高模具的 耐磨性和疲勞強度。3. 點火化表面強化：這是一種直接利用電能的高能量密度對模具表面進行強 化處理的工藝。它是通過火花放電的作用，把作為電極的導(dǎo)電材料溶滲進金屬工 件表層，從而形成合金化的表面強化層，使工作表面的物理、化學(xué)性能和機械性 能得到改善。例如采用 WC、 TiC 等硬質(zhì)合金電極材料強化高速鋼或合金工具鋼表 面， 可形成顯微硬度 HV1100 以上的耐磨、耐蝕和具有紅硬性的強化層，使模具的 使用壽命明顯得到提高。點火花表面強化

17、的優(yōu)點是設(shè)備簡單、操作方便，處理后 的模具耐磨性提高顯著；缺點是強化表面較粗糙，強化層厚度較薄，強化處理的 效率低。4. 滲硼：由于滲硼層具有良好的紅硬性、耐磨性，通過滲硼能顯著提高模具表 面硬度（達到 HV1302000）和耐磨性，可廣泛用于模具表面強化，尤其適用于 處理在磨粒磨損條件下的模具。但滲硼層往往存著較大的脆性，這也限制了它的 應(yīng)用。5. TD 熱處理：在空氣爐或鹽槽中放入一個耐熱鋼制的坩堝，將硼砂放入坩堝加熱熔化至 800C1200C，然后加入相應(yīng)的碳化物形成粉末（如鈦、鋇、鈮、鉻）， 再將鋼或硬質(zhì)合金工件放入坩堝中浸漬保溫 12 小時，加入元素將擴散至工件表 面并與鋼中的碳發(fā)生

18、反應(yīng)形成碳化物層，所得到的碳化物層具有很高的硬度和耐 磨性。6.CVDfe（化學(xué)氣相沉積）：將模具放在氫氣（或其它保護氣體）中加熱至 900C 1200C后，以其為載氣，把低溫氣化揮發(fā)金屬的化合物氣體如四氯化鈦（TiCI4 ）和甲苯 CH4（或其它碳氫化合物）蒸氣帶入爐中，使 TiCI4 中的鈦和碳氫化合物中 的碳（以及鋼表面的碳分） 在模具表面進行化學(xué)反應(yīng)， 從而生成一層所需金屬化 合物涂層 （如碳化鈦） 。7PVD 法（物理體相沉積）：在真空室中使強化用的金屬原子蒸發(fā)，或通過荷能 粒子的轟擊，在一個電流偏壓的作用下，將其吸引并沉積到工件表面形成化層。 利用 PVD法可在工件表面沉積碳化鈦、

19、氮化鈦、氧化鋁等多種化合物。8. 激光表面強化：當具有一定功率的激光束以一定的掃描速度照射到經(jīng)過黑化 處理的模具工作表面時，將使模具工作表面在很短時間內(nèi)由于吸收激光的能量而 急劇升溫。當激光束移開時，模具工作表面由基材自身傳導(dǎo)而迅速冷卻，從而形 成具有一定性能的表面強化層， 其硬度可提高 1520%，此外還具有淬火組子細小、 耐磨性高、節(jié)能效果顯著以及可改善工作條件等優(yōu)點。9. 離子注入：利用小型低能離子加速器，將需要注入元素的原子，在加熱器 的離子源中電離成離子，然后通過離子加熱器的高電壓電場將其加熱，成為高速 離子流，再經(jīng)過磁分析器提煉后，將離子束強行打入模具工作表面，從而改變模 具表面的

20、顯微硬度和粗糙度，降低表面摩擦系數(shù)，最終提高工作的使用壽命。5. 消除線切割產(chǎn)生的應(yīng)力線切割機加工前 , 原材料內(nèi)部因為淬火呈拉應(yīng)力狀態(tài)，線切割時產(chǎn)生的熱應(yīng) 力也是拉應(yīng)力，兩種應(yīng)力疊加的結(jié)果很容易達到材料的強度極限而產(chǎn)生微裂紋， 從而大大縮短沖壓模具壽命，因此要提高沖壓模具的壽命 , 需要消除線切割產(chǎn)生的 應(yīng)力。1研磨去掉白層 通常模具線切割后，經(jīng)過研磨去掉表面硬度低的灰白層后便可進 行裝配使用。但這樣做沒有改變線切割造成的應(yīng)力區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)，即使增大線切 割后的研磨余量，但因高硬層硬度高 （ 達 70HRC） ，研磨困難，過大的研磨量容易 破壞零件幾何形狀。2.回火處理 在線切割后，研磨去零件

21、表面的白層，再在 160C180C回火 2h , 則白層下面的高硬層可降低 5HR6HRC 線切割產(chǎn)生的熱應(yīng)力亦有所下降，從而 提高了沖模的韌性，延長了使用壽命。但是由于回火時間短，熱應(yīng)力消除不徹底， 沖模壽命并不十分理想。3. 磨削加工 線切割后磨削加工，可去掉低硬度的白層和高硬層，提高沖模壽 命。因為磨削時產(chǎn)生的熱應(yīng)力也是拉應(yīng)力，與線切割產(chǎn)生的熱應(yīng)力疊加，無疑也 會加劇沖模損壞。若在磨削后，再進行低溫時效處理，則可消除應(yīng)力影響，顯著 提高沖模韌性，使沖模壽命提高。因為幾何形狀復(fù)雜的沖模大多數(shù)是采用線切割 加工，所以磨削形狀復(fù)雜的沖模必須采用價格昂貴的坐標磨床和光學(xué)曲線磨床， 而這兩種設(shè)備一

22、般廠家都不具備，故推廣困難。4. 噴丸處理后再低溫回火 噴丸處理可使線切割切口的殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏 體，提高沖模的強度和硬度，使表面層應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，拉應(yīng)力降低，甚至變 為壓應(yīng)力狀態(tài)，使裂紋萌生和擴展困難，再結(jié)合低溫回火，消除淬火層內(nèi)拉應(yīng)力， 可使沖模壽命提高 1020 倍。噴丸處理受設(shè)備條件和沖模零件形狀 （內(nèi)表面） 限 制，難以普遍應(yīng)用。5. 研磨后再低溫時效處理 線切割表面經(jīng)研磨后，高硬層已基本去掉，再進 行 120C150CX510h低溫時效處理（亦稱低溫回火處理），亦可經(jīng)過 160C 180CX46h 低溫回火處理。這樣可消除淬火層內(nèi)部拉應(yīng)力，而硬度降低甚微（后 者硬度降低稍大

23、），卻大大提高了韌性，降低了脆性，沖模壽命可提高2 倍以上。這一方法簡便易行，效果十分明顯，易于推廣。 消除線切割加工產(chǎn)生的應(yīng)力，提高韌性，最佳方法是噴丸 + 低溫回火，其次是磨 削后 + 研磨 + 低溫回火，再次是研磨 + 低溫時效處理，各單位可根據(jù)自己的具體 情況選擇。某單位曾用材料為 Cr12MoV 的沖模，線切割后分別做如下試驗，其壽命差異 非常大。. 直接用于沖裁，刃磨壽命 1 0742 次。C回火 2h,刃磨壽命 11180 次。c. 研磨去白層，刃磨壽命僅 4860 次。d. 研磨去白層，160CX2h 回火，刃磨壽命為 7450 次。e. 磨削，刃磨壽命 28743 次。f.

24、噴丸后經(jīng) 160CX2h 回火， 刃磨壽命達到 220000 次。. 合理的機械加工工藝和良好的加工精度 機械加工工藝要能消除加工后的加工變形與殘留應(yīng)力 , 盡量采用磨削、研磨和拋光 等精加工和精細加工，獲得較小的表面粗糙度值，提高模具使用壽命。1.粗加工時表面粗糙度 Raum 模具工作部分轉(zhuǎn)角處要光滑過渡，減少熱 處理產(chǎn)生的熱應(yīng)力。2. 模具表面加工時留下的刀痕、磨痕都是應(yīng)力集中的部位，也是早期裂紋和疲 勞裂紋源，因此在沖模加工時一定要刃磨好刀具。平面刀具兩端一定要刃磨好圓 角 R 圓弧刀具刃磨時要用 R 規(guī)測量，絕不允許出現(xiàn)尖點。3. 在精加工時走刀量要小，不允許出現(xiàn)刀痕。對于復(fù)雜零件要留

25、一定的打磨余 量，即使加工后沒有刀痕，也要再由模具鉗工用風(fēng)動砂輪打磨拋光，但要注意防 止打磨時局部出現(xiàn)過熱、燒傷表面和降低表面硬度。4.模具電加工表面有硬化層，厚 10m左右，硬化層脆而有殘留應(yīng)力，直接使 用往往引起早期開裂，這種硬化層在對其進行 180C左右的低溫回火時可消除其殘 留應(yīng)力。磨削時若磨削熱過大會引起肉眼看不見的與磨削方向垂直的微小裂紋， 在拉應(yīng)力作用下，裂紋會擴展。對 Cr12MoVl 岡冷沖壓凹模采用干磨，磨削深度為 時，使用中 100%裂；采用濕磨，磨削深度時，使用性能良好。消除磨削應(yīng)力 也可將模具在 260315C的鹽浴中浸，然后在 30C油中冷卻，這樣硬度可下降 1HR

26、C 殘留應(yīng)力降低 40%65%對于精密模具的精密磨削要注意環(huán)境溫度的影響， 要求恒溫磨削。5. 沖模粗加工時要為精加工保留合理的加工余量，因為所留的余量過小，可能因 熱處理變形造成余量不夠，必須對新制沖模進行補焊，若留的余量過大，則增加 了淬火后的加工難度。6.沖模滑塊或浮塊的平行度超過要求時，會使沖模鎖扣啃壞或打裂，重者會打 斷頂桿甚至損壞模具，所以在沖模加工中除對模腔尺寸按圖紙要求加工外，對其 它各部分外形尺寸、位置度、平行度、垂直度都要按要求加工并嚴格檢驗。7. 沖模模腔的粗糙度直接影響沖模壽命，粗糙度高會使沖件不易脫模，特別是中間帶凸起部位，沖件越深，脫料越困難，最后只能卸下沖模用機加

27、工或氣割的 方法破壞沖件。由于粗糙度值高會使金屬流動阻力增加，嚴重時會將模壁磨損成 溝槽，既影響沖件成形，也易使沖模早期失效。工作表面粗糙度值低的模具不但 摩擦阻力小，而且抗咬合和抗疲勞能力強，表面粗糙度一般要求Raum8. 模具的制造裝配精度對模具壽命的影響也很大，裝配精度高，底面平直，平 行度好，凸模與凹模垂直度高，間隙均勻，亦可獲得相當高的壽命。7. 沖壓原材料的選用1沖壓件的材料有金屬和非金屬。一般來講，非金屬材料的強度低，所需的成形 力小，模具受力小，模具壽命高。因此，金屬件成形模比非金屬成形模的壽命低。2. 實際生產(chǎn)中， 由于沖壓原材料厚度公差超差、 材料性能波動、 表面質(zhì)量較差

28、( 如銹跡）或不干凈（如油污）等，會造成模具工作零件磨損加劇、易崩刃等不良后果。為此，應(yīng)當注意：a. 盡可能采用沖壓工藝性好的原材料，以減少沖壓變形力；b. 沖壓前應(yīng)嚴格檢查原材料的牌號、厚度及表面質(zhì)量等，并將原材料擦拭干凈，必要時應(yīng)清除表面氧化物和銹跡；根據(jù)沖壓工序和原材料種類，必要時可安排 軟化處理和表面處理，以及選擇合適的潤滑劑和潤滑工序。8. 針對工作溫度的良好潤滑 沖壓模具的工作溫度可分為低溫、常溫或交變溫度等幾種狀態(tài)，溫度對鋼的耐磨 性有相當大的影響。通常在 250 度以下時主要為氧化磨損，即沖壓模具對接件或 沖壓模具與工件之間相對摩擦，形成氧化膜并反復(fù)形成和剝落，磨損量較?。?5

29、0 度到 300 度之間時轉(zhuǎn)變?yōu)檎持p，磨損量達到最大值；高于 300 度又轉(zhuǎn)化為氧 化磨損為主，磨損量趨向減小，但溫度過高時，沖壓模具硬度明顯下降，粘著現(xiàn) 象加重，甚至形成較大面積燒結(jié)和熔融磨損。沖壓工作時，模具因受熱而升溫，隨著溫度的上升，模具的強度下降，易產(chǎn)生 塑性變形。同時，模具同工件接觸的表面與非接觸表面溫度有差別，在模具中造 成溫度應(yīng)力。潤滑模具與坯料的相對運動表面，可減少模具與坯料的直接接觸， 減少磨損，降低成形力。同時，潤滑劑還能在一定程度上阻礙坯料向模具傳熱， 降低模具溫度，對提高模具壽命都是有利的。9. 沖壓設(shè)備的選擇與安裝運行沖壓設(shè)備的精度與剛度 ,結(jié)構(gòu)特征 ,安裝環(huán)境

30、以及沖壓速度都有將對模具壽命有很 大的影響。1. 設(shè)備的精度與剛度 沖壓設(shè)備的精度與剛性對沖壓模具壽命的影響極為重要。 沖壓設(shè)備的精度高、剛性好，沖模壽命大為提高。模具成形工件的力是由設(shè)備提 供的，在成形過程中，設(shè)備因受力將產(chǎn)生彈性變形。復(fù)雜硅鋼片沖模材料為Crl2MoV,在普通開式壓力機上使用，平均復(fù)磨壽命為 1-3 萬次，而新式精密壓力 機上使用，沖模的復(fù)磨壽命可達 6 1 2 萬次。尤其是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、剛性好的壓力機，否則，將會降低模具壽命， 嚴重者還會損壞模具。2. 沖床本身堅固的框架結(jié)構(gòu)和地基隔離帶可以分解沖壓過程中的沖擊力。在沖床 地基

31、周圍設(shè)置高濕度的隔離帶 , 使用地基可以保持沖床的水平度，而水平度影響模 具的壽命。3. 控制滑塊的導(dǎo)向精度。 大多數(shù)沖床只靠導(dǎo)軌來控制滑塊的垂直運動，導(dǎo)軌不 但控制驅(qū)動輪的運動而且承載機構(gòu)產(chǎn)生的力?；壉仨毝ㄆ诟鼡Q，但如果安裝一 個導(dǎo)向套，將延長滑塊和導(dǎo)軌的壽命。這種帶導(dǎo)向套的滑塊吸收偏心輪產(chǎn)生的側(cè) 向力，并將其分解。在雙重導(dǎo)向的沖程中，導(dǎo)軌的作用是引導(dǎo)承受模具反作用力 的滑塊，因此必須充分利用導(dǎo)軌的全部長度，使滑塊在整個行程中被充分導(dǎo)向。 這種導(dǎo)向套與導(dǎo)軌的組合導(dǎo)向比單獨由導(dǎo)軌導(dǎo)向的導(dǎo)向面積要大 1 倍多。使用導(dǎo) 向套再加上潤滑油（而不是脂潤滑） ，可使導(dǎo)軌間隙（英寸）比無導(dǎo)向套更小（英

32、寸）。使用小間隙導(dǎo)向可精確的控制滑塊運動，盡管這種結(jié)構(gòu)比無導(dǎo)向套初期的成 本要高，但它可以使模具的壽命延長 30%。4. 降低落料時或沖裁力很大時的沖擊力。 當切刃剪切至板料厚度的 20%-30%時， 板料開始斷裂，并釋放能量，促使滑塊高速下行。在行程末端滑塊速度的突然增 大會對沖床和模具產(chǎn)生巨大的沖擊，滑塊在材料斷裂點的速度與生成的反作用力 直接相關(guān)。為減小這種沖擊，在相同的生產(chǎn)節(jié)拍下使用一種驅(qū)動連桿將滑塊在行 程末端的速度減小到用曲柄沖床的 40%?；瑝K對于模具的接觸速度和沖擊力也將降 為曲柄沖床的 60%。這種速度降低意味著減小了上下模的沖擊， 從而延長了模具的 壽命。5. 沖壓速度 沖

33、壓速度愈高，模具在單位時間內(nèi)受的沖擊力愈大 （沖量大 ）；時 間愈短，沖擊能量來不及傳遞和釋放，易集中在局部，造成局部應(yīng)力超過模具材 料的屈服應(yīng)力或斷裂強度。因此，沖壓速度越高，模具越易斷裂或塑性變形失效。10. 日常保養(yǎng)與刃磨維修 為了保護正常生產(chǎn)，提高沖壓件質(zhì)量，降低成本，延長沖壓模具壽命，必須對 模具進行日常保養(yǎng) , 確保正確使用和刃磨維修。1. 做好沖模的日常保養(yǎng)、維護工作 , 注意保持棋具的清潔和合理的潤滑，嚴格執(zhí) 行沖?！叭龣z查”制度 （使用前檢查，使用過程中檢查與使用后檢查 ） 。2. 模具的正確安裝與調(diào)試 : 嚴格控制凸模進入凹模深度；控制校正彎曲、冷擠、 整形等工序上模的下止

34、點。3.沖模刃磨修理：凸、凹模表面粗糙度值越低，耐疲勞強度越高，粗糙度值每降 低 1 級，壽命可提高 1 倍。板料在沖裁時，隨著凸模進入板料深度的增加，材料 向凸、凹模刃口流動，直到凸模刃口和凹模刃口之間產(chǎn)生的裂紋重合時為止。在 材料流動時，凸、凹模端面產(chǎn)生很大的摩擦力，摩擦力大小在很大程度上取決于 凸、凹模端面粗糙度的高低，因此，研磨凸、凹模端面有利于提高沖模壽命，特 別是形狀復(fù)雜而精度要求高的中小型沖模。因此，研磨凸、凹模時，必須研磨側(cè) 面后再研磨端面磨削后。三、沖壓模具的壽命管理 為了確保模具的使用處于受控狀態(tài)，防止報廢模具被使用，并根據(jù)需要申請備用 模具，模具公司對模具的使用壽命要進行

35、有效的管理。流程責任部門作業(yè)內(nèi)容相關(guān)記錄略見雜志發(fā)表的原著評估 , 并填寫模具壽命評估表O模具使用單位各模具使用部門每月 2528 號匯總模具生產(chǎn)數(shù)量，并將匯總結(jié)果反饋到模具 制造部門 評估報告 模具檔案資料 模具制造部門模具制造部門將匯總的模具生產(chǎn)數(shù)量記錄到模具的檔案資料。模具制造部門 將快要到模具壽命的模具資料反饋到各模具使用單位 相關(guān)單位模具使用單位根據(jù)模具制造部門反饋的數(shù)據(jù)，申請評估小組對模具狀況進行 評估模具使用部門模具制造部門模具使用單位負責將模具的評估結(jié)果反饋到模具制造部門. 在模具移交的時候，模具制造部門負責建立模具的履歷檔案，包括模具設(shè)計壽 命、設(shè)計圖面、生產(chǎn)數(shù)量等資料。. 模具使用單位平時收集好模具生產(chǎn)數(shù)量