沖壓模具的壽命管理

隨著模具工業(yè)的不斷發(fā)展，模具的應(yīng)用越來越廣泛。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)模具企業(yè)，模具的使用壽命還比較低，而且缺乏對(duì)模具壽命管理的理論認(rèn)識(shí)和指導(dǎo)依據(jù)，這不僅會(huì)影響模具沖壓生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量，而且會(huì)造成模具材料、加工工時(shí)等成本的巨大浪費(fèi)，增加產(chǎn)品的成本并降低生產(chǎn)效率，嚴(yán)重影響模具企業(yè)產(chǎn)品市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力?，F(xiàn)從模具壽命的概念入手，說明了模具的失效形式及原理，通過對(duì)影響模具壽命的各方面因素進(jìn)行分析，提供了模具壽命管理的有效方法和相關(guān)數(shù)據(jù)。一、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(dá)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(dá)到一定的工業(yè)水平下公認(rèn)的壽命時(shí)就不能工作。早期失效的形式有塑性變形、斷裂、局部嚴(yán)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。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(jiǎn)稱模具壽命，模具首次修復(fù)前生產(chǎn)出的合格產(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。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。?磨損失效模具在工作時(shí)，與成形坯料接觸，產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。由于表面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，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：疲勞磨損兩接觸表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在循環(huán)應(yīng)力（機(jī)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。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，使模具表面形成微小麻點(diǎn)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?zèng)_擊模具表面，使模具表面局部材料流失，形成麻點(diǎn)和凹坑的現(xiàn)象叫沖蝕磨損。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(jī)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(duì)運(yùn)動(dòng)中，磨損往往是以多種形式并存，并相互影響。?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(shí)，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(qiáng)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。.塑性變形失效模具在工作時(shí)承受很大的應(yīng)力，而且不均勻。當(dāng)模具的某個(gè)部位的應(yīng)力超過了當(dāng)時(shí)溫度下模具材料的屈服極限時(shí)，就會(huì)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(shí)，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(jī)械負(fù)荷以及模具的室溫強(qiáng)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(qiáng)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(jì)、模具鋼材選用、熱處理、表面處理、機(jī)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(rùn)滑、保養(yǎng)維修水平差等諸多因素有關(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(dāng)約占25%，熱處理不當(dāng)約占45%，工藝問題約占10%；設(shè)備問題、滑潤(rùn)問題等因素約占20%。合理的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)對(duì)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(shí)受力均勻，不易偏載，應(yīng)力集中小。模具設(shè)計(jì)的原則是保證足夠的強(qiáng)度、剛度、同心度、對(duì)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(jì)要求。因此對(duì)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(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)著重考慮的是：.設(shè)計(jì)凸模時(shí)必須注意導(dǎo)向支撐和對(duì)中保護(hù)。特別是設(shè)計(jì)小孔凸模時(shí)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(zhǎng)模具壽命。.對(duì)小孔、夾角、窄槽等薄弱部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，為了減少應(yīng)力集中，要以圓弧過渡，圓弧半徑R可取3~5mm。.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(duì)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。.沖模的凸、凹模圓角半徑R不僅對(duì)沖壓件成形有較大的影響，而且對(duì)于模具的磨損及壽命也影響很大。設(shè)計(jì)時(shí)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。?合理增大間隙，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(zhǎng)切飛邊模壽命。?模架應(yīng)有良好的剛性，不要僅僅滿足強(qiáng)度要求，模座厚度不宜太薄，至少應(yīng)設(shè)計(jì)到45mm以上。浮動(dòng)模柄可避免沖床對(duì)模具導(dǎo)向精度的不良影響。凸模應(yīng)緊固牢靠，裝配時(shí)要檢查凸?；虬寄５妮S線對(duì)水平面的垂直度以及上下底面之間的平行度。?模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)精度。準(zhǔn)確和可靠的導(dǎo)向，對(duì)于減少模具工作零件的磨損，避免凸、凹?？袀绊憳O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(jī)構(gòu)的精度。一般情況下，導(dǎo)向機(jī)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(jì)4根導(dǎo)柱導(dǎo)向，這樣導(dǎo)向性能好。因?yàn)樵黾恿藙偠龋ＷC了凸、凹模間隙均勻，確保凸模和凹模不會(huì)發(fā)生碰切現(xiàn)象。?排樣方式與搭邊值大小對(duì)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(duì)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(shí)，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。合理選擇模具材料沖壓模具工作時(shí)要承受沖擊、振動(dòng)、摩擦、高壓和拉伸、彎扭等負(fù)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(duì)模具的壽命影響較大，不同材質(zhì)的模具壽命往往不同，對(duì)模具工作零件材料的要求比普通零件也高。.根據(jù)模具的工作條件、生產(chǎn)批量以及材料本身的強(qiáng)韌性能來選擇模具用材，應(yīng)盡可能選用品質(zhì)好的鋼材。材料的使用性能應(yīng)具有高硬度（58~64HRC）和高強(qiáng)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。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、生產(chǎn)批量、精度要求等，選擇性能優(yōu)良的模具材料，同時(shí)兼顧其工藝性和經(jīng)濟(jì)性。在大批量生產(chǎn)選用模具材料時(shí)，應(yīng)選用長(zhǎng)壽命的模具材料，如硬質(zhì)合金，高強(qiáng)韌、高耐磨模具鋼（如SKD11,SLD,DC53等）；對(duì)小批量或新產(chǎn)品試制可采用國(guó)產(chǎn)的45#、Cr12等模具材料；對(duì)于易變形、易斷裂失效的通用模具，需要選用高強(qiáng)度、高韌性的材料DF-2；熱沖模則要選用具有良好的韌性、強(qiáng)度、耐磨性和抗冷熱疲勞性能的材料（如DAC）。.對(duì)模具材料要進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，模板要符合供貨協(xié)議要求，模板的化學(xué)成份要符合國(guó)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。?模具鋼材生產(chǎn)廠家采用電渣重熔鋼H13時(shí)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(biāo)等內(nèi)部缺陷,要采用超聲波探傷等無損檢測(cè)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(duì)模具壽命的影響，必須限制碳化物的不均勻度，對(duì)精密模具和負(fù)荷大的細(xì)長(zhǎng)凸模，必須選用韌性好強(qiáng)度高的模具鋼，碳化物不均勻度應(yīng)控制為不大于3級(jí)。Cr12鋼碳化物不均勻度3級(jí)要比5級(jí)耐用度提高1倍以上。如果碳化物偏析嚴(yán)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(duì)于直徑小于或等于50mm的高合金鋼，其碳化物不均勻性一般在4級(jí)以內(nèi)，可滿足一般模具使用要求。通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(jí)，最多為3級(jí)。合理選擇熱處理工藝熱處理不當(dāng)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(dāng)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。.模具型腔大而壁薄時(shí)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?？焖偌訜岱ㄓ捎诩訜釙r(shí)間短，氧化脫碳傾向減少，晶粒細(xì)小，對(duì)碳素工具鋼大型模具淬火變形小。?對(duì)高速鋼采用低淬、高回工藝比較好，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(duì)提高因折斷或疲勞破壞的模具壽命極為有效。通常Crl2MoV鋼淬火加熱溫度為1000°C,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。?采用低溫氮碳共滲工藝，表面硬度可達(dá)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(shí)的摩擦力，提高抗咬粘性能。使用6W6Mo5Cr4V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(jìn)一步提高壽命50%。?模具淬火后存在很大的殘留應(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(jìn)行回火，回火應(yīng)充分，回火不充分易產(chǎn)生磨前裂紋。對(duì)碳素工具鋼，200C回火lh，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500?600°C回火lh，則殘留應(yīng)力能消除達(dá)90%。?回火后一般為空冷，在回火冷卻過程中，材料內(nèi)部可能會(huì)出現(xiàn)新的拉應(yīng)力，應(yīng)緩冷到100?120°C以后再出爐，或在高溫回火后再加一次低溫回火。合理的模具表面強(qiáng)化工藝模具表面強(qiáng)化的主要目的的是提高模具表面的耐磨性、耐蝕性和潤(rùn)滑性能。表面強(qiáng)化處理工藝主要有氣體氮化法、離子氮化法、點(diǎn)火花表面強(qiáng)化法、滲硼、TD法、CVD法、PVD法、激光表面強(qiáng)化法、離子注入法、等離子噴涂法等.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(kuò)散，形成氮化層。模具經(jīng)氮化處理后，表面硬度可達(dá)HV950?1200，使模具具有很高的紅硬度和高的疲勞強(qiáng)度，并提高模具表面光潔的度和抗咬合能力。.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?dú)怏w（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(yáng)極，在陰陽(yáng)極之間加400?600伏的直流電壓，陰陽(yáng)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(chǎng)的作用下，正離子沖向陰極，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(kuò)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(qiáng)度。.點(diǎn)火化表面強(qiáng)化：這是一種直接利用電能的高能量密度對(duì)模具表面進(jìn)行強(qiáng)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(jìn)金屬工件表層，從而形成合金化的表面強(qiáng)化層，使工作表面的物理、化學(xué)性能和機(jī)械性能得到改善。例如采用WC、TiC等硬質(zhì)合金電極材料強(qiáng)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(qiáng)化層，使模具的使用壽命明顯得到提高。點(diǎn)火花表面強(qiáng)化的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，處理后的模具耐磨性提高顯著；缺點(diǎn)是強(qiáng)化表面較粗糙，強(qiáng)化層厚度較薄，強(qiáng)化處理的效率低。.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(dá)到HV1300?2000）和耐磨性，可廣泛用于模具表面強(qiáng)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。.TD熱處理：在空氣爐或鹽槽中放入一個(gè)耐熱鋼制的坩堝，將硼砂放入坩堝加熱熔化至800°C?1200°C，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1?2小時(shí)，加入元素將擴(kuò)散至工件表面并與鋼中的碳發(fā)生反應(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。.CVD法（化學(xué)氣相沉積）:將模具放在氫氣（或其它保護(hù)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?xì)浠衔铮┱魵鈳霠t中，使TiCI4中的鈦和碳?xì)浠衔镏械奶迹ㄒ约颁摫砻娴奶挤郑┰谀＞弑砻孢M(jìn)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）。PVD法（物理體相沉積）：在真空室中使強(qiáng)化用的金屬原子蒸發(fā)，或通過荷能粒子的轟擊，在一個(gè)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、氮化鈦、氧化鋁等多種化合物。.激光表面強(qiáng)化：當(dāng)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(shí)，將使模具工作表面在很短時(shí)間內(nèi)由于吸收激光的能量而急劇升溫。當(dāng)激光束移開時(shí)，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(qiáng)化層，其硬度可提高15?20%，此外還具有淬火組子細(xì)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(diǎn)。.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(chǎng)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(qiáng)行打入模具工作表面，從而改變模具表面的顯微硬度和粗糙度，降低表面摩擦系數(shù)，最終提高工作的使用壽命。消除線切割產(chǎn)生的應(yīng)力線切割機(jī)加工前,原材料內(nèi)部因?yàn)榇慊鸪世瓚?yīng)力狀態(tài)，線切割時(shí)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(dá)到材料的強(qiáng)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。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(jìn)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(dá)70HRC），研磨困難，過大的研磨量容易破壞零件幾何形狀。?回火處理在線切割后，研磨去零件表面的白層，再在160°C?180°C回火2h,則白層下面的高硬層可降低5HRC?6HRC，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(zhǎng)了使用壽命。但是由于回火時(shí)間短，熱應(yīng)力消除不徹底，沖模壽命并不十分理想。.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?yàn)槟ハ鲿r(shí)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(huì)加劇沖模損壞。若在磨削后，再進(jìn)行低溫時(shí)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?yàn)閹缀涡螤顝?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(jià)格昂貴的坐標(biāo)磨床和光學(xué)曲線磨床，而這兩種設(shè)備一般廠家都不具備，故推廣困難。?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(qiáng)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?yōu)閴簯?yīng)力狀態(tài)，使裂紋萌生和擴(kuò)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10?20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。?研磨后再低溫時(shí)效處理線切割表面經(jīng)研磨后，高硬層已基本去掉，再進(jìn)行120C?150CX5?1Oh低溫時(shí)效處理（亦稱低溫回火處理），亦可經(jīng)過160°C?180CX4?6h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），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(jiǎn)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(shí)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(yàn)，其壽命差異非常大。直接用于沖裁，刃磨壽命10742次。160C回火2h,刃磨壽命11180次。C.研磨去白層，刃磨壽命僅4860次。研磨去白層，160°CX2h回火，刃磨壽命為7450次。磨削，刃磨壽命28743次。噴丸后經(jīng)160CX2h回火，刃磨壽命達(dá)到220000次。合理的機(jī)械加工工藝和良好的加工精度機(jī)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(xì)加工，獲得較小的表面粗糙度值，提高模具使用壽命。?粗加工時(shí)表面粗糙度RaV3.2口m,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。?模具表面加工時(shí)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(shí)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(shí)要用R規(guī)測(cè)量，絕不允許出現(xiàn)尖點(diǎn)。?在精加工時(shí)走刀量要小，不允許出現(xiàn)刀痕。對(duì)于復(fù)雜零件要留一定的打磨余量，即使加工后沒有刀痕，也要再由模具鉗工用風(fēng)動(dòng)砂輪打磨拋光，但要注意防止打磨時(shí)局部出現(xiàn)過熱、燒傷表面和降低表面硬度。?模具電加工表面有硬化層，厚10口m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(duì)其進(jìn)行180C左右的低溫回火時(shí)可消除其殘留應(yīng)力。磨削時(shí)若磨削熱過大會(huì)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(huì)擴(kuò)展。對(duì)Cr12MoV鋼冷沖壓凹模采用干磨，磨削深度為0.04?0.05mm時(shí)，使用中100%開裂；采用濕磨，磨削深度0.005?0.01mm時(shí)，使用性能良好。消除磨削應(yīng)力也可將模具在260?315C的鹽浴中浸1.5min,然后在30C油中冷卻，這樣硬度可下降1HRC，殘留應(yīng)力降低40%?65%。對(duì)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。?沖模粗加工時(shí)要為精加工保留合理的加工余量，因?yàn)樗舻挠嗔窟^小，可能因熱處理變形造成余量不夠，必須對(duì)新制沖模進(jìn)行補(bǔ)焊，若留的余量過大，則增加了淬火后的加工難度。?沖模滑塊或浮塊的平行度超過要求時(shí)，會(huì)使沖模鎖扣啃壞或打裂，重者會(huì)打斷頂桿甚至損壞模具，所以在沖模加工中除對(duì)模腔尺寸按圖紙要求加工外，對(duì)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(yán)格檢驗(yàn)。?沖模模腔的粗糙度直接影響沖模壽命，粗糙度高會(huì)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(jī)加工或氣割的方法破壞沖件。由于粗糙度值高會(huì)使金屬流動(dòng)阻力增加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)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(qiáng)，表面粗糙度一般要求Ra=0.4?0.8口m。?模具的制造裝配精度對(duì)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(dāng)高的壽命。沖壓原材料的選用沖壓件的材料有金屬和非金屬。一般來講，非金屬材料的強(qiáng)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。?實(shí)際生產(chǎn)中，由于沖壓原材料厚度公差超差、材料性能波動(dòng)、表面質(zhì)量較差（如銹跡）或不干凈（如油污）等，會(huì)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(dāng)注意：盡可能采用沖壓工藝性好的原材料，以減少?zèng)_壓變形力；沖壓前應(yīng)嚴(yán)格檢查原材料的牌號(hào)、厚度及表面質(zhì)量等，并將原材料擦拭干凈，必要時(shí)應(yīng)清除表面氧化物和銹跡；③根據(jù)沖壓工序和原材料種類，必要時(shí)可安排軟化處理和表面處理，以及選擇合適的潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑工序。針對(duì)工作溫度的良好潤(rùn)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(duì)鋼的耐磨性有相當(dāng)大的影響。通常在250度以下時(shí)主要為氧化磨損，即沖壓模具對(duì)接件或沖壓模具與工件之間相對(duì)摩擦，形成氧化膜并反復(fù)形成和剝落，磨損量較?。?50度到300度之間時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)檎持p，磨損量達(dá)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(shí)，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(shí)，模具因受熱而升溫，隨著溫度的上升，模具的強(qiáng)度下降，易產(chǎn)生塑性變形。同時(shí)，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(rùn)滑模具與坯料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(shí)，潤(rùn)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(duì)提高模具壽命都是有利的。沖壓設(shè)備的選擇與安裝運(yùn)行沖壓設(shè)備的精度與剛度,結(jié)構(gòu)特征,安裝環(huán)境以及沖壓速度都有將對(duì)模具壽命有很大的影響。?設(shè)備的精度與剛度沖壓設(shè)備的精度與剛性對(duì)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(jī)上使用，平均復(fù)磨壽命為1-3萬次，而新式精密壓力機(jī)上使用，沖模的復(fù)磨壽命可達(dá)6~12萬次。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(jī)，否則，將會(huì)降低模具壽命，嚴(yán)重者還會(huì)損壞模具。?沖床本身堅(jiān)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。?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(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌不但控制驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)而且承載機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的力?；壉仨毝ㄆ诟鼡Q，但如果安裝一個(gè)導(dǎo)向套，將延長(zhǎng)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