内容发布更新时间 : 2024/12/29 22:23:55星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

【摘 要】：随着机械产品零部件的批量化生产，冷冲压模具已经越来越被企业广泛的应用，各企业为了确保机械产品的加工质量，提高产品的加工效率，降低制造成本，已经把提高冷冲压模具的使用寿命作为企业研发的一项重要课题来研究。文章从工作中的实际经验着手，从影响冷冲压模具使用寿命的几种形式，影响冷冲压模具使用寿命的原因，提高冷冲压模具使用寿命的措施与途径等几方面进行了探讨。通过对冷作模具常见失效形式的分析,找出造成模具提前失效、影响其正常生产寿命的原因[1]。从模具设计制造、制作材料的选择、热处理工艺和维护保养几方面入手,采取相应的措施,就能够有效地提高冷作模具的寿命。 【关键词】：冷作模具； 失效形式； 模具寿命；失效分析

引言

模具寿命是指模具在保证产品零件质量的前提下，所能加工制件的总数量，它包括工作面的多次修磨和易损件更换后的寿命。模具寿命一般可分为设计寿命和使用寿命，在模具设计阶段就应明确该模具适用的生产批量类型或者模具生产制件的总数量，即模具的设计寿命；在正常情况下，模具的使用寿命应大于设计寿命。不同类型的模具正常损坏的形式也不一样，冲压模具失效形式主要为磨损失效、变形失效、断裂失效和啃伤失效等。然而，由于冲压工序不同、工作条件不同，影响冲压模具寿命的因素是多方面的。冷冲压模具的使用寿命，直接关系着产品加工质量和产品加工效率的高低，是影响产品加工经济成本以及产品加工经济效益的重要因素，同时也是衡量冷冲压模具制造水平高低的重要指标。为了确保企业的产品加工质量，产品的加工效率，降低产品的经济成本，获得最大的经济效益，努力提高冷冲压模具的使用寿命是诸多因素中的重要一环。我们有必要根据具体的实际情况，科学的分析和研究，影响冷冲压模具使用寿命长短的各种因素，从冷冲压模具的结构设计开始，从冷冲压模具材料的合理选材入手，从冷冲压模具加工工艺的制定、装配与调试等多种途径和渠道，采用多方位的科学技术手段，来确保提高冷冲压模具的加工制造质量，延长冷冲压模具的使用寿命。为此，从以下几个方面进行简略的分析。以下就冲压模具在的模具设计、模具制造、模具使用等方面来分析冲压模具寿命的影响因素，并提出相应的改善措施来提高模具的使用寿命[2]。

1 影响冷冲压模具使用寿命的几种形式

影响冷冲压模具使用寿命的形式、原因多种多样，其中最主要的有断裂，变形，磨损，啃伤等等。 1.1 断裂

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冷冲压模具凸、凹模在使用过程中，突然出现的破损、折断和裂痕等现象。由于模具的凸、凹模是模具在冲压工作中承受冲压力最大的部分，因此模具凸、凹模在冲压过程中，会出现断裂等现象，其主要原因是：热处理加工处置不当（淬火过硬或硬度层太深），设计间隙过小等均会造成模具凸、凹模破损、折断和断裂【1】。模具凸、凹模的断裂，有的是局部的损坏，我们可以通过修复后继续使用，有的则是断裂损坏的程度比较大或是完全损坏不可再修复，只得按图纸设计另行配置新的凸模或凹模后使用。下图1是凸模折断与拉断示意图：

图1飞壳反挤凸模断裂 a——折断b——拉断

a.折断（见图1a）。图2是飞壳反挤凸模，图2a是凸模断裂中的一种常见形式，断口大多数集中在台阶过渡处，断口是倾斜的，在断口上呈现出断裂时的撕裂条纹犷并且能看出裂纹产生的区域及其断裂的方向。

b.拉断（见图1b）。在我们的实际使用中发现，凸模拉断多半是在润滑条件变坏的情况下发生的，每卸件一次，凸模上都会产生一次附加拉应力的作用。拉断部位均在截面变化的过渡处，断口平整。 1.2 变形

冷冲压模具凸、凹模在使用过中发生了形状变形，使被加工出的产品零件，几何形状有所改变，进而影响了被加工零件的尺寸精度与形状要求。这与断裂的情形正好相反，主要是由于凸、凹模在热处理过程中淬火硬度不够或淬火硬度层太浅，而使得凸、凹模在受力过程中发生了几何变形。由于各方面的原因，凸模往往在冷挤压几次或几十次后就会产生0.2%～0.5%的塑性变形，其塑性变形形式是镦粗、变形和弯曲等永久变形。如下图2所示：

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图2 塑性变形

a——镦粗b——变形c——弯曲

1.3 磨损

冷冲压模具凸、凹模与被加工材料之间相互长时间频繁摩擦，造成的磨损。由于凸、凹模在与被加工材料之间相互长时间摩擦，大批量长时间的冲裁加工零件，冲裁零件毛刺过大（间隙过大），凸、凹间隙过小等，都是造成凸、凹模刀口部分磨损的重要原因。如凸、凹模刀口变钝，棱角变园等等。 1.4 啃伤

冷冲压模具凸、凹模间隙调整装配不均匀，凸、凹模相邻边缘相互啃咬，造成凸、凹模刃口啃伤。如模具装配过程中，凸、凹模位置偏移、间隙不均匀，安装不带导向的模具时，凸、凹模间隙调整不合适，而发生的凸、凹模相互啃咬损伤。

2影响冲压模具寿命的因素

2.1 模具结构的影响

合理的结构可以提高模具的寿命，模具设计的原则是保证足够的强度和刚性、对中性和合理的冲裁间隙及受力平衡、承载变形小、有足够的稳定性、并减少应力集中，模具的形位和尺寸精度能满足工作质量要求[3]。模具的结构形式是根据冲压件的形状来设计的，对同一冲压件，模具的结构形式可以有很多种选择，若模具结构不合理可能导致应力集中而断裂失效。冲压件的形状越复杂，模具结构也会越复杂，冲压时会加大模具的局部磨损或变形、损坏，将会降低模具的寿命。影响模具寿命的结构主要有模具圆角半径、凸模端面形状、凹模锥角和凹模截面变化的大小。

模具零件各表面的转角应尽可能设计成圆角过渡，以避免应力集中；对于凹模、型腔及部分凸模、型芯，可采用组合或镶拼结构来消除应力集中，模具零件的相邻面均会以不同圆角半径过渡。一般来讲，凸的圆角半径对工艺影响较大，

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