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冷冲模具使用寿命的影响及对策

冲压模具概述

冲压模具--在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压--是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。

冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特征分类： １．根据工艺性质分类

（1）冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。

（2）弯曲模 使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。

（3）拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。

（4）成形模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。

２．根据工序组合程度分类

（1）单工序模 在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。

（2）复合模 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。

（3）级进模（也称连续模） 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。

冲冷冲模全称为冷冲压模具。

冷冲压模具是一种应用于模具行业冷冲压模具及其配件所需高性能结构陶瓷材料的制备方法，高性能陶瓷模具及其配件材料由氧化锆、氧化钇粉中加铝、镨元素构成，制备工艺是将氧化锆溶液、氧化钇溶液、氧化镨溶液、氧化铝溶液按一定比例混合配成母液，滴入碳酸氢铵，采用共沉淀方法合成模具及其配件陶瓷材料所需的原材料，反应生成的沉淀经滤水、干燥，煅烧得到高性能陶瓷模具及其配件材料超微粉，再经过成型、烧结、精加工，便得到高性能陶瓷模具及其配件材料。本发明的优点是本发明制成的冷冲压模具及其配件使用寿命长，在冲压过程中未出现模具及其配件与冲压件产生粘结现象，冲压件表面光滑、无毛刺，完全可以替代传统高速钢、钨钢材料。

冷冲模具主要零件

冷冲模具是冲压加工的主要工艺装备，冲压制件就是靠上、下模具的相对运动来完成的。

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加工时由于上、下模具之间不断地分合，如果操作工人的手指不断进入或停留在模具闭合区，便会对其人身安全带来严重威胁。 （一）模具的主要零件、作用及安全要求

1．工作零件凸凹模是直接使坯料成形的工作零件，因此，它是模具上的关键零件。凸凹模不但精密而且复杂，它应满足如下要求：

（1）应有足够的强度，不能在冲压过程中断裂或破坏．

（2）对其材料及热处理应有适当要求，防止硬度太高而脆裂。

2．定位零件定位零件是确定坯件安装位置的零件，有定位销（板）、挡料销（板）、导正销、导料板、定距侧刀、侧压器等。设计定位零件时应考虑操作方便，不应有过定位，位置要便于观察，最好采用前推定位、外廓定位和导正销定位等。 3．压料、卸料及出料零件压料零件有压边圈、压料板等。

压边圈可对拉延坯料加压边力，从而防止坯料在切向压力的作用下拱起而形成皱褶。压料板的作用是防止坯料移动和弹跳。顶出器、卸料板的作用是便于出件和清理废料。它们由弹簧、橡胶和设备上的气垫推杆支撑，可上下运动，顶出件设计时应具有足够的顶出力，运动要有限位。卸料板应尽量缩小闭合区域或在操作位置上铣出空手槽。暴露的卸料板的四周应设有防护板，防止手指伸入或异物进入，外露表面棱角应倒钝。

4．导向零件导柱和导套是应用最广泛的一种导向零件。其作用是保证凸凹模在冲压工作时有精确的配合间隙。因此，导柱、导套的间隙应小于冲裁间隙。导柱设在下模座，要保证在冲程下死点时，导柱的上端面在上模板顶面以上最少5至10毫米。导柱应安排在远离模块和压料板的部位，使操作者的手臂不用越过导柱送取料。

5．支承及夹持零件它包括上下模板、模柄、凸凹模固定板、垫板、限位器等。

上下模板是冷冲模具的基础零件，其他各种零件都分别安装固定在上面。模板的平面尺寸，尤其是前后方向应与制件相适应，过大或过小均不利于操作。

有些模具（落料、冲孔类模具）为了出件方便，需在模架下设垫板。这时垫板最好与模板之间用螺钉连接在一起，两垫板的厚度应绝对相等。垫板的间距以能出件为准，不要太大，以免模板断裂。

6．紧固零件它包括螺钉、螺母、弹簧、柱销、垫圈等，一般都采用标准件。冷冲模具的标准件用量较多，设计选用时应保证紧固和弹性顶出的需要，避免紧固件暴露在表面操作位置上，防止碰伤人手和妨碍操作。 冷冲模具的发展

改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对冷冲模具的需求量不断增长。近年来，冷冲模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，冷冲模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。 随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而冷冲模具制造是整个链条中最基础的要素之一，冷冲模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。

近年许多冷冲模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的

重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、ProEngineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。

以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CADCAECAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。

虽然中国冷冲模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在冷冲模具加工设备中的比重比较低；CADCAECAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命冷冲模具依赖进口。

随着科学技术的不断进步,现代工业产品的生产日益复杂与多样化,产品性能和质量也在不断提高,因而对冷冲压技术提出了更高的要求.为了使冷冲压技术能适应各工业部门的需要,冷冲压技术自身也在不断革新和发展.冷冲压技术的发展思路就是尽可能地完善和扩充冷冲压工艺的优点,克服其缺点.在冷冲压技术的发展过程中,应注意以下几方面：

(1)冷冲压技术的发展过程中应正确地确定工艺参数及冷冲模具工作部分的形状与尺寸,提高冲压件的质量、缩短新产品试制周期,应在加强冲压成形理论研究的基础上,使冲压成形理论达到能对生产实际起指导作用,逐步建立起一套密切结合生产实际的先进的工艺分析计算方法.国外已开始采用弹塑性有限元法对汽车覆盖零件的成形过程进行应力应变分析和计算机模拟,以预测某一工艺方案对零件成形的可能性和可能出现的问题。 (2)加快产品更新换代,克服模具设计周期长的缺点.应大力开展模具计算机辅助设计和制造(CADCAM)技术的研究.在我国,目前要特别注意加强多工位级进模CADCAM技术的研究。 (3)满足大量生产需要以及减轻劳动强度.应加强冷冲压生产的机械化和自动化研究,使一般中、小件能在高速压力机上采用多工位级进模生产,达到生产高度自动化,进一步提高冲压的生产率。

(4)扩大冷冲压生产的运用范围.使冷冲压既适合大量生产,也适合小批量生产;既能生产一般精度的产品,也能生产精密零件.应注意开发如精密冲裁(特别是厚料精冲)、高能成形、软模成形、施压和超塑性加工等新成形工艺,还要推广简易模(软模和低熔点合金模)、通用组合模、数控冲床等设备的运用。

此外,对冲压板料性能的改进,模具新材料、模具新加工方法的开发也应进一步加强。 冷冲模具使用寿命的影响及对策

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

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