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轉發自：機 電 工 程 技 術

第49卷 第01期 MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING TECHNOLOGY Vol.49 No.01

作者：王全民

（東莞市育才職業技術學校，廣東東莞 523420）

摘要：沖壓模具壽命是一個重要的研究和發展課題。

結合工作實際，從沖壓模具的主要失效形式、影響冷沖壓模具壽命的主要因素、提高冷沖壓模具壽命的方法和措施等方面進行了分析研討。

通過分析影響沖壓模具壽命的原因，對其正常使用壽命進行研究，針對沖壓模具的設計、選材、裝配和熱處理工藝等方面采取合理措施，有效提高沖壓模具的使用壽命。

關鍵詞：沖壓模具；使用壽命；分析；合理措施中圖分類號：TG385.2 文獻標志碼：A 文章編號：1009－9492 ( 2020 ) 01－0134－03

Analysis and Improvement of Stamping Die Life

WANG Quanmin

（Dongguan Yucai Vocational and Technical School，Dongguan，Guangdong 523420，China）

Abstract: Stamping die life is an important research and development topic.The main failure modes of stamping dies, the main factors affecting the life of cold stamping dies, the methods and measures to improve the life of cold stamping dies are analyzed and discussed. By analyzing the reasons affecting the service life of stamping die, the normal service life of stamping die was studied. Reasonable measures were taken for the design, material selection, assembly and heat treatment process of stamping die to effectively improve the service life of stamping die.

Key words: stamping die；service life；analysis；reasonable measures

0引言

沖壓模具壽命包括修磨壽命和總壽命兩重含義。

在生產中，一方面要延長模具的總壽命，另一方面也需要使維修壽命提升。

模具壽命受各種失效形式的限制，由于模具的類型不同，其失效形式也各異。

總的來說，沖壓模具失效的形式是多種多樣的，如磨損、變形、斷裂等。

由于沖壓工藝和工作環境的不同，致使沖壓模具壽命受到影響。此外，技術等因素也會使沖壓模具的壽命受到不同程度的影響。

因此，提高沖壓模具的使用壽命，以保障產品的加工質量，降低生產成本，追求最大經濟效益對模具企業行業具有現實意義。

1沖壓模具的失效形式

沖壓模具的失效在不同程度上影響加工質量，同時也對其壽命產生影響。

當沖壓模具經過使用后，不能加工出合格工件且無法進行修復，這種情況即為模具失效[1]。

冷沖模失效的形式主要有以下幾種。

1.1 磨損失效

沖壓模具在工作時，其凸、凹模與被加工坯料表面接觸產生摩擦，造成摩擦磨損。

而模具的磨損主要表現為凸、凹模刃口磨損，在沖壓過程中，由于刃口頻繁工作，其表面會出現磨損，導致表面損壞剝落。隨著磨損加劇，刃口遭到破壞，模具的使用性能就會產生問題[2]。

在實際生產中，沖壓模間隙過大或者過小都會使磨損增加，從而對沖壓模整體的壽命產生很大影響。

1.2 變形失效

由于沖壓模具工作零件的熱處理工藝不達標，導致模具零件的內應力過大，使材料的伸縮性能減小，增加了產生塑性變形的可能，最終使被加工的零件質量受到影響，如尺寸精度、形狀等。

一般情況下，凸模經過幾次工作后會發生0.2%～0.5%的塑性變形，但超過塑性變形的上限就會導致凸、凹模的形狀和尺寸超過許可的范圍，即變形失效，這種失效主要表現為模具工作零件表面壓塌、皺紋，凸模的鐓粗、彎曲等[3]。

1.3 斷裂失效

斷裂失效是指沖壓模具在沖壓過程中突然出現裂紋而失效，破損、折斷和裂縫是斷裂失效的主要表現形式，這種失效對生產影響很大。

由于凸、凹模是沖壓模具的核心部件，在沖壓過程中承受很大的壓力，因此容易出現斷裂現象，原因在于模具結構設計不合理、熱工藝處理方式欠妥、選材不當[4]。

模具斷裂分為疲勞斷裂和早期斷裂，疲勞斷裂是模具在沖壓一定數量工件之后發生，而早期斷裂是由于模具材料存在熱加工、切削加工的缺陷或操作不當造成的。

發生早期斷裂不但使模具失效，還有可能發生安全事故，必須引起注意。

2影響沖壓模具使用壽命的主要因素

2.1 模具設計的影響

模具結構設計決定著沖壓模具的使用壽命。

設計中，影響模具壽命的因素一般包括模具結構形式、排樣與搭邊、模具幾何參數、模具導向機構等幾個方面。

在大多數情況下，模具的結構是由零件的形狀決定的，但同一零件對應的模具結構會有很多種。

在設計中，如果模具結構的選擇不合理，則會致使模具內應力集中，從而引發斷裂失效。

其次，排樣方法和搭邊值與模具壽命聯系密切，排樣的設計不合理以及過小的搭邊值會導致模具磨損加快，甚至會引起凸凹模相互啃傷。

模具幾何參數包括沖裁間隙、沖裁力、凸凹模圓角半徑等，它們對沖件成形和模具磨損影響很大。

此外，模具導向精度和剛度直接影響著模具壽命的長短，精準的模具導向機構可減少模具零件的磨損，并且能夠防止凸、凹模發生啃傷現象，從而延長模具壽命[5]。

2.2 模具材料的影響

模具材料的性質和熱處理工藝對模具壽命產生重要影響。具體來說，模具材料的種類、硬度、強度、耐磨性、韌性、熱處理質量等方面影響著模具壽命。

不同模具鋼類制造的模具用于沖壓同一零件，其壽命差距很大。

用不同模具鋼制造彎曲模對同一種彈簧鋼板進行彎曲的實驗結果如圖 1 所示。模具零件的硬度對模具壽命也有很大的影響，但并非硬度越高模具壽命越長，有的凸、凹模硬度太高，反而會出現崩裂現象[6]。

因此，要綜合考慮沖壓工序、模具失效形式等因素，來確定模具零件的硬度。

同時，模具材料熱處理質量的高低也影響著模具的壽命，如高合金鋼、冶金缺陷較多，這可能會導致模具在淬火過程中開裂，從而增加了模具早期損壞的風險。

圖1 模具材料種類對模具壽命的影響

2.3 模具制造工藝的影響

熱處理工藝和加工工藝是模具常見的制造工藝，其合理與否直接影響著模具的使用壽命。

在實際生產中，模具的熱處理中主要包括淬火、回火、退火等，熱處理質量對模具的使用性能和壽命影響很大。

在熱處理中，模具零件出現淬火變形、氧化與開裂等現象，與模具的熱處理工藝不當有關。