對于工業(yè)企業(yè)來說，精密零部件的生產(chǎn)往往會用到精密沖壓模具。我國精密沖壓模具的使用和研究起步較晚，同國外相比有一定差距，使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國外水平，不但影響企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，還會導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)成本的增加，影響企業(yè)在市場上的競爭力。因此，亟待分析和研究影響精密精密沖壓模具使用壽命的因素，并提出相關(guān)改善對策。

1 精密沖壓模具失效的表現(xiàn)形式

精密沖壓模具的使用壽命是指模具能夠正常使用的階段，通常使用期間生產(chǎn)的合格產(chǎn)品數(shù)量進(jìn)行計算。模具喪失應(yīng)有的功能被稱為模具失效，模具失效的原因有很多，變形、磨損、裂紋都是失效的原因 。

1.1 磨損失效

磨損失效是模具失效主要的表現(xiàn)形式，模具由于長久使用，在摩擦的過程中會出現(xiàn)刀口鈍化、表面溝痕、棱角磨損等情況，這是生產(chǎn)過程中大量沖壓造成的，模具和生產(chǎn)材料會長時間接觸，材料中脫落的碎屑會黏在模具中，加劇了模具的損壞，也有金屬碎屑粘在模具上導(dǎo)致產(chǎn)品幾何形狀發(fā)生變化，也是模具失效的一種。精密沖壓模具磨損失效同模具結(jié)構(gòu)、材料性質(zhì)、生產(chǎn)速度等因素都有關(guān)，而且模具間隙和表面粗糙度也是造成模具失效的重要原因。

1.2 開裂失效

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，如果鍛壓不完全，在進(jìn)一步處理是就會出現(xiàn)裂紋，這些裂紋在模具中的某個部分存在，在長久的使用中裂紋不但不會消失，還會繼續(xù)擴(kuò)大，進(jìn)而導(dǎo)致模具的開裂。開裂失效主要原因是模具設(shè)計不合理或者后續(xù)處理不核對造成的。

1.3 變形時效

模具發(fā)生彎曲、變形或者折斷都是模具失效的一種，這和模具整體質(zhì)量差有關(guān)，如果模具結(jié)構(gòu)不合理，不同位置的厚薄不一樣，能夠承受的沖壓也就不同，再加上模具材料也有可能不好，在沖壓過程中容易導(dǎo)致模具的變形，甚至出現(xiàn)崩刃的情況。

2 影響精密沖壓模具壽命的原因

2.1 精密沖壓模具的設(shè)計過程

精密沖壓模具的設(shè)計過程影響模具使用壽命。模具的成型過程都是根據(jù)設(shè)計進(jìn)行的，模具的間隙、沖擊工位、模具熱處理、保護(hù)和維護(hù)方式都會影響壽命。模具的凹凸模會對模具落料件和沖孔件的尺寸產(chǎn)生影響，在工業(yè)生產(chǎn)時，沖孔件的尺寸會逐漸縮小，而落料件的尺寸正好相反，這些都會使模具的磨損加劇，當(dāng)間隙達(dá)到一定的程度時，會有小碎屑進(jìn)入間隙，加劇模具的磨損。

2.2 精密沖壓模具材料的選取

精密沖壓模具在具體生產(chǎn)產(chǎn)品的過程中，會受到高溫、拉伸、彎曲、摩擦等高強(qiáng)度的壓力，再加上工作時間長、工作條件復(fù)雜，模具的承受能力如何會極大影響模具的使用壽命，選擇好的模具材料進(jìn)行模具制造就顯得尤為重要。

目前大多數(shù)的模具主要制造材料是鋼，在沖模中主要用到的材料有碳素鋼、高碳鋼、合金鋼以及高速鋼。選擇合適的材料是精密沖壓模具的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，市面上的材料多種多樣，而且性能不一。在選取材料的過程中，要根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)要求進(jìn)行選取，同時要保證成本可控。

如果生產(chǎn)的產(chǎn)品量很大，需要選取強(qiáng)度大、韌性強(qiáng)的產(chǎn)品，如硬合金。再生產(chǎn)量很大的產(chǎn)品時，用時較多，長時間的使用會給模具造成很大的壓力，需要使用韌度和強(qiáng)度都好的材料。

2.3 精密沖壓模具的加工工藝

產(chǎn)品的形狀和大小是由模具的凹凸模決定的，企業(yè)在生產(chǎn)過程中要個產(chǎn)品的特點(diǎn)進(jìn)行模具設(shè)計，不同企業(yè)具有不同的凹凸模生產(chǎn)工藝，但是總體來講基本相同，凸模經(jīng)過的工藝過程是下料、鍛造、熱處理、生產(chǎn)、打磨、修理，凹模經(jīng)歷的過程與凸模類似，增加了穿孔和會火等步驟。

鍛造是一種重要的沖壓工藝，對金屬晶粒進(jìn)行細(xì)化，還能有效改善金屬內(nèi)部的性能，但是鍛造不合理也會導(dǎo)致模具產(chǎn)生隱患，出現(xiàn)鍛造缺陷，比如鍛造時力量使用過大，會產(chǎn)生裂紋，熱量不均勻或者溫度過高都會導(dǎo)致過燒現(xiàn)象，鍛造完畢后冷卻速度必須合理，否則會造成產(chǎn)品斷裂。

模具的使用壽命與熱處理技術(shù)息息相關(guān)，尤其是溫度的處理要適宜，溫度過高會會導(dǎo)致模具缺乏韌性，在使用時容易折斷，溫度過低會導(dǎo)致模具缺乏硬度，生產(chǎn)產(chǎn)品容易導(dǎo)致斷裂，這些都是熱處理時需要注意的問題，同時，在淬火時還要注意對會火速度的控制，速度過快或者過慢都不行。

線切割開始在模具加工中被廣泛使用，這種工藝能夠提高工作效率，并且能夠提高精確度，但是如果技術(shù)掌握不好會導(dǎo)致一些新的問題，比如線切割的模具不進(jìn)行回火，會導(dǎo)致模具表皮脫落，模具使用壽命縮短。

3 提高模具使用壽命的對策

3.1 合理設(shè)計模具結(jié)構(gòu)

模具使用壽命的長短與模具的設(shè)計結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系，如果模具設(shè)計合理，就能承受長時間的生產(chǎn)沖擊，而且保證正常的使用條件基本不會產(chǎn)生太大的破壞。對于精密模具而言，設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)是增加其使用壽命的關(guān)鍵，保證模具厚薄均勻，避免尖角，防止長時間生產(chǎn)中出現(xiàn)力集中，引起模具變形或者開裂，模具之間間隙要合理安排，能夠提高模具質(zhì)量，提高使用壽命。

為了提高模具使用壽命，需要從以下方面進(jìn)行合理設(shè)計：①凸模在設(shè)計時要注意保護(hù)和支撐，特別是針對尺寸較小的凸模；②對于模具的夾角位置，要用圓弧過渡，減少沖擊力；③鑲拼結(jié)構(gòu)要在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具

3.2 對模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?

模具的失效與模具成型過程沒有進(jìn)行合理的熱處理有關(guān)，模具的磨損和斷裂都是從表面開始，因此，必須采取措施對模具表面進(jìn)行保護(hù)，防止開裂和磨損，提高壽命。由于模具表面會存在加工痕跡，在實(shí)際中會氧化脫碳的情況，表面的性能與里面相比要差不少，合理的熱處理是畢竟的階段。

首先對模具的零件進(jìn)行強(qiáng)韌化處理，顯著增強(qiáng)基體的韌性，對于普通的模具鋼，可以采用低溫回火工藝處理，或者使用形變熱處理；其次，根據(jù)模具的使用強(qiáng)度和使用時間對模具進(jìn)行設(shè)計和熱處理，尤其是對于模具表面做好防護(hù)措施；關(guān)鍵是增加模具的耐磨性和抗沖擊性，經(jīng)過涂抹、化學(xué)處理和加工三道工序后，模具的表面處理基本完成，使用壽命顯著增加。

我們對模具表面處理進(jìn)行深入分析，在處理過程中會在模具表面形成一種金屬化合物的堆積，這種化合物能夠承受一定的高溫沖擊和磨損，提高模具使用壽命。滲A和滲硼是處理過程中普遍采用的方法，零件表面和其他元素在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成一種新的物質(zhì)，對模具形成保護(hù)。

模具的韌性處理也是提高模具使用壽命的重要方式，實(shí)踐證明，淬火能夠有效提高模具韌性，而且效率較高。能夠提高模具表面的抗磨性，獲得新的性能和組織，目前通常采用的表面加工處理技術(shù)有表面淬火、電火花強(qiáng)化等。

3.3 正確使用和維護(hù)模具

正確的使用方法和恰當(dāng)?shù)暮笃诰S護(hù)方法對提高模具使用壽命具有重要作用。在使用模具的過程中，要嚴(yán)格按照模具的特點(diǎn)進(jìn)行使用，對凹凸模的深度進(jìn)行合理控制，減少深度不當(dāng)造成的磨損。模具使用前要進(jìn)行仔細(xì)檢查，對于發(fā)現(xiàn)的裂紋等要及時修補(bǔ)，防止裂紋的擴(kuò)大；模具使用完后，如果發(fā)現(xiàn)表現(xiàn)出現(xiàn)粘附物要及時清理，表面變粗糙要及時拋光修補(bǔ)，保存時，要保證模具之間有一定的空隙，防止刃口損壞。

4 結(jié)束語

提高精密模具的使用壽命，減少磨損，能夠減少企業(yè)對模具的使用量和維修次數(shù)，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，進(jìn)一步提高企業(yè)市場競爭力。提高精密模具壽命的方式有很多，但企業(yè)在具體操作過程中，要根據(jù)模具的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、尺寸等采取合理的策略，并充分考慮企業(yè)的生產(chǎn)情況和成本。

來源：愛學(xué)術(shù)

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