【正文】 1 冷沖模具使用壽命的影響 [1] 冷沖模具的使用壽命是以沖制出的工件數(shù)量來計算的。影響冷沖模壽命的因素很多。主要有模具結構設計、制造模具所用凸模和凹模的材料、模具的熱處理質量與表面強化、沖模零件的制造精度和冷沖壓材料的選取。除此之外，還有沖模的安裝、調整、使用以及維修等。 1． 模具設計對壽命的影響 (1)排樣設計的影響排樣方法與搭邊值對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闹匾?。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，對模具壽命和剪切表面質量不利。在沖裁中 有可能被拉人模具問隙中，使零件產生毛刺，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，必須根據(jù)零件產量、質量和壽命，確定排樣方法和搭邊值。 (2)凹模結構的影響對容易產生應力集中而開裂的凹模結構，可以采用組合結構或鑲拼結構，以及預應力結構，從而提高模具使用壽命。 (3)間隙的影響當間隙過小時，壓縮擠壓利害，摩擦力增大，磨損增大，側面的磨損加劇，沖裁后卸料和推件時，材料與凸、凹模之間的摩擦還將造成刃口側面的磨損比端面的磨大大，同時也容易造成凸、凹模溫度很高，把金屬碎屑吸附在刃口側面，形成金 屬瘤，使凸、凹模出現(xiàn)崩刃或脹裂現(xiàn)象。因此，過小的間隙對模具壽命極為不利。間隙太大，會增加凸模與凹模端面邊緣的集中應力，致使壓應力急劇增加，于是刃口邊很快屈服變形而失去棱角。因此又增加了沖裁力，進而使刃口邊更快磨損，降低模具壽命。但為了減小凸、凹模的磨損，延長模具使用壽命，在保證沖裁件質量的前提下，設計時適當采用較大間隙是十分必要的。 (4)模具導向結構對壽命的影響可靠的導向對于減小工作零件的磨損，避免凸、凹模啃傷是非常有效的。特別對無問隙或小問隙沖裁模、復合模和多工位級進模更為重要。為提高模具壽命，必須根據(jù) 工序和零件精度要求，正確選擇導向形式和導向精度，所選擇導向精度應高于凸、凹模的配合精度。 (5)冷沖壓材料選取的影響冷沖壓材料應滿足制件的設計要求和沖壓工藝要求，否則容易損傷模具，降低模具使用壽命。冷沖壓材料表面質量不好，沖壓時制件易破裂，也易擦傷模具。冷沖壓材料塑性不好，變形量小，沖壓時制件易破裂，也易擦傷模具。另外，材料的厚度公差應符合國家標準。因為一副沖模適用于一定材料的厚度，成形、彎曲、翻邊、引伸模具的凸、凹模結構間隙是直接根據(jù)材料厚度來確定的。所以材料厚度不均勻，會導致廢品產生和模具損壞。 2． 模 具材料對模具壽命的影響 模具材料對模具壽命的影響是模具材料性質、化學成分、組織結構、硬度和冶金質量等的綜合反映。其中，材料性質和熱處理質量影響最為明顯。模具材料性質對模具壽命的影響是很大的。如將同一種工件，使用不同的模具材料做彎曲試驗，試驗結果：用 9Mn2V 材料，其壽命為 5萬次；用 Crl2MoV 滲氮，其壽命可達 40 萬次。因此，在選用材料時，應根據(jù)制件的批量大小，合理選用模具材料。模具工作零件的硬度對模具壽命的影響也很大。但并不是硬度愈高、模具壽命愈長。這是因為硬度與強度、韌性及耐磨性等有密切的關系。有的沖模 要求硬度高，壽命長。如采用 T10 鋼制造沖模，硬度為 54～ 58HRC，只沖幾千次，制件毛刺就很大。如果將硬度提高到 60～ 64HRC，則刃磨壽命可達 2～ 3 萬次。但如果繼續(xù) 2 提高硬度，則會出現(xiàn)早期斷裂。有的沖模硬度不宜過高，如采用 Crl2MoV 制造凹模硬度為 58～ 62HRC 時，一般壽命為 2— 3 萬件，失效形式是崩刃和開裂以及如果將硬度降到 54～ 58HRC，壽命提高到 5～ 6 萬件，但硬度降低到 50～ 53HRC 會出現(xiàn)凹模刃口易磨鈍現(xiàn)象。由此可見，模具硬度必須根據(jù)材料性質和失效形式而定。應使硬度、強度、韌性及耐磨性、耐疲勞強 度等達到特定沖壓工序所需要的最佳配合。 3． 模具的熱處理質量與表面強化對壽命的影響 模具的熱處理質量對模具的性質與使用壽命影響很大。實踐證明，模具工作零件的淬火變形與開裂，使用過程中早期斷裂，雖然與材料的冶金質量、鍛造質量、模具結構及加工有關，但與模具的熱處理關系更大。根據(jù)模具失效原因的分析統(tǒng)計，熱處理不當引起的失效占 50％ 以上。實踐證明，高級的模具材料必須配以正確的熱處理工藝，才能真正發(fā)揮材料的潛力。模具工作零件表面強化處理的目的，是獲得外硬內韌的效果，從而得到硬度、耐磨性、韌性、耐疲勞強度的良好配合。 模具表面強化處理方法很多，表面處理的新技術工藝發(fā)展很快。除氮碳共滲和離子氮化、滲硼、滲鈮、滲釩、表面鍍硬鉻和電火花強化外，化學氣相沉積 (CVD)和物理氣相沉積 (PVD)已逐步采用。經 CVD 和 PVD 處理后，模具表面覆蓋一層超硬物質，如 TiC、 TiN 等。硬度極高、耐磨性、耐蝕性、抗黏合性很好，可提高模具壽命幾倍到幾十倍。 4． 沖模零件的制造精度對模具壽命的影響 沖模制造的精度與使用壽命關系很大，特別是模具表面粗糙度對模具影響很大。如用 Crl2MoV 鋼制造落料模，如果表面粗糙度值 R =1． 6 m 時，其壽命為 3萬件 左右。如經精拋光，表面粗糙度值 R =0． 4 m，壽命可提高到 4— 5 萬件。因此，對模具工作零件表面，一般都要經過磨削、研磨、拋光等精加工和精細加工。 5． 其他方面對模具壽命的影響 (1)壓力機的精度不高，也易使沖模損壞。 (2)沖模在壓力機上安裝的正確與否及操作者的技術水平高低，對模具壽命也有很大影響。 (3)沖模的保管和維護好壞，以及使用潤滑劑的情況，也影響模具使用壽命。 冷沖模凸凹模間隙控制和調整方法 冷沖壓模具凸、凹模間隙的大小和均勻程度直接影響沖裁件的質量和模具的使用壽命的長短。在保證沖裁件間隙時裝 配也是模具制造中十分重要的環(huán)節(jié)，而且裝配質量將直接影響凸、凹模的間隙是否均勻。比如加工時凸、凹模的尺寸精度雖已達到要求，但是在裝配時如果調整不好，就會造成間隙不均勻，沖出的零件有毛邊。甚至會沖出不合格的零件。模具裝配的關鍵是要控制凸、凹模的相對位置，以保證凸、凹模的間隙正確、均勻并能沖出合格的零件。 [2] 凸、凹模間隙既與模具本身零件的精度有關，也與裝配時的裝配工藝是否合理有關。為了保證凸、凹模的位置正確和間隙均勻，模具從設計、加工到裝配整個環(huán)節(jié)要注意的問題如下： （ 1）凸、凹模的正確設計和制造 3 設計模具時首先應根據(jù)沖裁件的斷面質量、模具使用壽命等因素選擇合理的凸、凹模間隙。并要考慮到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，一般在設計模具時采用最小合理間隙。并在制造過程中保證模具零件的加工質量和精度，在裝配過程中確保凸、凹模間隙均勻，這對于加工復雜形狀零件十分關鍵。 （ 2）裝配方法的選擇要合理 沖模裝配方法大致包括直接裝配法和配合裝配法。裝配前必須仔細研究模具裝配圖，充分考慮和分析沖模的結構特點、沖模零件加工工藝和加工精度等，以選擇方便、準確、可靠的裝 配方法以保證沖裁件質量。 、凹模間隙的控制與調整的方法 【 3】 凸、凹模的間隙控制，應根據(jù)沖模結構、間隙大小、沖裁件的質量和實際裝配條件來選定。凸、凹模間隙的控制與調整方法有以下幾種。 （ 1） 透光法 將凸、凹模合模后，用光照射底面，觀察凸、凹模刃口周圍透過的光線和分布情況來判斷間隙的大小和均勻性。如果不均勻，重新調整至間隙均勻后再固定，此法適用于薄板小間隙沖裁模。 （ 2） 塞尺法 將凸、凹模合模后，用凸、凹模單邊間隙厚度的塞尺塞入凸、凹模各方向間隙中。然后擰緊上模固 定螺釘。最后放紙試沖，最后將上模座與固定板配鉆、鉸定位銷孔，并打人銷釘定位。 （ 3）墊片調整法 墊片調整間隙法簡便、應用廣泛。如圖 1 所示，合模后墊好等高墊鐵，將墊片包在凸模上使凸模進入凹模內，觀察凸、凹模的間隙狀況。如果間隙不均勻，用敲擊凸模固定板的方法調整間隙，然后擰緊上模固定螺釘。最后放紙試沖，觀察切紙上四周毛刺均勻程度，從而判斷凸、凹模間隙是否均勻，再調整間隙直至沖裁毛刺均勻為止。最后將上模座與固定板配鉆、鉸定位銷孔，并打入銷釘定位。這種方法廣泛適用于沖裁材料較厚的大間隙沖模和彎曲、拉深成形模具的間 隙控制。 （ 4）化學法 當凸、凹模的形狀復雜時，用上述幾種方法調整間隙較困難時，這時可用化學方法來控制間隙，常用的是電鍍法。電鍍法是在凸模工作端表面鍍上一層銅或鋅來代替墊片。鍍層厚度與單邊隙相同，刃人凹模孔內，檢查上下移動無阻滯現(xiàn)象即可裝配緊固。鍍層在沖模使用過程中會自然脫落，無需去除。此法鍍層均勻，可提高裝配間隙的均勻性。 （ 5）工藝措施調整法 采用工藝措施調整模具間隙主要有 2 種方法： 加工凸模時，將凸模前端適當加長，加長段截面尺寸加工到與凹模型孔尺寸相同。裝配時，使 凸模進入凹模型孔，自然形成沖裁間隙，然后將凸模連同凸模固定板一起與上模座配作銷釘固定，最后將凸模前端加長段去除即可形成均勻間隙。 工藝定位孔法就和級進模里面的原理差不多。加工時，在凸模固定板和凹 4 模相同的位置上加工兩定位孔，可將定位孔與模具型腔一次割出。裝配時，在定位孔內插入定位銷來保證間隙。 （ 6） 標準樣板法 根據(jù)零件圖預先在線切割機床上加工一標準樣板或采用合格沖壓零件，裝配調整時將其放在凸、凹模之間，使上、下模相對運動時松緊程度適當即可。 （ 7） 測量法 測量法采用的測量工具有塞尺。塞尺測量法調整后的凸、凹模間隙均勻性好，是常用的方法。裝配時，在凸模刃口放入凹?？變群螅鶕?jù)凸、凹模間隙的大小選擇不同規(guī)格的塞尺插入凸、凹模間隙中，檢查凹模刃口周邊各處間隙，并根據(jù)測量結果進行調整。調整時只要敲擊凸模固定板直至調整好為止。 (8)調整修配法 沖模在使用一段時間后，由于凸、凹模的正常磨損。要