【導(dǎo)讀】themold,cutmode,cuttingmode,splitmode,etc..die,expansiondie,formingdierolling,flangingmold,plasticmold.

　　

【正文】 發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明制成的冷沖壓模具及其配件使用壽命長(zhǎng)，在沖壓過(guò)程中未出現(xiàn)模具及其配件與沖壓件產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，沖壓件表面光滑、無(wú)毛刺，完全可以替代傳統(tǒng)高速鋼、鎢鋼材料。 冷沖模具主要零件 冷沖模具是沖壓加工的主要工藝裝備，沖壓制件就是靠上、下模具的相 對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成的。加工時(shí)由于上、下模具之間不斷地分合，如果操作工人的手指不斷進(jìn)入或停留在模具閉合區(qū)，便會(huì)對(duì)其人身安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。 （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，它是模具上的關(guān)鍵零件。凸凹模不但精密而且復(fù)雜，它應(yīng)滿(mǎn)足如下要求： （ 1）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，不能在沖壓過(guò)程中斷裂或破壞． （ 2）對(duì)其材料及熱處理應(yīng)有適當(dāng)要求，防止硬度太高而脆裂。 2．定位零件定位零件是確定坯件安裝位置的零件，有定位銷(xiāo)（板）、擋料銷(xiāo)（板）、導(dǎo)正銷(xiāo)、導(dǎo)料板、定距側(cè)刀、側(cè) 壓器等。設(shè)計(jì)定位零件時(shí)應(yīng)考慮操作方便，不應(yīng)有過(guò)定位，位置要便于觀察，最好采用前推定位、外廓定位和導(dǎo)正銷(xiāo)定位等。 3．壓料、卸料及出料零件壓料零件有壓邊圈、壓料板等。 壓邊圈可對(duì)拉延坯料加壓邊力，從而防止坯料在切向壓力的作用下拱起而形成皺褶。壓料板的作用是防止坯料移動(dòng)和彈跳。頂出器、卸料板的作用是便于出件和清理廢料。它們由彈簧、橡膠和設(shè)備上的氣墊推桿支撐，可上下運(yùn)動(dòng)，頂出件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)具有足夠的頂出力，運(yùn)動(dòng)要有限位。卸料板應(yīng)盡量縮小閉合區(qū)域或在操作位置上銑出空手槽。暴露的卸料板的四周應(yīng)設(shè)有防護(hù)板，防止 手指伸入或異物進(jìn)入，外露表面棱角應(yīng)倒鈍。 4．導(dǎo)向零件導(dǎo)柱和導(dǎo)套是應(yīng)用最廣泛的一種導(dǎo)向零件。其作用是保證凸凹模在沖壓工作時(shí)有精確的配合間隙。因此，導(dǎo)柱、導(dǎo)套的間隙應(yīng)小于沖裁間隙。導(dǎo)柱設(shè)在下模座，要保證在沖程下死點(diǎn)時(shí)，導(dǎo)柱的上端面在上模板頂面以上最少 5 至 10 毫米。導(dǎo)柱應(yīng)安排在遠(yuǎn)離模塊和壓料板的部位，使操作者的手臂不用越過(guò)導(dǎo)柱送取料。 5．支承及夾持零件它包括上下模板、模柄、凸凹模固定板、墊板、限位器等。 上下模板是冷沖模具的基礎(chǔ)零件，其他各種零件都分別安裝固定在上面。模板的平面尺寸，尤其是前后方向應(yīng)與 制件相適應(yīng)，過(guò)大或過(guò)小均不利于操作。 有些模具（落料、沖孔類(lèi)模具）為了出件方便，需在模架下設(shè)墊板。這時(shí)墊板最好與模板之間用螺釘連接在一起，兩墊板的厚度應(yīng)絕對(duì)相等。墊板的間距以能出件為準(zhǔn)，不要太大，以免模板斷裂。 6．緊固零件它包括螺釘、螺母、彈簧、柱銷(xiāo)、墊圈等，一般都采用標(biāo)準(zhǔn)件。冷沖模具的標(biāo)準(zhǔn)件用量較多，設(shè)計(jì)選用時(shí)應(yīng)保證緊固和彈性頂出的需要，避免緊固件暴露在表面操作位置上，防止碰傷人手和妨礙操作。 冷沖模具的發(fā)展 改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)冷沖模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來(lái)， 冷沖模具工業(yè)一直以 15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展，冷沖模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國(guó)有專(zhuān)業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快速發(fā)展。 隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力的重要性。而冷沖模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，冷沖模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。 近年許多冷沖模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的 重要?jiǎng)恿?。一些?guó) 內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD，并陸續(xù)開(kāi)始使用 UG、 Pro/Engineer、IDEAS、 EuclidIS等國(guó)際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了 Moldflow、 CFlow、 DYNAFORM、Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。 以汽車(chē)覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車(chē)公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車(chē)覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專(zhuān)院校開(kāi)展模具技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)方面取得了顯 著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。 雖然中國(guó)冷沖模具工業(yè)在過(guò)去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在冷沖模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM 技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命冷沖模具依賴(lài)進(jìn)口。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步 ,現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)日益復(fù)雜與多樣化 ,產(chǎn)品性能和質(zhì)量也在不斷提高 ,因而對(duì)冷沖壓技術(shù)提出了更高的要求 .為了使冷沖壓技術(shù)能適應(yīng)各工業(yè)部門(mén) 的需要 ,冷沖壓技術(shù)自身也在不斷革新和發(fā)展 .冷沖壓技術(shù)的發(fā)展思路就是盡可能地完善和擴(kuò)充冷沖壓工藝的優(yōu)點(diǎn) ,克服其缺點(diǎn) .在冷沖壓技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中 ,應(yīng)注意以下幾方面： (1)冷沖壓技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中應(yīng)正確地確定工藝參數(shù)及冷沖模具工作部分的形狀與尺寸 ,提高沖壓件的質(zhì)量、縮短新產(chǎn)品試制周期 ,應(yīng)在加強(qiáng)沖壓成形理論研究的基礎(chǔ)上 ,使沖壓成形理論達(dá)到能對(duì)生產(chǎn)實(shí)際起指導(dǎo)作用 ,逐步建立起一套密切結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的先進(jìn)的工藝分析計(jì)算方法 .國(guó)外已開(kāi)始采用彈塑性有限元法對(duì)汽車(chē)覆蓋零件的成形過(guò)程進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析和計(jì)算機(jī)模擬 ,以預(yù)測(cè)某一工藝方案對(duì)零件成形的可能性和可能出現(xiàn)的問(wèn)題。 (2)加快產(chǎn)品更新?lián)Q代 ,克服模具設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)的缺點(diǎn) .應(yīng)大力開(kāi)展模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造 (CAD/CAM)技術(shù)的研究 .在我國(guó) ,目前要特別注意加強(qiáng)多工位級(jí)進(jìn)模 CAD/CAM 技術(shù)的研究。 (3)滿(mǎn)足大量生產(chǎn)需要以及減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 .應(yīng)加強(qiáng)冷沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化研究 ,使一般中、小件能在高速壓力機(jī)上采用多工位級(jí)進(jìn)模生產(chǎn) ,達(dá)到生產(chǎn)高度自動(dòng)化 ,進(jìn)一步提高沖壓的生產(chǎn)率。 (4)擴(kuò)大冷沖壓生 產(chǎn)的運(yùn)用范圍 .使冷沖壓既適合大量生產(chǎn) ,也適合小批量生產(chǎn) 。既能生產(chǎn)一般精度的產(chǎn)品 ,也能生產(chǎn)精密零件 .應(yīng)注意開(kāi)發(fā)如精密沖裁 (特別是厚料精沖 )、高能成形、軟模成形、施壓和超塑性加工等新成形工藝 ,還要推廣簡(jiǎn)易模 (軟模和低熔點(diǎn)合金模 )、通用組合模、數(shù)控沖床等設(shè)備的運(yùn)用。 此外 ,對(duì)沖壓板料性能的改進(jìn) ,模具新材料、模具新加工方法的開(kāi)發(fā)也應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)。 冷沖模具使用壽命的影響及對(duì)策 冷沖模具的使用壽命是以沖制出的工件數(shù)量來(lái)計(jì)算的。影響冷沖模壽命的因素很多。主要有模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造模具所用凸模和凹模的材料、模具的熱處理質(zhì)量 與表面強(qiáng)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(diào)整、使用以及維修等。 1．模具設(shè)計(jì)對(duì)壽命的影響 (1)排樣設(shè)計(jì)的影響排樣方法與搭邊值對(duì)模具壽命的影響很大，過(guò)小的搭邊值，往往是造成模具急劇磨損和凸、凹模啃傷的重要原因。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(duì)模具壽命和剪切表面質(zhì)量不利。在沖裁中有可能被拉人模具問(wèn)隙中，使零件產(chǎn)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(shí)，必須根據(jù)零件產(chǎn)量、質(zhì)量和壽命，確定排樣方法和搭邊值。 (2)凹模結(jié) 構(gòu)的影響對(duì)容易產(chǎn)生應(yīng)力集中而開(kāi)裂的凹模結(jié)構(gòu)，可以采用組合結(jié)構(gòu)或鑲拼結(jié)構(gòu)，以及預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，從而提高模具使用壽命。 (3)間隙的影響當(dāng)間隙過(guò)小時(shí)，壓縮擠壓利害，摩擦力增大，磨損增大，側(cè)面的磨損加劇，沖裁后卸料和推件時(shí)，材料與凸、凹模之間的摩擦還將造成刃口側(cè)面的磨損比端面的磨大大，同時(shí)也容易造成凸、凹模溫度很高，把金屬碎屑吸附在刃口側(cè)面，形成金屬瘤，使凸、凹模出現(xiàn)崩刃或脹裂現(xiàn)象。因此，過(guò)小的間隙對(duì)模具壽命極為不利。間隙太大，會(huì)增加凸模與凹模端面邊緣的集中應(yīng)力，致使壓應(yīng)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(jìn)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(zhǎng)模具使用壽命，在保證沖裁件質(zhì)量的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)采用較大間隙是十分必要的。 (4)模具導(dǎo)向結(jié)構(gòu)對(duì)壽命的影響可靠的導(dǎo)向?qū)τ跍p小工作零件的磨損，避免凸、凹?？袀欠浅Ｓ行У摹Ｌ貏e對(duì)無(wú)問(wèn)隙或小問(wèn)隙沖裁模、復(fù)合模和多工位級(jí)進(jìn)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(dǎo)向形式和導(dǎo)向精度，所選擇導(dǎo)向精度應(yīng)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(yīng)滿(mǎn)足制件的設(shè)計(jì)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(zhì)量不好，沖壓時(shí)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(shí)制件易破裂，也易擦傷模具。另外，材料的厚度公差應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)橐桓睕_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(jié)構(gòu)間隙是直接根據(jù)材料厚度來(lái)確定的。所以材料厚度不均勻，會(huì)導(dǎo)致廢品產(chǎn)生和模具損壞。 2．模具材料對(duì)模具壽命的影響 模具材料對(duì)模具壽命的影響是模具材料性質(zhì)、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、硬度和冶金質(zhì)量等的綜合反映。其中，材料性質(zhì)和熱處理質(zhì)量影響最為明顯。模具材料性質(zhì)對(duì)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(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果：用 9Mn2V材料，其壽命為 5 萬(wàn)次；用 Crl2MoV 滲氮，其壽命可達(dá) 40 萬(wàn)次。因此，在選用材料時(shí)，應(yīng)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(duì)模具壽命的影響也很大。但并不是硬度愈高、模具壽命愈長(zhǎng)。這是因?yàn)橛捕扰c強(qiáng)度、韌性及耐磨性等有密切的關(guān)系。有的沖模要求硬度高，壽命長(zhǎng)。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(dá) 2～ 3萬(wàn)次。但如果繼續(xù)提高硬 度，則會(huì)出現(xiàn)早期斷裂。有的沖模硬度不宜過(guò)高，如采用 Crl2MoV 制造凹模硬度為 58～ 62HRC 時(shí)，一般壽命為 2— 3 萬(wàn)件，失效形式是崩刃和開(kāi)裂以及如果將硬度降到 54～ 58HRC，壽命提高到 5～ 6萬(wàn)件，但硬度降低到 50～ 53HRC 會(huì)出現(xiàn)凹模刃口易磨鈍現(xiàn)象。由此可見(jiàn)，模具硬度必須根據(jù)材料性質(zhì)和失效形式而定。應(yīng)使硬度、強(qiáng)度、韌性及 耐磨性、耐疲勞強(qiáng)度等達(dá)到特定沖壓工序所需要的最佳配合。 3．模具的熱處理質(zhì)量與表面強(qiáng)化對(duì)壽命的影響 模具的熱處理質(zhì)量對(duì)模具的性質(zhì)與使用壽命影響很大。實(shí)踐證明，模具工作零件的淬火變形與開(kāi)裂， 使用過(guò)程中早期斷裂，雖然與材料的冶金質(zhì)量、鍛造質(zhì)量、模具結(jié)構(gòu)及加工有關(guān)，但與模具的熱處理關(guān)系更大。根據(jù)模具失效原因的分析統(tǒng)計(jì)，熱處理不當(dāng)引起的失效占 50％ 以上。實(shí)踐證明，高級(jí)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(qiáng)化處理的目的，是獲得外硬內(nèi)韌的效果，從而得到硬度、耐磨性、韌性、耐疲勞強(qiáng)度的良好配合。模具表面強(qiáng)化處理方法很多，表面處理的新技術(shù)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(qiáng)化外，化學(xué)氣相沉積 (CVD)和物理氣相沉積 (PVD)已逐 步采用。經(jīng) CVD 和 PVD 處理后，模具表面覆蓋一層超硬物質(zhì)，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(duì)模具壽命的影響 沖模制造的精度與使用壽命關(guān)系很大，特別是模具表面粗糙度對(duì)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(shí)，其壽命為 3 萬(wàn)件左右。如經(jīng)精拋光，表面粗糙度值 R =0． 4 m，壽命可提高到 4— 5萬(wàn)件。因此，對(duì)模具工作零件表面，一般都要經(jīng)過(guò)磨削、研磨、拋光等精加工和精細(xì)加工。 5．其他方面對(duì)模具壽命的 影響 (1)壓力機(jī)的精度不高，也易使沖模損壞。 (2)沖模在壓力機(jī)上安裝的正確與否及操作者的技術(shù)水平高低，對(duì)模具壽命也有很大影響。 (3)沖模的保管和維護(hù)好壞，以及使用潤(rùn)滑劑的情況，也影響模具使用壽命。 6．結(jié)語(yǔ) 在實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)于薄板沖模使用，很少出現(xiàn)非正常磨損的情況。但對(duì)于厚板沖模時(shí)則發(fā)現(xiàn)易出現(xiàn)非正常磨損，我們總是針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行研究總結(jié)。因?yàn)橐桓崩錄_模，從設(shè)計(jì)、加工制造、裝配、調(diào)試到安裝、使用，都耗費(fèi)了眾多工時(shí)，同時(shí)沖模的凸、凹模使用的材料，大都是優(yōu)質(zhì)合金鋼。因此，沖模的成本都是比較高的。所以在生產(chǎn) 中了解影響沖模壽命的因素及采取相應(yīng)的對(duì)策來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。