浅析冲压模具使用寿命的提升措施

张旖

（江苏省南京汽轮电机集团冲压技术组，江苏 南京 210011）

浅析冲压模具使用寿命的提升措施

张旖

（江苏省南京汽轮电机集团冲压技术组，江苏 南京 210011）

在工业生产中，冲压工具在批量生产中因具有效率高、材料利用率高、精度准确、工艺先进的优点而被广泛使用。冲压模具对于生产的重要性不言而喻，但其本身的结果较为复杂，并且制作精度要求较高，导致了其成本一直居高不下，但是在生产使用过程中，由于长期的冲压作用，导致冲压模具在长期压力作用下变形、破损、消耗而报废，这就使得许多生产企业的成本代价太高，所以探索提升冲压模具寿命的措施和途径对于提升工业生产效率和降低成本具有重要的实践意义。

磨具；寿命；设计；材料

随着社会经济的飞速发展，现代工业技术在不断的创新中发生了天翻地覆的变化，也使得工业生产的竞争变得无比激烈。冲压模具是工业生产中的重要工艺装备，贯穿于生产环节中，其使用寿命关乎企业的产品的生产成本。因而生产企业需要在提升冲压模具的使用寿命途径上进行研究，才能提升企业的竞争力，降低生产成本，获取市场竞争优势。

1 影响冲压磨具寿命的主要因素

在研究提升冲压模具的寿命途径之前，影响冲压模具的寿命的主要因素有哪些。本文主要从模具材料、模具结构、模具制造工艺、模具工作环境四个方面来进行详细探讨。

1.1 模具材料对冲压模具使用寿命的影响分析

材料是任何工具的根本，材料的好坏是影响使用寿命的首要因素。无论是何种材料，都需要保障冲压模具的耐磨性、强度、抗断裂性能、抗变形能力以及冷热疲劳抗力，因此，材料的性能是满足模具的首要条件。

材料如果不过关将会导致冲压模具的质量、强度、稳定度等不足，长期使用下，劣质材料会发生断裂，产生裂纹，随着裂纹的产生将进一步扩大裂痕，而导致模具在冲压作用下发生彻底的损坏。

目前我国冲压模具使用的最为广泛的材料是模具钢，但模具钢中往往含有强度低、塑性差的非金属杂质，这十分容易形成裂纹源，导致模具的早期断裂失效。另外碳素钢中的碳化物含量较多时会降低抗断裂能力和冲击韧性，从而在冲压初期就发生早裂。

1.2 模具结构对冲压模具使用寿命的影响分析

第一，模具的结构形式会对寿命产生重要影响，其结构形式若不合理，会导致在冲压过程中造成局部的应力过大，也就是发生应力集中现象，从而导致局部破坏。

第二，模具的间隙会影响到使用寿命，其模具的凸凹模的工作间隙如果太小，将使得局部的摩擦阻力提升，这样导致表面容易发生磨损，造成擦伤。如果冲裁模间隙过小的话，还会加剧凸凹模磨损，使模具使用寿命进一步降低。

最后，模具的几何形状会影响其使用寿命。模具几何形状会对成形过程当中的坯料流动及成形力产生较大影响，从而对模具使用寿命形成影响。1.3 模具制造工艺对冲压模具使用寿命的影响分析

模具的制造生产中，需要经过多道工序，锻造、加工和热处理中的任何环节发生失误或是工艺上的不合理，都会对模具的使用性能如抗裂性、抗冲击性产生影响，形成局部的结构缺陷，导致在早期使用过程中就失去效用。比较典型的不合理的制造问题有切削加工不合理而降低了模具表面的硬度，导致了模具的抗拉强度降低，导致开裂；锻件表面存在裂纹、凹坑、折叠等缺陷。

1.4 模具工作条件及其使用维护环节对模具使用寿命的影响分析

第一，被加工材料的性质会对模具使用产生影响，例如被加工件的厚度、材质和几何尺寸因素等。一般来说，被加工件的强度、厚度越大，在冲压过程中对冲压模具产生的力也越大，这样同样的加工次数下，使得模具的使用寿命较低。再如被加工件的材质和模具的材料产生较大的黏结力，在冲压成形中容易使模具和被加工件黏附导致模具磨损，从而使寿命降低。

第二，冲压设备的选择和设备特性会对使用寿命产生影响，这里的主要因素是冲压设备的刚度和精度。压力机在冲压作用下产生变形，这样就进一步加剧了磨损。另外加工中的润滑条件也会产生影响，良好的润滑可以降低摩阻力和冲压力，避免过度磨损，提升寿命。

2 提升冲压模具使用寿命的主要途径

2.1 合理设计冲压模具的结构

重要模具的最初结构设计就应充分考虑到使用寿命的因素，因而需要合理设计冲压模具的结构，需要尽可能的在设计中保证模具的受力均匀，避免出现不合理的内凹角、尖角和壁厚悬殊等结构。对于模具的间隙部分，要合理设置，避免局部的应力集中。

除了基本的结构设计之外，在细节设计之处还应考虑如下几个方面。

第一，在设计结构比较复杂的凹模时，应采用镶拼结构，避免出现应力集中的情况。第二，在设计冲压成形模具中的凹或凸模时，必须合理选择其结构中的圆角半径。第三，在设计凸模时，应注重导向保护和支撑。如果设计的凸模尺寸较小，则模具的结构应采用自身保护和导向结构。第四，为了有效改善凹或凸模部位的受力状态，可以适当增大冲压模具的间隙。这样做有利于减缓凹或凸模刃口磨损的程度和速度，从而延长冲压模具的使用寿命。

2.2 正确使用和维护冲压模具

要想提升冲压模具的使用寿命，除了最初的设计方面，还需要做好日常的使用维护工作。

在生产环节中，应注重冲压模具的使用维护，需要做到如下：在存放冲压模具时，一定要在上下模具之间预留一定的空隙，避免刃口被损坏。一旦发现冲压模具表面的粗糙度变差，就要及时修模和抛光；为了减缓冲压模具的磨损程度，就要严格控制凸模进入凹模的深度。

2.3 提高冲压模具的热处理工艺水平

常压模具的表面一直是最容易破损的、发生磨耗的地方，因而在实践中要注重其直接受热处理工艺水平，以此保障其模具表面的质量。

通常来说日热处理工艺主要有两个部分构成，冲压模具的表面强化处理和冲压模具零件基体的强韧化处理。后者是针对性地提升模具的强度和韧性，从而避免发生变形和断裂。而后者热处理工艺主要采用形变热处理和低温淬火与回火处理，是为了提升冲压模具的抗冲击韧性和抗疲劳性以及耐磨性。

热处理工艺中最为常用的有表面涂覆处理、化学热处理和表面加工处理。而表面加工处理使用最广泛的是电火花表面强化、喷丸表面强化和火焰表面加热淬火等。

3 结束语

在工业生产中，冲压模具的使用越来越广泛，在其最初的设计制造、材料选用、加工使用以及保养维护中，需要采取合理科学的工艺手段，实施全方位的质量管理措施，才能保障其使用寿命。

［1］ 刘胜国. 我国冲压模具技术的现状与发展［J］. 黄石理工学院学报，2007（01）.

［2］ 蒋桂芝，王丽. 我国模具技术的发展现状及其发展趋势［J］.机电产品开发与创新，2008（04）.

［3］ 刘默琨. 如何减小冲压模具的变形和防止开裂［J］. 金属加工（热加工），2010（15）.

［4］ 谷诤巍，全永义，张人佶，颜永年，张欣. 基于RP/RT技术的不锈钢快速模具制造工艺［J］. 模具工业，2003（12）.

On measures to enhance the life of stamping dies

TG385.2

1009-797X （2015） 20-0103-02

B DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2015.20.029

张旖（1987-），女，毕业于南京工程学院，职称：助理工程师，从事的工作：冲压技术员。

2015-09-07