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模具壽命影響因素分析（一）
閱讀：628 發(fā)布時間：2022-7-23很多汽車零部件的制造過程中都要使用到模具，因此，模具的壽命是影響零部件成本的重要因素之一，本文分析了影響沖模壽命的多種因素，提出了相應的解決方法，從而提高了沖模的壽命。
隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，模具的應用越來越廣泛。但目前在我國的許多企業(yè)中，模具的使用壽命和還比較低，相當于國外的1/3~1/5。研究表明：模具的使用壽命與熱處理不當、選材不合適、模具結構不合理、機械加工工藝不合理、模具潤滑不好以及設計水平差等諸多因素有關。因此，在模具設計和制造過程中，選擇合適的沖壓設備，選用恰當?shù)牟牧希侠碓O計模具結構，選擇合理的熱處理工藝，妥善安排模具各零件的加工工藝路線，以及改善模具的工作條件等，都有利于提高模具的質量和使用壽命。
沖壓設備
沖壓設備（如壓力機）的精度與剛性對沖模壽命的影響極為重要。沖模設備的精度高、剛性好，模具壽命也會隨之大為提高。例如：料厚大于1.5mm的沖模材料為Cr12MoV，其為抗磨損冷作模具鋼，在普通開式壓力機上使用，平均復磨壽命為1萬~3萬次，而在新式精密應力機上使用，沖模的復磨壽命可達6萬~12萬次。尤其是小間隙或無間隙沖模、硬質合金沖模及精密沖模，必須選擇精度高、剛性好的壓力機，否則將會降低模具壽命，甚至還會損壞模具。
模具設計
模具設計的原則是保證足夠的強度、剛度、同心度、對中性和合理的沖裁間隙，并減少應力集中，以保證由模具生產(chǎn)出來的零件符合設計要求。因此對模具的主要工作部分（例如沖模的凸、凹模，注塑模的動、定模，模鍛模稅務上、下模等）要求其導向精度高、同心度和中性好及沖裁的間隙合理。
在進行模具設計時，應著重考慮的是：
1、設計凸模時必須注意導向支撐和對中保護。特別是設計小孔凸模時采用自身導向結構，可延長模具壽命。
2、對夾角、窄槽等薄弱部位，為了減少應力集中，要以圓弧過渡，圓弧半徑R可取3~5mm.
3、對于結構復雜的凸模，采用鑲拼結構，也可減少應力集中。
4、合理增大間隙，改善凸模工作部分的受力狀態(tài)，使沖裁力、卸件力和推件力下降，凹。凸模刃口磨損減少。
合理的凹凸模具間隙的選擇可參照表1，標準間隙檢表可參照表2.
沖壓零件的原材料
實際生產(chǎn)中，由于材料性能波動、表面質量較差（如銹跡）或不干凈（如油污）等，會造成模具工件零件磨損加劇、易崩刃等不良后果。為此，應當注意：
1、盡可能采用沖壓工藝性能好的原材料，以減少沖壓變形力。
2、沖壓前應嚴格檢查原材料的牌號、厚度及表面質量等，并將原材料擦拭干凈，必要時應清除表面氧化物和銹跡。
3、根據(jù)沖壓工序和原材料種類，必要時可安排軟化處理和表面處理，還要選擇合適的潤滑劑和潤滑工序。
模具材料
模具材料對模具壽命的影響是材料種類、化學成分、組織結構、硬度和冶金質量等諸多因素的綜合反映。選用模具材料時，應根據(jù)不同的生產(chǎn)批量、工藝方法和加工對象進行選擇。不同材質的模具壽命往往不同。在大批量生產(chǎn)中，應選用長壽命的模具材料，以下就不同類型的沖模，對不同料厚，不同抗拉強度板料的模具各部分材料選擇進行歸類總結，供同行們參考。
1、拉延類模具材料選擇如表3所示。
2、修邊沖孔類模具選擇如表4所示。
3、翻邊整形類模具選擇如表5所示。
4、壓合類模具材質要求如表6所示。
5、落料模具（含開卷）材質要求如表7所示。
熱加工工藝
實踐證明，模具的熱加工質量對模具的性能與使用壽命影響甚大。從模具失效原因的分析統(tǒng)計可知，因熱處理不當所引發(fā)模具失效“事故”約占45%。模具工作零件的淬火變形與開裂和使用過程的早期斷裂，均與模具的熱加工工藝有關。
1. 鍛造工藝：這是模具工作零件制造過程中的重要環(huán)節(jié)。對于高合金工具鋼的模具，通常對材料碳化物分布等金相組織提出技術要求。此外，還應嚴格控制鍛造溫度范圍，制定正確的加熱規(guī)范，采用正確的鍛造方法，以及鍛后緩冷或及時退火等。
2. 預備熱處理：應視模具工作零件的材料和要求的不同分別采用退火、淬火或調質等預備熱處理工藝，以改善組織，消除鍛造毛坯的組織缺陷，改善加工工藝性。高碳合金模具鋼經(jīng)過適當?shù)念A備熱處理可消除網(wǎng)狀二次滲碳或鏈狀碳化物，使碳化物球化、細化，促使碳化物分布均勻性。這樣有利于保證淬火、回火質量，提高模具壽命。
3. 淬火與回火：這是模具熱處理中的關鍵環(huán)節(jié)。若淬火加熱時產(chǎn)生過熱，不僅會使工件造成較大的脆性，而且在冷卻時也容易引起變形和開裂，嚴重影響模具壽命。沖模淬火加熱時應特別注意防止氧化和脫碳，應嚴格控制熱處理工藝規(guī)范，在條件允許的情況下，可采用真空熱處理。淬火后應及時回火，并根據(jù)技術要求采用不同的回火工藝。
4. 消應力加工：模具工作零件在粗加工后應進行消應力加工處理，采用高束能應力消除設備消除拉應力，預置壓應力，目的是消除粗加工所造成的內應力，以免淬火時產(chǎn)生過大的變形和裂紋。對于精度要求高的模具，在磨削或電加工后還需經(jīng)過高束能應力消除設備加工，有利于穩(wěn)定模具精度，提高使用壽命。