冲模的损坏方式包括磨损损坏、形变损坏、断裂损坏以及咬合损坏等。不过,因为冲压流程不同,工作情形不同,导致冲模寿命受影响的要素也是复杂多样的。接下来,从冲模的设计、制作以及运用等角度全面探讨冲模寿命的影响因素,并给出一些相应的改进方法。
1.冲压设备
冲压设备(如压力机)的精度与刚性对冲模寿命的影响极为重要。
冲压设备的精度高、刚性好,冲模寿命大为提高。硅钢片冲模通常采用Crl2MoV制造,借助常规开式压力机加工时,其反复研磨的次数大约在一万到三万之间;若在新型精密压力机上操作,这类模具的研磨次数能够提升至六万到十二万;特别是对于小间隙或无间隙的冲模,以及硬质合金冲模和精密冲模,务必选用精度高且刚性强的压力机,否则,会缩减模具的使用期限,极端情况下甚至会导致模具损毁。
2.模具设计
(1)模具的导向机构精度
精确可靠的导向作用,能够显著降低模具零件的磨损程度,防止凸模和凹模发生啃伤现象,效果十分明显,特别是在无间隙和小间隙冲裁模具、复合模具以及多工位级进模具中作用更为突出。为了延长模具的使用期限,必须依据加工流程特点和零件的精确度等标准,合理挑选导向方式,并准确设定导向装置的精确程度。通常情况下,导向装置的精确度应当超出凸模与凹模的配合间隙。
(2)模具(凸、凹模)刃口几何参数
模具的凸凹结构形态,以及两者之间的咬合空隙和弧形边角,不仅对金属板材的塑形过程有显著作用,而且对模具的损耗程度和使用周期影响非常深重。例如,模具咬合的松紧程度直接关系到冲压产品的精细程度和模具的使用年限。对于需要高精确度的产品,应该采用较窄的咬合距离;而对于要求不那么严苛的,可以适当增加咬合距离,以此来延长模具的使用寿命。
3.冲压工艺
(1)冲压零件的原材料
实际加工时,因为外部受力部件的原料薄厚偏差过大、材质特性不稳定、表层状况不佳(例如有氧化点)或存在污染物(比如油渍),会导致模具核心件快速损耗、刃口容易崩裂等负面现象。所以必须留意:
①尽可能采用冲压工艺性好的原材料,以减少冲压变形力;
加工前必须仔细核对材料的种类、规格和外观状况等,同时要把材料清理干净,必要时需要去除表面的锈蚀和氧化层;
依据冲压流程和物料类型,在需要时可以实施退火工艺和涂层作业,同时挑选适宜的减摩材料及减摩步骤。
(2)排样与搭边
不恰当的循环进料布局和过窄的搭接宽度常常导致模具快速损耗或模腔与模芯发生摩擦损伤。所以,在思考提升原料使用效率的时候,需要依据零件的生产数量、品质标准以及模具的配合空隙,恰当挑选布局方式并设定搭接宽度,以此延长模具的使用年限。
4.模具材料
模具的耐用程度取决于多种条件,包括材料类型、化学构成、内部构造、坚硬程度以及金属加工品质等。各种不同的模具材料,其使用寿命通常存在差异。因此,针对冲压模具的工作部件,必须满足两个核心标准:
材料的应用特性。需要具备极硬的硬度(58~64HRC),同时拥有非常强的抗压能力,还要有很好的抗磨损能力,并且韧性要充分,经热处理后不易变形,并且要有相当的热稳定性。
该工艺表现优异。冲模工作部件的制造流程通常较为繁琐,所以必须能够适应各种加工方法,例如具备良好的延展能力、易于切削、耐淬火处理、深度硬化、抗裂纹产生以及便于研磨加工等特性。
一般情况下,要依据零件的材质属性、制造规模、公差标准等,挑选出质量上乘的模架用料,并且还要考虑它的加工可行度与成本效益。