冲压模具在生产过程中的安装调试与失效分析

赖啸，刘勇

(宜宾职业技术学院,四川 宜宾 644003)

冲压模具在生产过程中的安装调试与失效分析

赖啸，刘勇

(宜宾职业技术学院,四川 宜宾 644003)

模具是现代工业的基础工艺装备，模具的质量直接影响产品的质量。现代企业中很多技术人员从加工过程入手，控制模具在工作过程中的安装、调试、热处理、失效形态等环节，积极的从多方面采取措施提高模具质量。本文以冷冲压模具为例进行安装调试和失效形态的分析。

冷冲压模具；模具质量；安装调试

模具是工业生产的基础工艺装备，被称为“工业之母”。作为国民经济的基础行业，模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业，应用范围十分广泛。本文以冷冲压模具为例，分析冲压模具在工作中的调试问题和主要失效形态原因及解决措施。

1 冲压模具工作中的安裝调试

一般情况下，在冲压模具的生产制造过程中首先遇到的就是安装问题，其安装过程一般可以分为把模具装到模架上和把模架上的整副模具装入冲床内两个过程，这两个过程都是非常重要的，直接影响到整副模具的精度，需要谨慎对待。

1.1 把模具安装到模架上

使模具能安装到压铸机上工作的部分就叫模架，由推出机构、导向机构、预复位机构模脚垫块、座板组成。一般在安装前，需要对模架安装表面进行相关处理，去除表面杂质和提高表面精度。不能把整副模具直接安装到模架上，首先把销钉打进去，把下模座和下模板的位置固定再锁紧螺钉，然后把已经安装好的夹板及脱料板正确放置进下模，再放上垫板，上模座，打入销钉，锁紧螺钉。同时需要注意的是，在安装固定螺钉时，有时候模具拆下来会有规格长短不一的很多螺钉，而紧固用的螺栓插入螺栓孔中的长度应大于螺栓直径的1.5～2倍。一般而言，各类模板的上、下之间的相对位置已完全由导向装置来保证，不需要单独进行上下模之间位置的调整。同时还要注意定位销的配合尺寸和套入深度，模板之间是由两个定位销来保证位置的，如果定位销的外圆出现了各种磨损和损坏，会很大程度上影响定位精度，需要立即更换。在装配模具的过程中，需要注意模板一定要对准定位销套，一般可以借助于塑料锤等工具轻轻敲打模板，让二者贴合在一起，然后注意对称紧固，用板手将紧固螺钉拧紧。在完成这些以后，应检査钢珠保持架的伸出长度和检查冲床上的死点位置。冲压机有急回特性，也有上死点、下死点，在冲压机运行的实际过程中，冲压机的下死点总能出现，而上死点不容易觉察到。假如机械压力机的闭合高度小于模具的工作闭合高度，冲压机就会在滑块下移到下死点附近顶死，导致设备不能正常工作。当出现设备顶死时，必须关机等待冲压机完全停止后，再次启动冲压机打反转提起滑块，之后调整好冲压机的闭合高度大于或等于模具工作时的闭合高度，冲压机才可以正常工作。

1.2 将模具装入冲床内

在安装前应首先确认模具刃口锋利程，凹模刃口上没有崩口，凸模没有缺角，如果有崩口或缺角，请首先刃磨刀口。合模前应在上、下模之间垫入一张硅钢片,防止由于搬运过程碰伤刀口。在模具装上冲床前,要用油石把底面和上面的毛刺磨掉,用布条将垃圾清理干净。如果模具上下平面上有毛刺或垃圾,将引起冲片毛刺超差。将模具装入冲床内应该始终将模架与冲床工作台的定位表面作为安装基准。调整滑块行程至合适位置压紧上模,必须保证模柄或模架上平面于滑块的底面紧密贴合,下模压板螺钉轻轻压紧。然后,向上调整滑块,取出中间的硅钢片。松开下模压板螺钉,向下调整滑块,直至凸模进入凹模3～4mm,压紧下模压板螺钉。新模具冲片时凸模必须进入凹模3～4mm,否则,要出现凸模崩口或凹模涨裂。升起滑块至上死点位置,调整冲床打杆止退螺钉,至松紧适宜,然后空转几次,观察模具及冲床各机构工作是否正常。如果没有异常情况,就可以开始完成冲压作业了。

2 冲压模具主要失效形态分析

失效形式的存在严重影响了冲压模具的寿命以及冲压产品的质量，如何预防和调整失效形态是现代企业关注的重点问题。冷冲压模具主要失效形态有磨损失效、过载失效和疲劳失效等几种比较典型的失效形式，以下将进行分别论述。

2.1 磨损失效

冲压模具磨损失效是指刃口、冲头等工作部位在与被加工材料的摩擦中引起形状和尺寸变化失效，一般包括正常磨损失效和非正常磨损失效。正常的磨损失效：对于冷冲压、冷挤压模具而言，与被加工材料之间的均匀摩擦较多，模具寿命取决于表面抗磨损能力，在排除了材料不断裂的情况下，表面抗磨损能力如果较强通常模具使用寿命较长，反之则会引起此类失效。非正常磨损失效:这种弯曲、拉伸及冷挤压模具中，材料表面形状和尺寸发生突变的原因主要是局部高压力作用导致了工作部位与被加工材料的咬合，出现严重划痕和“冷焊”,导致失效。冷冲时，如果负荷不大，磨损类型主要为氧化，磨损也可为某种程度的咬合磨损，当刃口部分变钝或冲压负荷较大时，咬合磨损的情况会变得严重，从而使磨损加快。

2.2 过载失效

冲压模具过载失效一般包括韧度不足和强度不足两类，主要原因是材料本身承载能力不足，在进行了高强度的工作载荷之后，引起的失效。材料初度不足的失效材料的初度在工作中是很难进行探测的，在冷挤压和冷镦模具中容易出现，往往都是无宏观征兆，具有突发性，因而也较为危险，很有可能带来人员和财产损失。冷挤压和冷镦模具中的冲头折断、开裂是常见的，产生前无明显塑性变形，会造成模具的永久失效。强度不足失效在生产中，不仅仅有冲头的折断、开裂，还会有材料的抗压、弯曲抗力不足导致的镦头下凹、弯曲，一般是和模具硬度偏低有关。很多研究者多次进行过研究，认为硬度小于56 HRC的黑色金属冷镦冲头和硬度小于HRC的冷挤冲头，很容易出现这种情况，对付此种失效的常用方法就是变形失效增硬度，脆断失效减硬度。

2.3 疲劳失效

使冷冲模具发生疲劳失效的根本原因为特环载荷，凡可促使表面拉应力增大的因素均能加速疲劳裂纹的萌生。冷作模具在高硬状态下工作时，模具钢具有很高的屈服强度和很低的断裂韧性。高的屈服强度有利于推迟疲劳裂纹的产生，但低的断裂韧性使疲劳裂纹的扩展速率加快和临界长度减小，使疲劳裂纹扩展循环数大大缩短，因此，冷作模具疲劳寿命主要取决于疲劳裂纹萌生时间。

TGl42.45

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1671-1602(2016)24-0007-01