冲裁模具减成本延长工作年限的基本方法

优胜编程龚老师

冲裁模具减成本延长工作年限的基本方法:

1.采用镶拼结构，降低材料费用并提高模具使用寿命采用镶拼结构主要是指冲裁模具（尤其是凹模）的刃口部分采用材料以镶拼方式构成，在满足模具强度和寿命要求的情况下尽可能减少贵重金属（如模具钢等）的用量，再用价格较低的普通低碳钢包容固定后和固定板连接，能够降低制造模具的材料费用，采用这种结构，模具的尺寸越大，费用降低就越显著。同时，刃口部分被普通低碳钢包容采用热装的过盈配合，可以增加凹模工作刃口的高度（中h值），增加模具使用中的刃磨次数，提高模具的使用寿命。传统的整体式凹模的工作刃口的高度h值，当工件的厚度为1. 0 3. 0mm时，h值取6. 0 12. 0mm，取值过大会因废料排除不畅而胀裂凹模，采用热装的过盈配合的镶拼式凹模结构时，h值可取10. 0 16. 0mm，不会出现凹模被胀裂的现象。如果是小型零件的冲裁模具，产量很大时还可以用硬质合金做凸凹模的刃口，模具的寿命还会更长。　　

镶拼式凹模。采用合理的凸凹模初始间隙凸凹模间隙的大小不仅直接影响冲裁的阻力，还会对模具刃口的磨损速度产生影响。间隙过小，冲裁面全部是光亮带而没有断裂带或断裂带很少，冲裁阻力大，刃口模损快，还容易造成切模事故，间隙过大则冲裁面光亮带少而断裂带多，表面较粗糙，也易产生毛刺。凸凹模间隙推荐值的范围较大，各行业的执行标准也不一致，电器仪表行业对冲裁表面的精度要求较高，因而取较小间隙值，汽车拖拉机行业则取较大值，机电行业居中。在设计冲裁模具时，凸凹模的初始间隙选择应考虑以下因素：

一是工件的表面粗糙度要求，
二是冲裁阻力，

三是模具的寿命。笔者认为，在满足冲裁件加工面的表面粗糙度要求的前提下，尽可能选用较大的凸凹模间隙值，如机电行业、汽车拖拉机行业的标准值，从而既满足产品的加工精度要求，又能延长模具的使用寿命并降低生产成本。　　模具、冲床的压力中心偏移

3.模具压力中心、压力机压力中心要重合冲裁模具（特别是薄板冲裁模具）的凸、凹模之间的间隙非常小，压力机滑块与导轨之间又有一定的间隙，如果模具的压力中心与压力机的压力中心偏移，压力机工作时，在连杆压力和模具阻力（正常情况下，两者大小相等，方向相反）的共同作用下，就会在滑块上产生附加扭矩，使滑块和上模下冲时发生偏移，造成轻微切模或切模事故的发生，轻则缩短模具寿命，重则造成模具的损坏和凸凹模的报废，从而增加模具的使用成本，因而在模具设计时务必使其压力中心与压力机的压力中心重合。　　

4.采用敞开式模具结构采用标准模架设计制造模具，可以使设计制造过程大大简化，并缩短制造加工周期，方便模具的使用安装，也有利于预防切模事故的发生。然而，这种封闭式的模具结构会使模具的工作空间变得窄小而影响冲裁操作，限制板料的尺寸和工件在板料上的排样方式，影响板料的利用率和工作效率。在压力机滑块运动精度满足要求的前提下，采用敞开式的模具结构可使模具的工作空间变得宽敞，便于板料排样方式的优化，提高冲床操作的工作效率和板料的利用率，还可以利用加工大零件剩下的边角料加工小型的工件，从而降低产品的原材料费用和生产成本。采用敞开式冲裁模具结构对模具的使用安装难度较大，对安装工人的技术水平要求也较高，如果安装精度达不到要求，易造成切模事故的发生。　　另外，对于冲裁小孔的模具，当生产量很大时，小凸模（冲针）断针的故障率是非常高的。采用超硬耐磨的金刚石镀膜技术，即冲针热处理时既要求有一定的硬度又有足够的韧性，再用滤质阴极真空电弧镀膜技术在冲针刃口表面镀上一层金刚石硬膜，凸模（冲针）的寿命可成倍提高。　　

二、使用与安装对模具寿命的影响冲裁模具在使用时的安装精度直接影响着模具的使用寿命，直接影响着模具的使用成本和生产效率，现从凸凹模间的调整等三个方面具体进行分析，提出采取延长模具使用寿命和降低使用成本的途径如下。　　

1.凸凹模间的四周间隙冲裁模具凸凹模间的四周间隙，带标准模架的模具是在模具制造装配时调整，使用时只要安装方法正确就行，而敞开式模具则在模具使用安装时现场调整。如果凸凹模间的四周间隙调整得不均匀，不仅冲压件的冲裁加工易产生毛刺和表面粗糙度降低，还会加速凸凹模的磨损，甚至造成切模事故的发生。因此，在模具装配和使用安装时务必将凸凹模间的四周间隙调整得均匀，特别是在模具使用安装时，压紧下模的过程中要注意防止下模移动，即使是带有导柱导套的封闭式冲裁模具，在压紧下模的过程中如不注意掌握好对称、均匀、渐进的原则，也会发生下模偏移。模具初步安装完毕，必须缓慢摇动或点动压力机让滑块下行来使模具闭合，检验调整凸凹模间的四周间隙均匀后夹紧，接着调整压力机滑块行程的下止点并试冲工件，根据工件冲裁断面的光亮带、断裂带和毛刺的分布情况，判断凸凹模在工作时四周间隙是否均匀和是否需要重新调整，在冲裁作业过程中还要运用这种方法判断下模是否发生移位，保证凸凹模的间隙始终在比较理想的状态下工作，既可提高冲压件的质量，又可延长模具的使用寿命和降低生产成本。　　
退料胶、弹簧的反力要对称于压力机的压力中心利用橡胶或弹簧作为卸、退料装置的弹性件时，橡胶或弹簧往往是在模具使用安装时装上的，而且在模具使用过程中还要不断的调整和更换。因此，除了模具设计制造时尽可能采用对称于压力机压力中心的橡胶、弹簧卸料装置的结构外，橡胶或弹簧在模具上安装使用时要尽可能做到使其反力均匀对称，否则也会造成与模具压力中心与压力机的压力中心偏移的同样后果，使模具工作时凸凹模的四周间隙不均匀，缩短模具寿命或造成切模事故的发生，即使是带有导柱导套的封闭式冲裁模具也在所难免，笔者就曾经亲眼目睹一副带有导柱导套的封闭式复合冲裁模具因卸料橡胶不对称而造成切模事故的过程。　　

3.压力机滑块下止点的调整压力机滑块下止点的调整，实际上是调整凸模伸入凹模的深度（一般为0. 2 1. 2mm），把冲裁模具安装到压力机上，在完成凸凹模间的间隙调整和卸料橡胶、弹簧的安装后，就可放上板料试冲，同时调整压力机滑块下止点，让模具刚好将工件与板料分离而凸模又未伸入凹模（或伸入凹模的深度最小）时即完成调整。要注意保持凸凹模刃口始终处在比较锋利的状态和凸凹模四周间隙的均匀，保持凸凹模刃口工作时凸模伸入凹模的深度最小（可达0. 1 0 mm）。既能延长凸凹模的使用寿命，防止切模事故的发生，还可以提高冲裁作业的工作效率。　　通常一次装模连续冲裁量为数千件至数万件，笔者就曾经有过一次装模连续冲裁（1. 5mm板料）30多万件的记录。　　

三、压力机精度对模具寿命的影响除模具结构、工作方式和模具的使用安装精度对冲裁模具的使用寿命有直接影响外，模具工作所在的压力机的精度的维护和调整，对冲裁模具的使用寿命和维修费用也有很大的影响，现笔者从滑块的运动精度等三个方面分析，提出采取延长模具使用寿命和降低使用成本的途径如下。　　

1.滑块的运动精度压力机滑块的运动精度包括滑块运动方向与工作台平面的垂直度和滑块运动的直线度，滑块运动方向与工作台平面的垂直度误差较大时，压力机工作中就会使凸凹模的四周间隙发生变化，凸模伸入凹模的深度较大时还会出现切模现象，引起模具损坏或缩短模具寿命。压力机工作过程中，由于下模受到来自上模的水平方向的分力的作用而随受力方向移动，使凸凹模的间隙发生变化，冲裁模具的工况恶化，甚至造成切模事故的发生。滑块运动直线度误差过大，会使压力机工作时上模下行发生抖动，凸凹模间的间隙也会发生变化而加速模具的损耗。因此，必须及时对压力机进行维修和调整，恢复压力机滑块的运动精度，以延长模具的使用寿命，达到减少冲压产品中模具费用的目的。　　滑块不垂直引起凸凹模间隙变化和下模移动

2.滑块的间隙压力机经过一段时间的使用后，滑块的导轨面与两侧导轨的导轨面将出现磨损，使滑块的间隙加大，滑块运动的直线度误差随之加大而加速模具的损耗，特别是模具的压力中心与压力机的压力中心重合度不够或退料弹性件安装不对称时尤为明显。　　因此，压力机在使用过程中，要经常检查滑块的间隙是否过大和滑块运动的直线度是否超差，及时进行调整和维修，才能延长冲裁模具的使用寿命并降低模具运行费用。　　

3.曲轴连杆机构的间隙压力机的曲轴连杆机构间隙包括曲轴固定轴承间隙、曲轴曲拐轴承间隙和连杆球头的间隙等，当压力机经过一段时间的使用后，曲轴固定轴承和曲拐轴承都会磨损而使间隙加大，压力机会出现曲轴不能准确停止在上死点，一般通过调整制动器的制动力矩都能解决，只有轴承间隙过大时通过调整制动器来消除这种故障才无效。就会使冲裁模具的工作失常，模具设计加工技术表现为滑块下止点调整较高时，冲裁模具不能把工件和板料切断分离，往下调整滑块下止点让冲裁模具把工件和板料切断分离时，又会出现凸模伸入凹模的深度过大，使冲裁模具的工况恶化，加速模具的损耗，发生切模事故将使凹模严重损坏甚至报废。所以，及时检查、维修和调整压力机曲轴连杆机构的间隙，对延长冲裁模具的使用寿命并降低模具运行费用的意义非常重大。　　另外，压力机的工作台的平面度、机身的刚度等参数，特别是机身的刚度对冲裁模具的使用寿命也有很大的影响，保持和提高压力机的工作台的平面度和机身的刚度也能提高冲裁模具的使用寿命。　　

综上所述，在设计制造冲裁模具时，采用镶拼结构可以降低模具的制造成本和维修成本，采用合理的凸凹模初始间隙并尽可能使模具压力中心、压力机压力中心重合，可以使冲裁模具在比较理想的状态下工作，延长模具的使用寿命，采用敞开式模具结构，能提高冲压操作的工作效率和板料的利用率；模具安装使用时把凸凹模间的四周间隙调整均匀，让退料胶、弹簧等弹性件的反力对称于压力机的压力中心，调整滑块下止点使凸模伸入凹模的深度最小，是延长模具的使用寿命的重要措施；同时，及时维修、调整压力机，保证滑块运动精度，使滑块的间隙和曲轴连杆机构的间隙最小等，是保证、延长模具的使用寿命的条件。只有在冲裁模具设计制造和冲压生产的全过程都能够围绕降低冲压产品生产成本这个中心，做好上述各项工作，才能降低模具的制造、运行费用，提高生产效率和模具的使用寿命，降低冲压产品的生产成本，提高经济效益。