免責聲明：本文援引自網絡或其他媒體，與揚鍛官網無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本站證實，對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關內容。

轉發自：機 電 工 程 技 術

第49卷 第01期 MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING TECHNOLOGY Vol.49 No.01

作者：王全民

（東莞市育才職業技術學校，廣東東莞 523420）

斷裂失效是指沖壓模具在沖壓過程中突然出現裂紋而失效，破損、折斷和裂縫是斷裂失效的主要表現形式，這種失效對生產影響很大。

由于凸、凹模是沖壓模具的核心部件，在沖壓過程中承受很大的壓力，因此容易出現斷裂現象，原因在于模具結構設計不合理、熱工藝處理方式欠妥、選材不當[4]。

模具斷裂分為疲勞斷裂和早期斷裂，疲勞斷裂是模具在沖壓一定數量工件之后發生，而早期斷裂是由于模具材料存在熱加工、切削加工的缺陷或操作不當造成的。

發生早期斷裂不但使模具失效，還有可能發生安全事故，必須引起注意。

2影響沖壓模具使用壽命的主要因素

2.1 模具設計的影響

模具結構設計決定著沖壓模具的使用壽命。

設計中，影響模具壽命的因素一般包括模具結構形式、排樣與搭邊、模具幾何參數、模具導向機構等幾個方面。

在大多數情況下，模具的結構是由零件的形狀決定的，但同一零件對應的模具結構會有很多種。

在設計中，如果模具結構的選擇不合理，則會致使模具內應力集中，從而引發斷裂失效。

其次，排樣方法和搭邊值與模具壽命聯系密切，排樣的設計不合理以及過小的搭邊值會導致模具磨損加快，甚至會引起凸凹模相互啃傷。

模具幾何參數包括沖裁間隙、沖裁力、凸凹模圓角半徑等，它們對沖件成形和模具磨損影響很大。

此外，模具導向精度和剛度直接影響著模具壽命的長短，精準的模具導向機構可減少模具零件的磨損，并且能夠防止凸、凹模發生啃傷現象，從而延長模具壽命[5]。

2.2 模具材料的影響

模具材料的性質和熱處理工藝對模具壽命產生重要影響。具體來說，模具材料的種類、硬度、強度、耐磨性、韌性、熱處理質量等方面影響著模具壽命。

不同模具鋼類制造的模具用于沖壓同一零件，其壽命差距很大。

用不同模具鋼制造彎曲模對同一種彈簧鋼板進行彎曲的實驗結果如圖 1 所示。模具零件的硬度對模具壽命也有很大的影響，但并非硬度越高模具壽命越長，有的凸、凹模硬度太高，反而會出現崩裂現象[6]。

因此，要綜合考慮沖壓工序、模具失效形式等因素，來確定模具零件的硬度。

同時，模具材料熱處理質量的高低也影響著模具的壽命，如高合金鋼、冶金缺陷較多，這可能會導致模具在淬火過程中開裂，從而增加了模具早期損壞的風險。

圖1 模具材料種類對模具壽命的影響

2.3 模具制造工藝的影響

熱處理工藝和加工工藝是模具常見的制造工藝，其合理與否直接影響著模具的使用壽命。

在實際生產中，模具的熱處理中主要包括淬火、回火、退火等，熱處理質量對模具的使用性能和壽命影響很大。

在熱處理中，模具零件出現淬火變形、氧化與開裂等現象，與模具的熱處理工藝不當有關。

據分析統計，由熱處理不當引起的模具失效占一半以上。

模具的耐磨性、抗粘合能力、抗斷裂能力等性能受模具加工質量的影響。

模具零件經過平面磨削、省模拋光等精加工后，表面較光滑，這樣零件對模具的磨損會大大減少，從而延長模具的使用壽命。

模具工作零件經過加工后，其表面可能會產生刀痕、夾具夾痕等缺陷，若這些缺陷位于應力集中部位，則有可能導致模具加快斷裂[7]。

3提高沖壓模具壽命的主要措施

3.1 優化沖壓模具結構設計

沖壓模具結構設計是核心環節，其合理與否直接影響著模具使用壽命的長短。

在設計時，要確保卸料板、送料裝置、導向機構等模具零部件靈活、可靠，并具備足夠的剛度和強度，減少沖壓過程中的變形、磨損現象。

同時，盡可能采用鑲拼式凸、凹模結構，以此減少應力集中，降低疲勞裂紋的產生幾率。

而且當局部損壞時，可將損壞部件更換，不至于造成整個凸、凹模報廢，從而延長模具的使用壽命。

同時，應考慮模具的定位和緊固方式，保證模具的穩定性、剛度和強度。

3.2 合理設計沖模凸凹模間隙

在實際生產中，沖壓件斷面質量、沖壓力大小和模具使用壽命受沖裁間隙的影響，合理的間隙可獲得合格的沖壓件和較長的模具使用壽命。

因此，在設計新模具時，應根據理論法或查表法來確定合理的間隙值。

同時，要結合具體情況，在保證產品質量的前提下，采取最大合理間隙，從而大大降低凸、凹模的磨損程度。

對尺寸精度、斷面質量垂直度要求高的工件應選用較小的間隙值，反之，則在優先考慮提高模具使用壽命的情況下，采用大間隙值[8]。

3.3 采用合理的熱處理工藝

對模具材料采取合理的熱處理工藝是提高沖壓模具使用壽命的有效途徑。

淬火時，要合理地控制加熱溫度，溫度過高會促進晶粒長大，從而使模具零件變脆，零件在加工中出現崩刃、開裂，折斷的風險就會大大增加。

所以，沖壓模具在淬火過程中應保證均勻受熱，在加熱后使冷卻均勻，防止溫度迅速改變帶來的模具氧化和脫碳現象。

為消除模具零件的內應力，還應進行高溫回火，以降低模具產生裂紋的可能性。

同時，為使模具獲得外硬內韌的效果，模具工作零件表面需進行強化處理，如離子滲氮、碳氮共滲和電火花強化。

這樣，模具表面的硬度和耐磨性得

到了保證，沖壓模具的壽命得到有效提高。

4結束語

沖壓模具是工業生產的重要工藝裝備，其使用壽命關乎產品的生產效率、企業的生產成本。提高沖壓模具的使用壽命是當前需要解決的一個綜合性技術問題。

在沖壓模具的設計、制造、使用和維護保養過程中，應該采用先進的現代制造技術和標準的質量管理體系，實施專業化生產，強化模具標準化工作，切實提高模具設計與制造水平，從而有效提高模具的使用壽命。

參考文獻：

［1］ 陳雪巖，余小魯.影響沖壓模具壽命的因素及提高模具壽命的措施研究［J］.赤峰學院學報（自然科學版），2017，33（15）：35-37.

［2］ 郭凌海.如何提高冷沖壓模具使用壽命［J］.科技視2020年01月 機 電 工 程 技 術 第49卷 第01期界，2015（20）：85.

［3］ 李恒菊.提高沖壓模具使用壽命的措施［J］.時代農機，2015，42（03）：54-55.

［4］ 崔俊超. 開瓶器沖壓模具及沖壓自動送料設計［D］. 邯鄲：河北工程大學，2016.

［5］ 李江曼. 超高強鋼板沖壓模具磨損CAE分析與壽命預測［D］.長沙：湖南大學，2015.

［6］ 張明江.探究影響冷沖壓模具壽命的主要因素［J］.黑

［7］ 丁海.沖壓模具失效分析及壽命的提高措施［J］.機床與液壓，2014，42（04）：120-121.

［8］ 張靈曉，文學洙.淺談影響冷沖壓模具壽命的因素及提高壽命的措施［J］.裝備制造技術，2013 （02）：106-108.

作者簡介：王全民（1983-），男，大學本科，工程師。研究領域為機械模具加工制造技術。

已發表論文4篇，龍江科技信息75 ，2014（11）：15. （編輯：劉詩寒）