冲压生产模具主要问题的分析与处理

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冲压生产模具主要问题的分析与处理

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作者：王强



  X0 S4 ]' v- ?. F冲压是大批量零件成型生产实用工艺之一。在冲压生产过程中，模具出现的问题最多，它是整个冲压生产要素中最重要的因素。直接影响到生产效率和成本。影响到产品的交货周期。模具问题主要集中在模具损坏、产品质量缺陷和模具的刃磨方面，它们长期困扰着行业生产。只有正确处理这几个关键点。冲压生产才能够顺利进行。
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1 模具故障

& P$ v4 l, L7 `7 X, r' [: t' B模具故障是冲压生产中最容易出现的问题，常常造成停产，影响产品生产周期。因此，必须尽快找到模具故障原因，合理维修。
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; j" d) r& L7 c4 h4 ?1.1 模具损坏

模具损坏是指模具开裂、折断、涨开等，处理模具损坏问题，必须从模具的设计、制造工艺和模具使用方面寻找原因。

. ~# L' s  n; v/ [8 t  e首先要审核模具的制造材料是否合适，相对应的热处埋工艺是否合理。通常，模具材料的热处理工艺对其影响很大。如果模具的淬火温度过高，淬火方法和时间不合理，以及回火次数和温度、肘间选择不当，都会导致模具进入冲压生产后损坏。落料孔尺寸或深度设计不够，容易使槽孔阻塞，造成落料板损坏。弹簧力设计太小或等高套不等高，会使弹簧断裂、落料板倾斜．造成重叠冲打，损坏零件。冲头固定不当或螺丝强度不够．会导致冲头掉落或折断。
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# i0 a! [' A# O0 u: a  e: N模具使用时，零件位置、方向等安装错误或螺栓紧固不好。工作高度调整过低、导柱润滑不足。送料设备有故障，压力机异常等，都会造成模具的损坏。如果出现异物进入模具、制件重叠、废料阻塞等情况未及时处理，继续加工生产，就很容易损坏模具的落料板、冲头、下模板和导柱。

1.2 卡模
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) C( E1 G& B5 c2 O- P: |6 B% y冲压过程中，一旦模具合模不灵活，甚至卡死，就必须立即停止生产，找出卡模原因，排除故障。否则，将会扩大故障，导致模具损坏。

引起卡模的主要原因有：模具导向不良、倾斜。或模板间有异物，使模板无法平贴；模具强度设计不够或受力不均。造成模具变形，例如模座、模板的硬度、厚度设计太小，容易受外力撞击变形；模具位置安装不准，上下模的定位误差超差。或压力机的精度太差，使模具产生干涉；冲头的强度不够、大小冲头位置太近，使模具的侧向力不平衡。这时应提高冲头强度，增强卸料板的引导保护。
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, Y, J: R5 U+ a) c$ T1.3 模具损坏和维修
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冲压生产的模具费用高．通常模具费占制件总成本的1/5-1/4。这是因为，除模具制造难度大、成本高外。投入生产后的模具修理和刃磨维护费用也高，而模具的原始造价仅占整个模具费用的40％左右。因此，及时维修模具，防止模具损坏，可以大大降低冲压生产的模具费用。
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; Z; M& l8 o* N# ~1 V模具损坏后，还有一个维修和报废的选择问题。一般来说。冲压模具的非自然磨损失效，例如非关键零件的破坏。以及小凸模折断、凸模镦粗变短、凹模板开裂、冲裁刃口崩裂等故障．大部分可以通过维修的方法使其完全恢复到正常状态，重新投入冲压生产。但是。当模具的关键件严重损坏，有时凸、凹模同时损坏。一次性修复费用超过冲模原造价的70％，或者模具寿命已近。则维修的意义不大，这时应该考虑报废模具：除大型模具、结构复杂的连续模外。当模具维修技术过于复杂、修模费用太大，难度大必然使维修周期过长，严重影响冲压的正常生产，应选择提前失效报废，重新制造模具。
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0 Z5 L' i$ j0 t- I在正常情况下，冲模的主要失效形式是过量磨损。从新模具制造交付使用。直至冲制零件的毛刺超标、零件尺寸与形位精度超差，而模具又不能再修复或根本无修复价值，则模具就只能报废。从新模具投入使用到失效报废。一般要经过多次维修和刃磨。
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4 U+ J: m# L* s" I( Q/ c2 u2 制件质量缺陷
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  \% E8 v/ F0 K! _6 U最常见的制件质量缺陷是产品尺寸超差。只有少数产品存在表面质量问题。
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$ T4 N5 o+ L9 c' z5 I5 R2.1 尺寸超差

3 g) m2 I2 a1 K4 J- M尺寸超差是冲压制件的严重缺陷。对此，首先要检查、核对模具的设计，排除设计和制造的原因。如果超差尺寸和材料厚度有关，应检测冲压材料的厚度和材质、硬度。
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9 t+ m7 c5 j1 `: s  |$ v/ p冲压生产过程中引起尺寸超差，主要是模具的磨损、定位导向不良和制件产生变形。模具的刃口磨耗．会造成毛刺太大或切外形尺寸变大、冲孔变小、平面度超差，应该刃磨或更换模具。定位导向不良包括没有导向、导销或其他定位装置没有起作用，送料机没有放松，定位块磨损使送距过长，导料板长度不对或导料间隙太大等。制件在生产中变形，主要有撞击变形，例如制品的吹出气压太强或重力落下撞击太大变形：出料时受挤压或括伤变形，应及时清理出料位置或加大出料空间：顶出不当变形。例如顶料销配制不当、弹簧力不适当或顶出过长，应调整弹力或改变位置或销数量；下料变形。部份弯曲件不能容许料重叠，须每次落下，当出现碟形应变时可采用压力垫消除；冲剪变形，主要是材料扭曲不平。尺寸增大或中心不对称；浮屑挤压变形，是由于废料上浮或细屑留在模面上或异物等挤压变形。
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' y3 R1 r3 p- c) k5 {2.2 表面质量不合格

冲压制件的表面质量问题，主要是毛刺过大。造成制件毛刺过大的原因，首先是模具刃口的磨损，应重新研磨模具(下述)，确保刃口锋利。其次是凸、凹模的间歇不合理，间隙过大使侧面大部分为擦光带，间隙太小会出现二次剪切面，如果材料硬度太高，则应更换材料或加大间隙。冲裁搭边尺寸过小或切边材料过少时，材料会被拉入模具间隙内而成为毛边。此时必须加大冲裁的搭边尺寸或切边余量。

3 模具的刃磨
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; }- F& L: j" V, O; _) d冲压生产中对模具进行合理的刃磨。可以有效地提高冲模的寿命，节省模具费用，大幅度降低产品成本。
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当冲模刃口磨损到一定程度时，原本锋利的刃口变钝了，会造成冲裁件毛刺过大，尺寸与形位精度下降。因此，模具必须进行刃磨，以恢复其锋利的冲裁刃口。减小冲裁毛刺和尺寸与形位偏差，改善成形件表面质量。如果不及时刃磨模具，会因为拖延刃磨时间，使得已经磨钝的刃口遭受坚硬、过大、过厚毛刺的剧烈摩擦，形成模具恶性循环的过度磨损，导致要以几倍的刃磨量才能够使刃口恢复锋利，大大缩短模具的寿命。当制件的毛刺即将超出允许毛刺高度时，应立即停止生产，对模具进行刃磨。在生产实际中，现场工人习惯凭手感确定制件毛刺大小并确定刃磨时机，这样操作误差较大。最好通过检测制件的毛刺高度及厚度、毛刺分布均匀程度、冲件尺寸与形位精度及冲切面质量等，来掌握刃口磨损情况、刃121变钝程度，从而确定模具的最佳刃磨时机。
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模具刃磨量必须根据刃口端面和侧面的实际磨损情况而定，此外，还应该考虑材料厚度、凹模形状结构以及刃磨次序等相关因素。凹模经多次刃磨后，尺寸会发生变化，特别是采用上小下大锥形凹模口设计的冲裁模，由于凹模刃口壁向外倾料，刃磨模具的上表面后，其水平尺寸必然会产生一个增量。因此，刃磨前应该按照锥形的角度进行计算，刃磨时要注意实测制件尺寸，防止因多次刃磨使制件尺寸增量过大，导致产品超差。
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5 B+ Q# K8 Y& b( `4 ?1 S. e4 结束语

冲压生产效率和成本对模具的依赖性很大。对生产过程中模具出现的故障，应具体问题具体分析，制定正确的维修方案。及时解决模具损坏、卡模、刃磨和产品质量缺陷等问题。处理好模具维修与报废的关系，才能减少停产修模时间，缩短生产周期，保证冲压生产的正常进行。(end)

江河湖海

精辟。谢谢楼主！