影响汽车冲压模具寿命的因素分析

  现代汽车行业的迅猛发展，使得人们对汽车各个方面的要求也越来越高，故而要求汽车冲压件结构复杂，且能在高温、高速、高摩擦剂腐蚀性工作环境中正常工作，也随之提高了对冲压模具的要求。冲压模具使用寿命一直是企业关注的重要问题，但目前我国企业生产的模具使用寿命仅相当于发达国家的1/3—1/5。为了提高模具寿命，降低成本，必须分析影响模具使用寿命的因素，获得提高模具寿命的方法。通过分析模具失效原因发现，合理设计模具结构，恰当的选用材料及热处理，正确使用和维护模具，对模具使用寿命的提高是有重大意义的。
    模具结构
    冲压模具结构是影响模具寿命最主要的因素。因此模具设计者要需对冲压模具有较好的认识，同时具备基本的铸造和机加工相关知识，并能将这三者结合在一起来设计模具。
    模具设计最基本原则是安全性，其次是经济性，考虑这个因素节省成本，为企业带来效益。所以设计模具过程中，在合理安排模具冲压间隙，冲压工序及冲压工位之后，还须做到以下几点保证模具的寿命达到预期：
    1.1整个模具框架结构的厚度需均匀合理
    根据模具的大小及生产要求确定模具框架筋、结构筋和工作部分结构的厚度，确保模具足够的强度，保证使用寿命。
    1.2模具结构必须受力均衡，避免应力集中而导致模具局部开裂要求模具压力源选择和布置合理，并且在承载力的部位设计支撑筋；承受侧向力的必须有防侧机构。
    1.3必须慎重考虑起吊部件
    将起吊部件选择比实际起吊重量大一级，起吊部件周围保证有足够的铸件厚度，以防断裂。
    1.4模具防松部件及紧固螺钉必须大小适宜，防止在生产过程中震落，损坏模具。
    1.5模具的导向必须合理
    一般情况下，导向基本上用导板导向，导向精度要求高的情况下使用导板加导柱的导向形式。准确可靠地导向减少模具工作零件的磨损，避免凸凹模啃伤。
    1.6模具结构让空必须合理
    铸件与铸件之间最小距离为15mm，铸件与非铸件之间最小距离为10mm,以免铸造偏差产生干涉而造成模具损坏。需特别注意冲头与压料芯的让空，若让空不足，可能导致冲头与压料芯碰撞致断裂而报废压料芯或冲头，甚至造成重大安全事故。此外凸凹模之间的间隙对于模具的磨损及寿命也有极大的影响，精度要求高的，两者之间的间隙应该较小，反之，则可适当加大间隙，提高模具寿命。
    1.7自制件的结构必须设计合理，以便于热处理。
    模具材料及热处理
    正确的选择模具材料是提高冲压模具使用寿命的基础，根据生产零件的不同要求选择相对应的材料。一般常用的模具材料有：铸件材料：MoCr铸铁，球磨铸铁，HT300等；锻件材料：T10A，Cr12MoV，7CrSiMnMoV等。其中常用的凸凹模材料有T10A、CrWMn、Cr12MoV、Cr12 等。模具设计者选择材料时应该将材料的性能，作用和经济性相结合来考虑。
    从模具的失效分析可知，45%的模具失效原因是热处理不当。模具的磨损、粘结和疲劳断裂往往都发生在表面，因此模具表面的加工质量对于提高模具寿命是非常重要的。对不同的材质，不同的性能进行合理的热处理是提高模具使用寿命的一个关键因素.。热处理工艺应制作严谨，模具设计者在制作自制件时必须标明零件的热处理，热处理效果直接影响着模具生产零件的合格性，安全性及模具使用寿命。此外，热处理过程中应该掌控温度，若淬火温度过高，会使零件淬火过硬，造成脆性过大而易折断脆裂；若温度不够，淬硬性和淬透性达不到工艺技术要求，将导致零件变形。淬火时若不注意采取保护措施，会使模具表面氧化和脱碳，降低耐磨性，疲劳强度和抗咬合能力，影响使用寿命。淬火冷却速度过快或油温过低，容易产生淬火裂纹。采用热处理新技术：强韧化和表面强化处理，可以经济而有效的提高模具性能。
    模具的使用及保养
    要保证冲压模具的使用寿命，除了要有合理的结构设计，正确的选择模具材料，制定良好的热处理工艺之外，冲压模具的使用及保养同样重要。
    3.1模具的使用
    冷冲压模具在使用前，应该认真检查并清扫，检查模具各部件是否安装到位，检查导向装置的润滑状况；模具使用时应正确的选择适宜的、精度较高的冲压设备、合适的冲压力（一般不小于成型工件30 % ~ 40 %的重压力）；可以在模具的凸、凹模和板材上使用恰当的润滑剂，减少磨损；可通过及时刃磨来改善模具在使用的过程中模具凸、凹模刃口的磨损及钝化状况。
    3.2模具的存放及保养
    模具封存期间，需妥善保护；确保模具中弹簧及其他可形变部件处于自由状态；在刃口，导向部分，型面以及其他一些精度要求高的部位涂润滑油防锈并保持清洁。模具在运输期间要注意防震，轻拿轻放，决不能乱扔乱碰，且摆放合理，以免损坏模具刃口和导向装置，防止模具撞裂或磨损。

    冷冲压成型是一种较为复杂的成型工艺，因此冷冲压模具在使用过程中各方面的损耗也是一个繁杂的过程，在对损耗进行的控制的过程中，需要在成型过程中的各环节要素进行控制，需要各要素之间相互作用方能达到理想的效果。随着科技的发展，有限元软件可对模具和工件的应力及形变进行模拟分析，并采取相应的措施来解决问题，从而可提高冷冲压模具的使用寿命。