冲模失效原因及增寿对策

在板料冲压生产中，冲模寿命低是个令人棘手的老大难问题，随着我国加入WTO，市场竞争愈加激烈，促使企业强化产品成本核算并十分关注冲模寿命的提高及产品成本降低。在各类机电产品中，冲压件的品种和数量远高于铸、锻、切削加工、注塑、粉末、冶金、钳工加工件而占据很高的比例。以仪器仪表产品中家用电度表、水表、煤气表、温度调节阀为例，其中，冲压件数占65％～75％，数量为产品零件总数的85％～92％，而冲压劳动量，仅为产品单台劳动量的25％～35％，在生产这些产品时需要大量不同类型与结构的冲模。随着现在冲压技术的迅速发展，可冲压的料厚增加，冲压精度不断提高，特别是厚板冲压技术，精冲技术，杆棒型材冲压技术的推广普及，冲压件的品种与数量高速增长，加上新产品投产和老产品的升级换代，新增、复制与改型冲模的数量与日俱增。然而，由于冲模寿命过低，甚至几套冲模不如一套进口冲模寿命高，不仅大幅度提高了冲压件生产成本，而且加重了模具制造任务，天长日久形成恶性循环，使产品成本居高不下，降低了产品市场竞争力。

冲模寿命

通常所说的冲模寿命是指冲模的使用寿命也即总寿命。此外，还有初试寿命，刃磨寿命及修理寿命。冲模的使用寿命是指新制冲模投产直到永久失效而废弃总共生产的合格冲件数，初试寿命是显示和考核冲模制造质量的重要数据，它是指从新冲模投产直到首次刃磨为止，冲模冲制的合格冲件数；而刃磨寿命是指两次刃磨之间冲模冲制的合格冲件数，即前一次刃磨寿命；各种类型的修理也有其不同的修理寿命，但一般不做专门统计，使用也不及总寿命与刃磨寿命广泛。所有冲模寿命的表示单位都用冲次。

冲裁模的最低寿

《冲模技术条件》国家标准GB/T14662－93在其附录B参考文件中规定了模具制造者应保证的冲裁模寿命，见表1。表2值使用的条件是：冲件材料强度 6b＝500MPa，料厚t＝1mm。当冲件材料强度6b≠500MPa，料厚t≠1mm时，须将表2值分别乘以表2所列的材料强度系数K6及材料厚系数Ks。

表1 冲裁模寿命（摘自 GB/T14662-93）

表2 冲件的材料强度系数K6、料厚系数Ks

材料厚度系数Ks

上述为国家标准规定，要求冲模制造者应该保证的寿命值，也是目前国内相关的具有指导性作用，一旦被引入购销合同中就具有法律约束效力的唯一关于冲模寿命的文献。这也是目前国内冲裁模寿命的最低值。因为小于表列数值应示为不合格冲模。

冲模的失效类型、机理与对策

冲模冲出的冲件不合格，如果该冲模是新制冲模，就属于无效冲模，如果是在线冲模，就是失效冲模，多数失效冲模，找出失效原因，看准其失效形式，通过刃磨或不同类别的修理，恢复其初始技术状态与设计要求的技术功能，便可以重新投入使用。冲模在使用过程中，都要经过多次刃磨，小修、中修及大修，构成其修理周期。直到用任何工艺手段都无法恢复其初始技术状态和要求的技术功能或无修复价值时为止，就只能废弃。被废弃的冲模就是永久失效冲模。

凡是为达到预期刃磨寿命而提前刃磨以及未达到规定刃磨与修理次数，未完成计划修理周期就永久失效的冲模，都称为提前失效冲模。不过，前者尚可修复，后者则只能废弃。

无论冲模提前刃磨，还是以外损伤而必须提前修理，都会打乱冲模预检计划修理常规，缩短冲模的刃磨寿命及使用寿命，如果冲模提前永久失效，被过早的废弃，无疑将直接降低冲模使用有寿命，又必须用新冲模服役，除了大幅度增加冲压件的生产成本外，还必然造成额外工时耗费，甚至影响冲件交货期。

依据冲模的失效性质和使用时出现的问题，准确而科学的划分其失效类型，有利于迅速而准确的找出冲模失效的原因，便于有的放矢的采取有效的工艺技术对策，防止冲模提前失效，提高冲模寿命。

冲模的正常面主要的失效形式是磨损，虽然断裂变形和疲劳出现在冲模主要工作零件上，也必然造成冲模失效，但这些正常的失效形式大多是由于材料缺陷、设计失误、值模工艺不良、事故或意外损伤造成的，当模具钢成分及金相组织复合规范要求，经过精练和良好锻造的模具钢坯件，冲模结构设计合理，在正常生产情况下，磨损以外的其他失效形式属非常规的，意外的也都是次要的。冲模的磨损失效具有一定的规律，可以采取有效手段预防，冲模的断裂，变形和疲劳损在现场并不多见。而且偶尔出现的这类失效形式，尤其凸凹模的断裂与变形都要通过更换损坏零件大修冲模，虽缩短冲模寿命，但很少会招致冲模永久失效。所以研讨冲模的磨损失效形式及失效机理更具现实指导意义。