厚板料冲裁模具中出现的问题如何解决

1. 冲压工艺过程

图1为粉末合金动盘零件，包括两种材料，钢骨架材料为30CrSiMnMoVA，厚6mm，另外钢骨架双面装有烧结粉末合金片，总厚度为11.5-0-0.1mm。

图2为该零件的成形工艺过程：落料→冲中孔→冲槽→冲小孔→校平→平磨→烧结摩擦片→平磨→双次整修。下面我们主要对小间隙冲裁模具双次整修模具进行分析。

2. 双次整修模的结构与工作过程

粉末合金动盘上的键有配合要求为重要尺寸，尺寸为（8～19）±0.1mm，并且8个键的相互位置为0.15mm，都是由整修模来保证，整修方式为双次整修，图3为双次整修模的结构图。

模具工作过程：该工序在10MN冲压机上进行，滑块在上死点位置，模具打开状态，将烧结后经平磨后的粉末合金动盘放置在模具有方向孔的槽内做第一次定位，当模具下行时，卸料板13先压住零件，继续下行橡皮12被压缩，凹模镶块10会压住定位板6，随着继续下行弹簧5被压缩直至凹模镶块10切入凸模1，完成第一次整修。然后滑块上行回到上死点，这时上模与下模分离，将粉末合金动盘转22.5°按无方向孔方向放置定位，重复上述动作完成第二次整修。

3. 双次整修模常出现的问题和解决方法

图1 零件图

图2 冲压成形过程

（1）问题一 整修模需要对粉末合金动盘8个键进行整修，但其中有几个键未修整上，会导致这几个键尺寸超差。

解决方法：定位不准确会导致几个键整修不上，因为在整修前工序中有烧结粉末片工序，烧结是将动盘加热到温度T左右，再加压成形的过程，会造成钢骨架外圆出现变形，变形量并不是一个确定值，差值甚至会达到1mm，这时我们需要按钢骨架外圆的实际尺寸去修配定位板内圆的定位尺寸，骨架和定位板之间的间隙越小定位就越准确。

（2）问题二 粉末合金动盘整修后，8个键位置度0.15mm计量超差。

解决方法：先检查定位是否准确，不准确先修定位，如果定位准确，可以判断凸凹模加工的位置度超差，重制凸凹模或割镶块返修，加工尽量选用精度高的慢走丝线切割机床进行加工。

（3）问题三 粉末合金动盘在整修时只干了几个零件或十几个零件，凸凹模就出现掉块，根本无法满足生产的需要。

解决方法：冲裁中会产生冲击振动，模具螺钉、定位销会发生松动，凸凹模的位置发生变化，导致凸凹模啃刃的情况，检查出现问题要及时更换定位销，拧紧螺钉。

原来的导柱、导套为滑动方式，这种导向方式因为加工精度和磨损等原因往往难以达到使用要求，严重时会造成凸凹模啃刃，改进后将导套改为滚珠式导套，将滚珠式导套与导柱之间配制过盈量为0.01～0.02mm，这样就消除了原有的导柱和导套之间的配合间隙，提高了导向精度，使冲裁的过程更加平稳。

根据表1、表2数据可计算出，放大间隙值后第一次整修后骨架键的最小尺寸为19.6-0.16=19.44（mm）＞第二次整修凹模尺寸18.94（mm），即表示第一次整修的斜面会被第二次整修完全整掉，不会留到下工序，说明方法可行。

第二次整修间隙值也从0.03～0.04 mm改为0.07～0.08 mm，比较两次不同间隙值冲裁的零件断面质量，未发现明显变化，整修后的最终尺寸也满足产品要求，说明方法是可行的。

经改进后，整修模从一次只能整修几个零件、十几个零件到了上百个零件。

（4）问题四 从现在模具的使用寿命来看，无论是刃磨寿命还是总寿命均属于比较低的水平。

图3 模具

1. 凸模 2、16、18、21. 螺钉 3. 垫板 4、17. 阶形螺钉 5. 弹簧 6. 定位板 7、22.导套8. 导柱 9、15、23. 圆柱销 10. 凹模镶块 11. 凹模夹板 12. 橡皮 13. 卸料板 14. 模柄19. 上模板 20. 下模板

解决方法：可以选择更为耐用的材料，如我们在冲裁扇形块的模具中采用瑞典模具钢ASSAB88就收到了良好的效果。新材料的使用对模具的刃磨寿命和总寿命都会有明显提高，如采用6CrNiSiMnMoV高强韧低合金钢制造凹凸模（见表3）。

从表3可以看出，采用6CrNiSiMnMoV高强刃低合金钢比我们常用的模具钢Cr12MoV使用寿命要高出2～3倍，说明新材料的应用对提高模具使用寿命也起着关键作用。

（5）问题五 小间隙冲裁模时，冲裁力大，凹凸模刃口摩擦会瞬间产生很高的温度，使凹凸模使用寿命下降。

解决方法：选用合理的冷却方式，能起到提高模具使用寿命的作用。不过粉末合金动盘具有特殊性，表面不允许沾染液体润滑油，要采用较复杂的冷却和润滑方式，成本过高。

表1 原有模具的主要参数值 （mm）

名称定位板尺寸骨架键尺寸凹模尺寸间隙值第一次整修21.5+0.05000021.4+0.05000019.6+0.0300000.03～0.04第二次整修19.7+0.05000019.6+0.03000018.94+0.0400000.03～0.04

表2 改进模具的主要参数 （mm）

名称定位板尺寸骨架键尺寸凹模尺寸间隙值第一次整修21.5+0.05000021.4+0.05000019.6+0.0300000.14～0.16第二次整修19.7+0.05000019.6+0.03000018.94+0.0400000.07～0.08

表3 冲裁中、厚板料冲裁模的使用寿命对比

4. 结语

阐述了粉末合金动盘整修模的一些改进方法，如提高模具导向精度、适当放大模具间隙和新材料的应用，这些方法可大幅提高模具使用寿命，并对于其他各类厚料小间隙冲裁模都有较好的借鉴意义。

来源：冲压行业联盟