筆者根據多年使用、維護國內外沖壓模具的經驗,將一些修模技巧和經驗匯編成文,供同行參考。沖壓模具的使用壽命及制品的質量,除取決于合理的模具結構、高的制造精度和正確的使用之外,對模具的檢查保養及維修工藝的正確制定,維修質量的提高,故障原因的分析等,也是不可忽視的重要環節。
1模具的檢查保養
沖壓加工的制品通常批量比較大,由于沖模存在易損件,如果易損件損壞未及時發現,就會出現大量不合格品。因此,為了把損失減到最小,對模具及制品的檢查是很有必要的。沖壓加工的首件應交檢驗員首檢。沖壓生產過程中,檢驗員和作業者對制品應分別按規定的檢查頻率巡檢和自檢,作業者注意觀察模具在使用過程中是否有異常,認真填寫模具點檢表。在沖壓生產結束時,應檢查尾件制品在生產過程中的變化情況以及此時的制品與理想制品的差別,是判斷該模具是否需要修理的重要依據。如發現模具異常或制品不合格,應及時將信息反饋給工藝員,由沖壓班班長開出模具維修申請單。
模具修理前應仔細檢查,對照打開的模具及尾件的實際情況將預防性維修和故障維修相結合制定出正確的修理方案。故障維修是指尋找故障的部位并使之恢復正常狀態的維修,預防性維修就是在未發現問題時的保養檢修。
模具修理后的檢查是保證模具修理質量,使模具處在最佳狀態的重要環節。對于沖裁模,刃口部分動過后應重新對模,并通過切紙或切塑料薄膜來判斷模具間隙大小是否合適,是否均勻。模具上機前檢查沒問題方可上機檢查,模具的修理質量最終反映在模具生產出的制品質量上。
模具的保養主要有以下內容:
(1)模具導向零件定期加油潤滑。
(2)對刃口和拉深凹模定期加油潤滑。
(3)及時清理廢料,保持模具清潔。
(4)定期檢查模具的彈簧、橡膠及導向件是否損壞或失效,必要時進行更換。
(5)定期清洗模具,檢查廢料排出是否順暢。
2模具的維修要領
（1）沖壓模具的維修,須做到細心、耐心、按程序辦事,切忌盲目行事。當模具出現故障時,應詳細詢問模具出現故障時的過程情況,打開模具,對照尾件制品,檢查模具狀況,分析故障原因。
(2)根據故障性質及模具結構,決定是拆模修理還是直接在壓力機上修理。
(3)打開模具時應保證上模平衡升降,防止上模過度傾斜導致導套破裂。
(4)裝、拆卸彈性卸料板時,應交替擰緊或放松卸料螺釘,保證卸料板平衡升降,防止卸料板過度傾斜導致凸模斷裂。
(5)模具零件拆卸時,應留意原有的狀況,必要時在相聯的零件上分別作標記,以利于后續裝模時方便復原。凸模及凹模裝好后,應對照沖件作必要的檢查,是否有錯裝、漏裝或裝反,檢查凹模鑲件有無倒裝,確認無誤后方可合模。
(6)更換凸模時,應先將凸模刃口放入凹模,檢查凸模與凹模的配合間隙是否合適,同時檢查凸模固定部位尺寸與固定孔是否相配。對維修后凸模總長度變短,需加墊片達到需要的長度時,應檢查凸模刃口有效長度是否足夠,與卸料板是否干涉。更換已斷凸模時,應查明原因,檢查凹模孔內廢料是否堵塞,同時檢查凹模刃口是否崩刃,是否需研磨刃口。組裝凸模或凹模鑲塊時,應水平置入,用銅棒將其輕輕敲到位,切不可斜置而靠強力敲入(必要時,可在非刃口面倒圓,便于導入固定板)。
(7)模具多次拆裝后,定位銷孔可能因磨損變大,產生定位偏差,使沖裁間隙不勻,毛刺增大。可用移位的方式來調整間隙,打開模具,拆去卸料板,拆除固定板中的銷釘,放松螺釘,凹模上放一張適當厚度的塑料薄膜,輕輕合上上模,慢速放下上模至凸模進入凹模內1~2mm為止,這時由于塑料薄膜的塑性,凸模和凹模之間的間隙將處于相當均勻的狀態,均勻地擰緊全部螺釘。用切紙的方法確認間隙是否均勻,不行則重復以上動作。間隙調好后,重新配作銷孔和銷釘。
(8)更換彈簧和橡膠時,應確認壓縮量是否足夠及安放橡膠的空間是否足夠大,橡膠不可靠近小凸模,以免擠壓小凸模導致凸模彎曲或折斷。
3模具常見故障的原因及常用對策
3.1沖壓毛刺大
仔細檢查模具和制品,分析原因,并根據不同的原因采取相應的對策。
(1)刃口磨損或崩刃,可磨刃口,研磨量應以磨利為準。當局部需要的研磨量較多時,可采用墊片局部墊高后再磨刃口。當崩刃超過1mm時,可采用氬弧焊補焊后研磨修復刃口或氬弧焊補焊后線切割修復刃口,也可局部線切割后鑲補。對于小凸模或小鑲件崩刃較多時,可墊高后刃磨或更換新凸模或鑲件。
(2)模具沖裁間隙過大或過小,即重新研磨刃口后,效果不佳,很快又出現毛邊等,須對沖切斷面檢查,確認后重新調整模具間隙,并重新配作定位銷孔。當導柱、導套磨損,配合間隙變大時,模具沖裁間隙也會改變,導致毛刺出現,可更換導柱、導套。
(3)沖裁搭邊過小或切邊材料過少時,材料被拉入模具間隙內成為毛邊,可加大沖裁搭邊或加大切邊余量解決。
3.2凸模折斷或彎曲
導致凸模失效的原因較多,應仔細檢查模具和制品,分析原因,并根據不同的原因采取相應的對策。
廢料阻塞、卡料、模內有異物、廢物上浮、沖半料、沖孔間隙過小或間隙不勻、卸料板導向不良或與凸模配合不良、凸模結構不良或選用材質、熱處理不當、卸料橡膠擠壓小凸模等因素均可導致凸模斷裂或彎曲。
對細小凸模應加強保護,固定部分適當加大或加保護套,工作部分與固定部分之間采用大圓角過渡,避免應力集中。大、小凸模相距較近時,受材料牽引易導致小凸模斷裂,須加強小凸模保護或加大小凸模尺寸,小凸模比大凸模磨短一個料厚。單面沖裁凸模需有靠塊保護,防止凸模因單邊受力而彎曲退讓,導致沖裁間隙變大而出現毛刺。沖小孔的間隙應適當放大,凹模刃口高度適當降低,凹模刃口高度可取2mm,并且刃口以下取1~2錐度。
3.3廢料阻塞
漏料孔不光滑、漏料孔從上至下沒有逐級放大或漏料孔上下錯位、漏料孔底部有阻擋物、漏料孔過大或過小等因素均可導致廢料阻塞。廢料阻塞后,可用電鉆鉆出廢料,拆下凹模,分析原因,并根據不同的原因采取相應的對策。
凸模折斷或彎曲的更換凸模,凹模漲裂的可局部鑲補或更換凹模。對于大凹模中間僅裂開一條縫的情況,可通過線切割加工,用45號鋼做成工字形鍵,將凹模裂縫收緊,工字形鍵應比凹模上線割出的工字形槽短一些,以保證有足夠的預緊力將凹模裂縫收緊。對于開裂的凹模,也可壓入固定板預緊固定,或在凹模四周焊一框架預緊固定。
3.4廢料上浮壓傷工件
模具沖裁間隙偏大、凸模表面緊貼坯料產生真孔、沖壓速度高、凸模磨損、凸模帶磁性、沖頭進入凹模深度偏小、材料表面油過多過粘、小而輕的廢料易被真空吸附等因素均可導致廢料上浮,將工件壓傷。
防止廢料上浮的措施主要有:
(1)小孔廢料上浮可通過對凸模頂面中間磨V形小缺口,避免真空吸附來防止,對沖翻孔凸模沖預孔的細小沖頭特別適用。
(2)小孔廢料上浮可通過對凹模真空抽吸的辦法來防止。
(3)凸模頂端裝有活動頂料桿,避免廢料隨凸模上升。
(4)凸模采用斜刃口或中間磨凹,利用材料變形來防止材料緊貼凸模表面產生真空吸附。
(5)小凸模頂面中間留一小凸點,防止材料緊貼凸模表面產生真空吸附。
(6)修改模具間隙,使用較小的沖裁間隙。
(7)保持凸模刃口鋒利,適當增加進入凹凸模的長度,減少潤滑油的使用,凸模充分消磁。
(8)在沖孔凸模上銼出0.05mm*0.05mm的凹痕,使沖孔廢料產生較大毛刺,以增大其在凹模中的摩擦力。
(9)在凹模刃口直壁用合金銼出15~30度、0.01mm深的斜紋,以增大廢料在凹模中的摩擦力。
3.5制品變形或尺寸變化
級進模送料及導料不準或送料不到位會出現導正銷拉料,在材料的導正孔部位出現小的翻邊、導正孔變形等現象,可適當減小導料間隙,增加導料釘,提高導料精度。當導正釘磨損或折斷時,制品會出現偏心、翻孔歪斜、尺寸改變等不良,應及時更換導正釘。
材料滑移造成折彎尺寸變化時,可增大壓料力,折彎時盡可能采用孔定位。模具讓位孔過小、定位不準、卸料板與凹模的間隙大、頂出不平衡等也會導致制品變形,可視具體情況采取相應對策。
3.6拉深件起皺或破裂
拉深件起皺的主要原因是壓料力太小,對無凸緣的制品口部起皺的原因還有凹模圓角過大、間隙過大,最后變形的材料未被壓住,形成的少量皺紋因間隙過大不能整平。解決起皺的措施是增大壓料力,但壓料力增大過多又會導致制品拉裂。當增大壓料力不能解決起皺時,應檢查壓料圈的限位是否過高,凹模上的擋料釘避讓孔是否夠深,用塞尺檢查拉深間隙是否過大。當只是單面起皺時,應檢查壓料圈與凹模是否平行,坯料是否有大毛刺或表面有雜物,根據實際情況采取相應的對策。當壓料力不均勻導致局部起皺或拉裂時,可通過墊片調整壓料板與凹模之間的壓料間隙,來控制各處的壓料力大小。
拉深件拉裂的主要原因有壓料力太大、材料性能規格不符合要求、材料表面不清潔、凹模圓角太小或間隙太小等,確認原因后就可采取相應的對策。
4結束語
對模具出現的故障,應具體問題具體分析,制定修模方案時應靈活運用各種修模手段。模具的導向精度、導料精度、模內彈簧及橡膠的使用狀況等容易忽視的地方,應作定期的檢查及維護,把故障消滅萌芽狀態,從而達到延長模具壽命的目的。
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