冲孔模的故障诊断分析

吴 超，吴 峰

（航空工业航宇救生装备有限公司， 湖北 襄阳 441022）

冲压工艺是大批量零件成型生产加工快速有效方法之一,其生产的零件应用于各个领域。冲孔模是冲压生产中较常见的工装器具,在冲压生产过程中,模具出现的问题最多,它是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,也影响到产品的交货周期。冲孔模常见问题主要集中在模具损坏、产品质量缺陷和模具的刃口磨损方面,此类问题长期困扰着行业的生产,只有处理好这几个关键问题,冲压生产才能顺利进行。

一、冲孔模的结构特点

要对冲孔模的故障快速作出诊断分析,首先必须了解一些冲孔模的相关结构,熟悉各种冲孔模的特点,并对装配过程有一定的了解。冲孔模一般分为上模部分和下模部分,上模部分主要由上模板、模柄、导套、上垫板、凸模、凸模固定板、卸料器（橡皮或弹簧）、卸料板、销钉及螺钉等组件组成。冲孔模装配过程为:按冲孔模总装图技术要求,领用相应精度并装有导柱和导套的标准模架（模架分为一般模架和精密滚珠模架）,分别加工上模板上的模柄安装孔和下模板上的落料孔,然后安装下模板上的凹模以及上模板上的模柄、上垫板、凸模、凸模固定板等,调整好凸模和凹模间隙后,装上定位销钉,最后装好定位板、橡皮和卸料板,这样整副冲孔模装配完成。除了熟知装配过程外,也要明确冲孔模的工作原理及使用方法。冲孔模的工作原理是通过冲床使板材、带材、管材和型材等在模具的凸模和凹模之间接受到外力,使其冲切出各种形状、尺寸的孔的产品零件。要了解使用方法就必须先了解冲床设备,冲床实际就是一种冲压式压力机。冲床按滑块驱动机构可分为曲轴式、无曲轴式、肘节式、摩擦式、螺旋式、齿条式、连杆式和凸轮式八大类。只有熟悉了模具本身和使用的设备,才能更好地对模具作出既全面又快速的故障诊断分析。

二、冲孔模故障产生的原因

冲孔模的故障根据实际情况大致可分为两大类:一是冲孔模磨损,冲裁出来的零件超差,不能满足工艺要求；二是冲孔模部件损坏,不能正常工作。

凸凹模间隙不均匀是造成冲孔模磨损的主要原因。凸凹模间隙不均匀,会使制件产生单边毛刺或局部产生第二光亮带,严重时会使凸凹模相“啃”,造成较大的工装损毁。凸凹模间隙不均匀一般由以下几个原因引起:①导向装置刚度差、精度低,起不到导向作用,使得凸凹模发生偏移,引起凸凹模间隙不均匀；②凸凹模定位圆柱销松动,失去定位作用,使凸凹模移动,造成凸凹模间隙不均匀；③凸凹模磨损,造成冲裁间隙变大,冲裁出来的零件尺寸超差或毛刺过大；④定位尺寸磨损,导致冲裁时,定位不稳,冲裁的零件错误；⑤设计冲裁间隙过大,造成零件毛刺过大；⑥装配间隙不均匀,零件毛刺大；⑦凸凹模磨削后退磁不彻底造成废料上翻,使得凹模磨损,造成间隙和零件毛刺过大；⑧卸料板推料不顺畅,倾斜挤压凸模造成间隙变化（造成卸料推料不顺畅的原因主要是卸料螺钉强度不够,长度不一致,磨凸模刃口后,重装卸料螺钉紧固不到位；卸料板与凸模干涉也会造成卸料不顺,卸料弹簧或橡皮选择不当,橡皮的凸模和螺钉开孔过小,挤压凸模,使凸模变形,造成间隙不均匀）零件毛刺也大；⑨模架精度不高,造成零件毛刺大；⑩冲压设备不高,造成零件毛刺大。

冲压模部件损坏是指模具开裂、折断、胀开等。冲压模损坏的主要部件是刃口开裂、崩口、断裂,损坏原因有以下几种:①材料的热处理不当,硬度偏高,残余应力大,冲切过程中造成断裂、崩口；②冲头的强度不够,在冲裁过程中,冲切刃口发生了位移,造成断裂；③落料口尺寸或深度设计尺寸偏小,容易使槽孔堵塞,造成重叠冲打,落料不畅,容易挤裂凹模,使得凸模折裂；④凸凹模间隙不均匀、错位会造成凸凹模崩刃、断裂；⑤凸凹模刃口磨损会使其崩刃、断裂；⑥由于模具导向不良、倾斜或模板间有异物等原因造成的卡模,也会造成模具变形损坏；⑦操作者不遵守冲裁模具的使用规定操作,也会造成模具的损坏。

三、结论

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,并制定正确的维修方案。及时解决损坏、卡模、刃口磨损和产品质量缺陷等问题,处理好模具故障诊断与维修方案,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。