隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高,模具的應(yīng)用越越廣泛。但目前在我國的許多企業(yè)中，模具的使用壽命還比較低，進相當(dāng)于國外的1/3~1/5。模具壽命低、工作部分精度保持性差，不僅會影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且會造成模具材料、加工工時等成本的巨大浪費，大大增加產(chǎn)品的成本并降低生產(chǎn)效率，嚴重影響產(chǎn)品的競爭力。研究表明：模具的使用壽命與熱處理不當(dāng)、選材不合適、模具結(jié)構(gòu)不合理、機械加工工藝不合理、模具滑潤不好、設(shè)計水平差等諸多因素有關(guān)。根據(jù)對大量失效模具的分析統(tǒng)計，在引起模具失效的各種因素中，熱處理不當(dāng)約占45%，選材不當(dāng)、模具結(jié)構(gòu)不合理約占25%，工藝問題約占10%；滑潤問題、設(shè)備問題等因素約占20%。因此，在模具設(shè)計和制造過程中，選用恰當(dāng)?shù)牟牧希侠碓O(shè)計模具結(jié)構(gòu)，選擇合理的熱處理工藝，妥善安排模具各零件的加工工藝路線，改善模具的工作條件都有利于提高模具的質(zhì)量和使用壽命。
1 合理選用模具材料
1.1合理的模具結(jié)構(gòu)
模具設(shè)計的原則是保證足夠的強度、剛度、同心度、對中性和合理的沖裁間隙，并減少應(yīng)力集中，以保證由模具生產(chǎn)出來零件符合設(shè)計要求。因此對模具的主要工作零作(如沖模的凸、凹模，注塑模的動、定模，模鍛模的上、下模等)要求其導(dǎo)向精度高、同心度和中性好及沖裁的間隙合理。
在進行模具設(shè)計時，應(yīng)著重考慮的是：
① 設(shè)計凸模時必須注意導(dǎo)向支撐和對中保護。特別是設(shè)計小孔凸模時采用自身導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，可延長模具壽命。
② 對夾角、窄槽等薄弱部位，為了減少應(yīng)力集中，要以圓弧過渡，圓弧半徑R可取3～5mm。
③ 對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的凹模采用鑲拼結(jié)構(gòu)，也可減少應(yīng)力集中。
1.2模具材料的選用
選用模具材料時，應(yīng)根據(jù)不同的生產(chǎn)批量、工藝方法和加工對象進行選擇。在大批量生產(chǎn)中，應(yīng)選用長壽命的模具材料，如硬質(zhì)合金，高強韌、高耐磨模具鋼(如YG15、YG20)；對小批量或新產(chǎn)品試制可采用鋅合金、鉍錫合金等模具材料；對于易變形、易斷裂失效的通用模具，需要選用高強度、高韌性的材料(T10A)；熱鍛模則要選用具有良好的韌性、強度、耐模性和抗冷熱疲勞性能的材料(如5CrM-nMo)；壓鑄模要采用熱疲勞抗力高、高溫強度高的合金鋼(如3Cr2W8V)；塑料模具則應(yīng)選擇易切削、組織致密、拋光性能好的材料。此外，在設(shè)計凸模和凹模時，宜選用不同硬度或不同材料的模具相匹配，如：凸模用工具鋼(如T10A)，凹模用高碳高鉻鋼(如Cr12、Cr12MoV)，模具使用壽命可提高5~6倍。
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