对大批量冲压件来说，如何延长冲压模具寿命提高生产率，是模具设计与制造者非常关心的事情。要延长模具寿命，除改进模具结构，提高制造工艺水平外。

　　采用具有硬度高、耐磨性好的硬质合金，代替合金工具钢来制造模具，是一条重要和有效的途径。一般合金工具钢淬火后硬度在64HRC以下，硬质合金硬度可达到67~80HRC，并且耐磨性也好。但由于硬质合金具有硬度高、耐磨性好、抗弯强度及耐冲击性差等特性，这给模具设计和制造带来一定的困难，也是一直困绕硬质合金模具设计与制造发展的难题。为此，针对硬质合金特性在模具设计与制造方面取得的一些实际经验和方法，进行归纳总结并作系统简介，以供2硬质合金模具的设计21设计时应考虑的几个问题a产量大，一般选择在年产量35万件以上。b结构定型。首先保证合理冲压工序（对拉伸、弯曲模更为重要），对旧结构进行仔细分析、审查。

　　c为保证零件质量，尺寸精度或有特殊要求时，虽产量不大，开制硬质合金模还是恰当的。

　　d.冲裁零件厚度不宜太厚，一般在以下（此数据还需要进一步摸索）。

　　对于*容易磨损的部位进行分析，必要时上、下模刃口全部采用硬质合金。在某些情况下，如凸模结构薄弱，加工或固定尚有困难，可用合理工具钢与硬质合金联合使用，使模具制造及使用*合理、*经济。

　　合金工具钢的凸模，淬硬后一般需经过软氮化处理。

　　在模具加工允许的条件下，硬质合金镶拼结构比整体结构在材料使用、加工方面较为经济、易于加工和便于修理等。

　　22模架为了防止在冲压过程中刃口相啃及固定硬质合金的支持部分弯曲变形，因此对模架要求有足够的强度和刚度。尤其在冲压设备不太好的条件下，一般曲轴冲床的滑块、导轨的导向性和垂直度不高。刹车装置不能很好克服冲越现象等等，更应重视模架的设计和制造。

　　100，材料选用45号钢，调质处理，硬度25-30HRC，硬度过高会造成加工困难。对于一般冲压也可用Q235或HT21-40材料。

　　为了使硬质合金模具在冲压工件中能持久保持导向精度，一般都采用过盈滚珠式导向，过盈量为中国超曰模具0.02mmo由于滚珠式导向，滚珠和导柱、导套间为过盈配合，工作时是滚动摩擦，因此，不但导向精度高，寿命长。

　　一般都采用浮动式模柄结构，浮动式模柄结构能消除冲床误差在工作时对模具的影响，使上、下模座使用时不歪斜，但相应的模架及导向机构必须有良好的刚性。

　　在模架设计时应注意的问题。

　　a模架制造精度一定要达到标准。由于滚珠导柱模架其导向时接触面较小，当单面受力时就会影响其平行度，所以设计时压力中心一定要计算准确。

　　b滚珠导柱模架，制造精度高，成本也较高，适用于大批量薄料、小间隙。对于大间隙或零件质量要求不高的情况下，应适当采用一般模架，使模具制造成本更为合理和经济。

　　23硬质合金材料迭择模具材料的选择，主要取决于冲压材料，工件形状等，一般选用钨钴类合金较适宜，初期曾采用YG8做上、下模冲制05mm硅钢片，产生崩刃，现在改用YG15-YG20，基本消除了上述情况。

　　24模具间隙硬质合金冲模冲裁间隙在实践中证明可以比普通冲模冲裁间隙大，例如在冲制材料为05mm硅钢片初始间隙为0.05mm，冲到100万次以后发现硬质合金圆凸模刃口部分磨损，间隙值增至025mm，而冲裁工件的冲裁表面仍很光，毛刺不超过004mm由此可见，硬质合金冲裁模始用间隙还可增大。目前采用的间隙为材料厚度的10%25%. 25硬质合金上、下模的固定焊接法原则上不采用，主要由于热膨胀系数和其它钢材不同，硬质合金的热膨胀系数为工具钢的1夕，焊接后会产生内应力，引起裂缝。在反复冲击情况下，焊层容易破坏，从而引起事故。只有在机械固定难以连接时，才给以使用。

　　在硬质合金的固定方法上机械固定采用的*广泛。这种方法的特点修理方便。不会产生热应力，一般是采用螺钉或压配等固定（见）。加工螺纹孔可在电火花机床上获得。

　　对于整体圆形的硬质合金，采用热套法比较可靠（见），热套过盈量取硬质合金外径的01%-02%.加热温度在400CS00C.对方形或长方形硬质合金也可用同样方法固定，在实际使用中未发现问题。凹模加工应在热套后进行，防止变形或碎裂。

　　26硬质合金模具一般零件的要求卸料板一般应具有导向装置，防止与刃口配合部分磨损及啃坏硬质合金。

　　对于其他易损零件，如导料板、定位元件，按使用情况给予必要的热处理和适当地镶嵌硬质合金。

　　为了防止硬质合金拼镶凹模在冲裁时弯曲变形而破裂，在其底面应加淬硬较厚的垫片承压。

　　对于多凸模的模具，为便于装配及修理，凸模、固定板应合理地分开。

　　为防止弹性卸料板在冲压时过大的压力撞击硬质合金镶块，当模具闭合时卸料板与硬质合金凹模空隙应为t（材料厚度）*0.05mm（见）。

　　推件板卸料螺钉的布置，应注意推件力分布的平衡。

　　卸料螺钉的改进。原有结构经冲压一段时间后，经常发现松动、落掉，改进后结构较好（如所示）。

　　3硬质合金模具的制造根据我们公司现有设备（只有快走丝线切割机床），将采取传统典型工艺“靠模仿形线切割加工硬质合金方法”工艺介绍如下。

　　3.1靠模线切割加工靠模线切割加工模具时需要做一块形状和凸模或凹模相适应的靠模，加工时电极丝就按靠模形状跟踪切割，得到可需的凹模或凸模。

　　例如要加工所示凸模，首先必须做一件所示的靠模，靠模尺寸是按凸模的基础上换算得：6*放电后工件比靠模的减少量，内形尺寸5用负号（5为0.02mm）单面放0.005mm）内形尺寸用负号靠模粗糙度值应在04！m以上，靠模的厚度，根据工件大小而定，一般可为3"5mm，为提高被加工工件的精确性，尽量减小电极丝与靠模的接触长度。因此，靠模做成倒角，中间留2mm直壁。靠模材料可用T10A等碳钢和合金钢。切割凸模时，按所示装夹，靠模与坯料之间每隔一件05mm胶合板，三者之间用绝缘胶水胶合，胶合尺寸应小于靠模尺寸。

　　切割凹模时，也像切割凸模一样，要做一件切割凹模用靠模，它必须要与凸模很好的吻合，可采用低熔点合金浇铸方法来解决凹模靠模型腔。所示为己浇铸好凹模靠模。

　　a先将基板加工好，其型腔尺寸应做成比凸模外形尺寸大6mm（内形尺寸则反之）并把基板内型腔倒角。倒角的目的是增加浇铸的低温合金与基板的接合力。

　　上放一张01mm厚的吸潮纸，然后将加热到400C 500C的基本放在纸上面，把加工好的凸模放在基板型腔中间。若凸模是焊接固定，应焊接好后再浇铸凹模靠模，因此焊接过程中，凸模可能变形。

　　c将己溶解的低温合金（伍德合金），去掉浮在上面的渣，倒入基板型腔内（低温合金可放在瓷杯中在电炉里加热至120C，熔解温度为68C72C）使它自然冷却至室温，然后将凸模取出，靠模型腔就形成，再磨二平面及倒角。

　　d取出凸模后，由于低温合金的弹性变形，因此靠模凹模要比凸模缩小0K）。02mm，这样对小间隙冲模正好合适，因切割后的凹模型腔要比靠模大0.02mm（即单侧放电间隙e间隙要求较大的冲模，采取将凸模在靠模中压进压出二、三次，或与凸模对研，以求扩大靠大靠模型腔，低温合金的硬度不高，所以要略加扩大型腔，并不十分困难。

　　f靠模浇铸后可能会发现以下两种情况：**种情况可能会有气孔及锐角处浇铸不到。这主要是浇铸时温度没有控制好，凸们不能加热，容易产生气孔。

　　第二种情况低温合金与基板二者没有粘接力。它们之间主要靠涨紧接合，因此，在浇铸较长的型腔时（如所示），会发生0所示的弹开现象，可用1所示的强制方法钻几个孔把它拉住，不使它弹开。

　　32硬质合金的磨削加工钻石磨轮一般分为金属结合剂和树脂结合剂两种，金属结合剂在表面层钻石损耗后，容易卷边及变形，但使用寿命长。树脂结合剂常用于精加工，磨轮损耗大，磨削性能较好。

　　采用钻石磨轮，磨削硬质合金，是比较理想的方法，不但磨削表面质量好，精度高，并且适用于各种几何形状的磨削。

　　a磨床精度要高，磨头主轴要有足够的刚性。

　　b每个磨轮须配有专用村套。

　　c新磨轮使用时，要进行修正。

　　e垂直进给量要适当（垂直进给量跟钻石粒度有关，对磨一般冲模零件来采用120是适当的，进给量不能超过0.02mm）。

　　a开槽碳化硅砂轮磨削。

　　初期曾用开槽碳化硅（即间断砂轮）进行磨削，虽然比一般不开槽的砂轮要有所改善，但还存在如下的几个缺点：砂轮不容易保持动平衡。

　　开槽后强度减低，有时要碎裂，安全性差。

　　磨削效率低，表面裂纹不能芫全消除。

　　b大气孔碳化硅砂轮磨削。

　　我们采用大气孔碳化硅砂轮磨削，得到比较满意的结果。我们采用的大气孔碳化硅砂轮，规格是！250mmX75mmX25mm，硬度R2，粒度60，磨削机床是M 7120A平面磨床，砂轮*高线速度为35m/s，磨削材料为100X70YG20硬质合金。

　　开始磨床纵向进给用一般磨削走刀量试磨，砂轮垂直进给量为0052mm，发现砂轮还没有从A边走到B边，砂轮垂直进给量005mm己被磨损，这样，对磨削大平面，磨削面的垂直性带来了问题。后来经摸索采用纵向大走刀量进给解决了问题（纵大走刀进给砂轮轨迹见2）。

　　初步分析，碳化硅砂轮磨小面积还是可以，磨大计设模形成弯架江苏春兰机械制造有限公司（江苏泰州22530⑴花杏华企业成本，缩短了制模周期。

　　车削细长轴时，为提高车削精度经常用到跟刀架，但镗削细长管内孔时使用跟刀架并不多见。图i所示为某公司镗削细长管时，为提高内孔的镗削尺寸精度、形状精度而配置的跟刀架。镗削时，镗刀头从钢管左端伸入，跟刀架主轴从钢管右端伸入，镗刀头从左向右进刀的同时，跟刀架从左向右后退，而且两者速度一致，以保证刀头与跟刀架之间的确定距离。跟刀架设计出来了，制造成形还有一定难度，需从工艺和面积就不能胜任了。采用纵向大走刀进给，砂轮磨削轨迹成Z形，砂轮进退时轨迹不易重合，形成许多块小平面的磨削面，从而解决较大平面的磨削。

　　上述磨削方法还存在以下缺点：平面时，磨去01mm，砂轮损耗直径减去2mm，砂轮外径为！250mm.磨床易损坏，维护保养较困难。

　　33硬质合金研磨用碳化硅砂轮磨削后，表面在放大镜下能看出凸凹不平以及微量崩刃，须要经过研磨才能使用，研磨是提高模具寿命、精度的重要工序。常用320400粒度碳化硼和煤油搅拌作为研磨剂，研磨块用铸铁较适宜。

　　4结束语硬质合金冲模在我们公司内经过多年使用，取得了一定的成效。例如：硅钢片冲孔、落料复合模，用合金工具钢GrL2MOV作上、下模，刃磨一次为寿命1~2万次，硬质合金刃磨一次为寿命40~50万次，*高一次达96万次。平均硬质合金模具为合金工具钢的20倍以上，虽然模具造价要比合金工具钢高3倍左右，但从使用寿命来看，足以补偿己可不计。因此，我们认为对批量较大的冲压零件，应广泛采用，不断提高。