工艺改善；ＴＯＸ设备所用凸凹模的研制；徐胜明；东风车身部件有限责任公司装备保障部；摘要：分析ＴＯＸ凸凹模的工作条件与性能，选用合适；ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｎａｌｙｚｅｓｔｈｅＴＯＸｐ；关键词：冲模、材料、热处理；１．问题的提出；我公司有两台ＴＯＸ冲压联接设备，这种设备的噪声与；寿命不一致，有的能用３个月左右，有的三天就损坏了；２．２；工作条件分析；工作时凹模固
ＴＯＸ设备所用凸凹模的研制
东风车身部件有限责任公司装备保障部
摘要：分析ＴＯＸ凸凹模的工作条件与性能，选用合适的材料与热处理方法，选取正确的尺寸精度与形位公差，自制ＴＯＸ凸凹模，取代进口件，获得了良好的效果。
ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｎａｌｙｚｅｓｔｈｅＴＯＸｐｒｏｔｒｕｄｉｎｇ－ｃｏｎｃａｖｅｍｏｕｌｄｓ＇ｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ，ｓｅｌｅｃｔｓａｎａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｔｈｅｈｅａｔ－ｔｒｅａｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ，ｃｈｏｏｓｅｓｃｏｒｒｅｃｔｄｉｍｅｎｓｉｏｎｐｒｅｃｉｓｉｏｎｓａｎｄｓｈａｐｅ－ｌｏｃａｔｉｏｎｔｏｌｅｒａｎｃｅｓ，ｍａｋｉｎｇＴＯＸｐｒｏｔｒｕｄｉｎｇ－ｃｏｎｃａｖｅｍｏｕｌｄｓ，ｒｅｐｌａｃｉｎｇｔｈｅｉｍｐｏｒｔｅｄｐａｒｔｓ，ａｎｄｇａｉｎｓｔｈｅｎｉｃｅｒｅｓｕｌｔｓ．
关键词：冲模、材料、热处理
１．问题的提出
我公司有两台ＴＯＸ冲压联接设备，这种设备的噪声与能耗较小，生产出来的工件联接强度高，但工作时，凸凹模容易损坏，特别是凸模，因长径比大，受力大，韧性低，经常发生崩刃或拆断。凸凹模原为德国专利产品，委托进口，一般要一个多月才能到货，造成生产被动。同时，模具价格高，经调查，２００６年焊接分厂消耗ＴＯＸ凸凹模共有２７件，价格５万余元。因此，无论从降成本，还是从保生产角度来讲，自行研制ＴＯＸ设备的凸凹模，都具有十分重要的意义。
寿命不一致，有的能用３个月左右，有的三天就损坏了，经调查分析，使用寿命不一致的原因十分复杂，涉及到安装精度、工件厚度偏差、操作技能、凸凹模精度与性能等方面的问题。经观测分析，进口的凸凹模的材料与热处理工艺（含电镀）复杂，难以模仿。
工作条件分析
工作时凹模固定不动，凸模垂直上下运动，在接触到工件后，
凸凹模间作用力增大，将工件材料挤入凸凹模间隙中，使两种材料挤压冷焊在一起。
如图１所示。
凸模在接触工件后，主要受轴向力作用。
２．技术方案的确定
２．１进口凸凹模分析
设备供货商在提供技术资料与售后服务时，对凸凹模的尺寸、精度、材料、热处理等只字不提，严格保密。从使用与损坏情况来看，凸模的硬度与耐磨性比较理想，但韧性低，对径向力十分敏感，工作部位极易脆断与崩刃，使用寿命较低。凹模主要失效形式是磨损，基本上不发生脆断，使用寿命较长。凸凹模的粗造度与精度都很高。进口的凸凹模使用－３２－
图１ＴＯＸ冷冲焊原理
《装备维修技术》２００８年第３期（总期第１２９期）
最大压应力为
δ＝５００００／［３＊３．１４＊（４．６／２）］＝３４１０Ｎ／ＭＭ＝３４１０Ｍｐａ
普通灰口铸铁的抗压强度仅为６５０－－７５０Ｍｐａ．而普通合金结构钢的抗压强度在７５０－－１０００Ｍｐａ之间．因此，模具工作时的压应力是巨大的。工作时巨大的压应力使工件材料发生塑性变形，并在凸凹模间滑移，凸凹模工作部分受到巨大的挤压与滑移磨擦，还受一定的冲击作用，工作条件恶劣。
如三件凸凹模在长度方向公差较大，或安装时高度偏差大，必然造成三者受力不均，长度较大者先破坏。
凸凹模必须有很高的同心度，否则会造成较大的偏心载荷，易造成凸模崩刃或断裂。
凸模工作部分直径不大，仅为Φ４．６Φ５．１ＭＭ，为保证必要的工作能力和耐磨性，凸凹模必须获得足够的硬度，模具韧性不可能太高，因此，操作时应尽量避免凸模高速下行，以防产生较大的冲击，造成凸模断裂。
为防止模具磨损过快，或造成较大的偏载，每生产３５件，应在凸凹模间加适量的润滑油（最好为重负荷齿轮油），保证充分润滑，减少摩擦与拉伤。
２．３模具材料与热处理方法选择
模具主要受冷挤压作用，工作速度在每分钟１２件左右，凸模用气缸作动力，冲击负荷中等偏下，可选用冷作模具钢，通过合适的热处理来获得必要的性能。
为便于保养模具，并在必要时期内保证模具的尺寸与精度，模具要不易生锈，根据八分之一定律，模具材料含铬应在１２％左右．模具应有足够的强度与硬度，这是保证工作能力与寿命的主要性能指标，同时要求模具有一定的韧性，以保证能承受一定的冲击，模具材料与热处理方法的选用情况见表１，经查证，我国的Ｃｒ１２ＭｏＶ材料与日本的ＳＫＤ１１钢号相当，因为国产材料的化学成份波动大，热处理参数不好确定，热处理后的性能也不稳定，日本的ＳＫＤ１１材料在本市就可获得，价格约为６０
元／公斤，每公斤可作４套凸凹模，因此，我们首选日本的ＳＫＤ１１作为试制材料。
表１ＴＯＸ冲模材料与热处理工艺的选择
２．４结构尺寸的确定
根据进口的凸凹模原件、成型工艺、成品尺寸要求，可以测绘凸凹模，模具有三个尺寸精度要特别关注，即凸凹模长度精度、凸凹模的同心度、凸凹模的径向精度，经试验、调整，并考虑到本公司的机加能力，凸凹模结构尺寸确定如下：
表２ＴＯＸ凸凹模进口件与自制件效果对比
月份制出了样件，首批样件在使用时获得了较好的效果，随后我们不断改进。２００７年我们用自行研制的凸凹模取代了进口件，获得了良好的经济效果，进口件与自制件情况比较如表
（德国）进口件焊接分厂凸（凹）模单价２０００元，年消耗２７件，冲压分厂凸（凹）模单价１２００元，年消耗５件，全年消耗约６万元。
自制件焊接分厂凸（凹）模单件成本５０元，冲压分厂凸（凹）模件成本３０元，年节约成本５万余元。
１个月，损坏后如无备件，价格低，可作一些储备，
若储备不足，３天可以加对生产影响较大。
工好（含热处理）
高强度、高硬度、高精度，高强度、硬度ＨＲＣ６０６５，
工作部分镀碳化钛，耐磨精度中等偏上，无电镀部性好，韧性不高，易脆断或崩刃。
分，韧性较好，可承受稍大的冲击与径向载荷。安装调试好后１００％合格约３个月（约３１００件）保证安装精度，作好凸凹模及工件的润滑
焊接ＴＯＸ凸模结构尺寸
产品合格率安装调试好后１００％合格最长使用寿命约３个半月（约３４００件）使用要求
保证安装精度。
１．北京钢铁学院．工程力学．北京：高等教育出版社，１９９０
２．程德元．金属材料学．西安：陕西人民教育出版社，１９８９
３．朱张校．工程材料．北京：清华大学出版社，２００１
４．郝石坚．金属热加工原理．西安：陕西人民教育出版社，１９８９
５．柏斯森，李林章．金属热加工艺．西
图３焊接ＴＯＸ凹模结构尺寸
安：陕西人民教育出版社，１９８９
我们自２００７年１月份开始分析、设计，３
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问答题简答题简要回答凹模的技术要求有哪些？ 参考答案
一般来说有以下技术要求：材料、热处理、表面粗糙度、表面处理、凹模的加工
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1.问答题 参考答案
即由许多拼块镶制而成的凹模
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为了便于加工和易更换凹模中容易磨损的某部分，常把凹模易磨损做成镶件，然后嵌入模体
3.问答题 参考答案
一般用于小型塑件的多型腔模具，各个型腔单独之中然后整体嵌入模具成型中
4.问答题 参考答案
属于整体加工而成，凹模结构简单牢固，强度高，成型的塑件质量好
5.问答题 参考答案
整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式、拼块式组合冷冲模凸、凹模的加工技术要求是什么？ - 冷冲模凸、凹模的加工技术要求是什么？ - 上海铁岛基体钢科技有限公司
冷冲模凸、凹模的加工技术要求是什么？
&& 冷冲模凸、凹模的加工拘束要求有以下几个方面：
&& （1）尺寸精度&& 凸模、凹模、凸凹模、测4凸模加工后，其形状、尺寸精度应符合模具图样要求。配合后应保证合理的间隙。
&& （2）表面形状
&& ①凸模、凹模、凸凹模、测刃凸模的工作刃口应尖、锋利、无倒锥、裂纹、黑斑及缺口等缺陷。
&& ②凸模、凹模刃口应平直（除斜刃口外），不得有反锥，但允许有向尾部增大的不大于15°的锥度。
&& ③冲裁凸模，其工作部分与配合部分的过渡圆角处，在精加工后不应出现台肩和棱角，并应圆滑过渡，过渡圆角半径一般为3~5mm。
&& ④新制造的凸模、凹模、侧刃凸模无论是刃口还是配合部分一律不允许烧焊。
&& ⑤凸模、凹模、凸凹模的尖角（刃口除外）图样上未注明部分，允许按R=0.3mm制作。
&& （3）位置精度
&& ①冲裁凸模刃口四周的相对两侧面应相互平行，但允许稍有斜度，其平行度允差应不大于0.01~0.02mm，大端应位于工作部分。
&& ②圆柱形配合的凸模、凹模、凸凹模，其配合面与支承台肩的垂直度允差不大于0.01mm。
&& ③圆柱形凸模、凹模工作部分直径、相对配合部分直径的同轴度允差不得超过工作部分直径偏差的1/2.
&& ④镶块凸模与凹模结合面间的缝隙不得超过0.03mm。
& （4）表面粗糙度值 &&加工后的凸模与凹模工作表面粗糙度等级一定要符合图样要求。一般刃口部分,Ra为1.6~0.8um，其余非工作部分允许Ra为25~12.5um。
&& ①加工后的凸模与凹模应有较高的硬度和韧性，一般要求凹模硬度为60~64HRC；凸模硬度为58~62HRC。
&& ②凡是铆接的凸模，允许在自1/2高度处开始向配合（装配固定板部位）部分硬度逐渐减低，但最低不应小于38~40HRC。
&&&&下一条：
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