《服役条件的影响》PPT课件

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1、模具失效的影响因素模具服役条件的影响冷作模具冷冲裁模具冷挤压模具冷镦锻模具冷拉深模具1、冷冲裁模具A受力分析：冲头压力大于凹模。在弹性变形阶段，压力集中于刃口附近狭小的范围；在塑性变形阶段，刃口端面和侧面产生挤压和磨擦。B失效形式：有塑性变形、磨损、疲劳断裂、折断和纵向开裂等，最常见的是磨损。磨损使刃口变钝，棱角变圆，甚至产生表面剥落。失效过程是：损伤——损伤积累——失效的过程。C另外，冲头寿命与其直径及板厚存在影响关系影响寿命因素：模具材料和被加工材料的成分，组织及性能，模具和坯料的表面状态及粗糙度，模具的工作条件，

2、如：冲裁力，冲裁速度，工作温度及润滑条件等。2、冷挤压模具A冷挤压凸模受力分析：冲头承受三向压应力。如果坯料σb=400MPA，则冲头压力=2500MPA。失效形式：可能有塑性变形、磨损、疲劳断裂、折断和纵向开裂等。影响寿命因素：主要影响因素是模具材料和被加工材料的成分，组织及性能，模具和坯料的表面状态及粗糙度，模具的工作条件如挤压力，挤压速度，工作温度及润滑条件等。B冷挤压凹模受力分析：在凹模筒壁内将产生切向拉应力σt和径向压应力σr，且它们沿径向分布不均匀，影响寿命因素：主要影响因素是模具材料和被加工材料的成分，组

3、织及性能，模具和坯料的表面状态及粗糙度，模具的工作条件如挤压力，挤压速度，工作温度及润滑条件等。3、冷镦锻模受力分析：冲击力大、冲击频率高，冲击能量和冲击速度适中。失效形式：冲头变形和折断；型腔模口胀大，棱角堆塌，型腔胀裂，然而主要的是磨损失效（磨粒磨损、擦伤磨损和冲击磨损）和疲劳断裂失效。影响因素及措施：模具结构、加工质量、润滑条件、维护保养以及工艺设计等因素综合作用。4、冷拉深模受力分析：模具工作时受冲击力很小，单位面积的压力也不大，主要是型腔表面承受剧烈的磨擦，失效形式：主要是磨粒磨损和粘模磨损（即“小瘤”划伤或

4、擦伤）。粘模——模具局部挤压力大，摩擦热积累大，局部表面与坏料发生焊合，使小块坏料粘着在模腔上，形成很硬的“小瘤”即发生了粘模。影响寿命因素：被拉深板材的强度、厚度、表面状况、材料成分和组织，影响模具承受载荷大小和粘着倾向的大小；模具本身的硬度、耐磨性、型腔的结构、圆角半径和表面粗糙度影响粘着倾向；润滑剂的种类和使用等影响粘着倾向。2、热作模具1、锤锻模A模具的受力：工作中主要负荷是冲击力和摩擦力。冲击载荷大，冲击力大；型腔表面承受很大的压力；不同部位有不同的应力状态，某些部位承受弯曲力和多向拉应力作用，应力状态复杂。

5、B模具的受热：工作中主要热负荷是交替受热和冷却。使用前预热，使用中热料进一步加热，另外，表面摩擦产生热量部分被模具吸收，不同部位温度分布不均导致热应力。C模具的冷却：通常在模具工作间歇对之进行冷却，用冷却空气、水、油、润滑剂等介质冷却模具型腔。D型腔表面摩擦：热金属坯料在型腔中的热塑变流动，对型腔表面产生磨擦作用，锤锻模基本失效形式：早期脆性断裂主要是：模具型腔部分的断裂和机械热疲劳断裂。早期脆性断裂：是在锤击次数较少时发生，裂纹呈人字花纹向外扩展。机械热疲劳断裂：是在多次锤击时发生，断口呈疲劳断口特征，裂纹扩展区一般

6、较小。型腔表面的热疲劳：交替热应力的结果，通常模具锻压数千次或几百次就可能出现热疲劳现象，热疲劳在模具表面可以呈条状、放射状、有的连成网状，故又称“龟裂”。热疲劳扩展断口部分为氧化物覆盖，呈深灰色，里面存在脱碳层。型腔表面的磨损主要有：表面剥落形成痘状麻坑氧化磨损热粘着磨损氧化物磨粒加速磨损锤锻模在机械负荷和热负荷作用下，其型腔表面的磨损非常复杂。主要表现在：表面剥落形成痘状麻坑，氧化磨损，热粘着磨损和氧化物磨粒加速磨损等。影响型腔表面的磨损主要因素是：模具温度，模具材料化学成分和硬度，模具型腔表面状况，以及模具使用条

7、件等。模具型腔塑性变形主要是：塌角和凹陷模具型腔中的肋、凸台等突出部位吸热较多，温度较高，受力较大。当其软化层深度较大时便会出现“塌角”—即：棱角堆塌现象。模具基体较软或热处理硬度偏低，易产生型腔“凹陷”现象。模具的燕尾开裂：燕尾是安装固定上下模块的部位，燕尾根部凹槽有应力集中易于萌生裂纹，裂纹扩展造成断裂。2、机锻模和热挤压模工作条件①压力机加载速度低；②模具与坯料的接触时间长；③模具型腔的温度可达600~800℃，经受急冷急热的交替作用；④冲击载荷很小，受静载荷很大；⑤摩擦要比锤锻模剧烈得多。失效形式：早期脆断，疲

8、劳断裂，热疲劳，型腔堆塌和磨损等。3、热冲载模工作条件：刃口承受挤压，摩擦和一定的冲击载荷，同时还受热升温。失效形式：热磨损，崩刃和断裂等。4、压力铸造模工作条件：型腔表面受液态金属的压力，冲刷，侵蚀和高温作用，承受急冷急热作用。失效形式：粘模，侵蚀，热疲劳和磨损等。3、塑料模具塑料模具的工作条件：模具型腔表面直接与塑料接触，经受