[精品]模具失效分析论文

《[精品]模具失效分析论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、模具失效分析作业1.什么是模具寿命？如何提高模具寿命？模具因为磨损或者其他形式失效、种植不可修复而报废之前所加工的产品的件数，称模具的使用寿命，简称模具寿命。指在保证制件品质的前提下，所能成形出的制件数。模具的失效分为非正常失效和正常失效。非正常失效（早期失效）是指模具未达到一定的工业水平下公认的寿命时就不能服役。早期失效的形式有塑性变形、断裂、局部严重磨损等。正常失效是指模具经大批量生产使用，因缓慢塑性变形或较均匀地磨损或疲劳断裂而不能继续服役。1模具正常寿命模具正常失效前，生产出的合格产品的数目，叫模具正常寿命，简称模具寿命，模具首次修复前生产出的合格产品的数目，叫首次寿命；模

2、具一次修复后到下一次修复前所生产出的合格产品的数目，叫修模寿命。模具寿命是首次寿命与各次修复寿命的总和。模具寿命与模具类形和结构有关，它是一定时期内的模具材料性能、模具设计与制造水平.模具热处理水平以及使用及维护水平的综合反映。模具寿命的高低在一定程度上反映一个地区、一个国家的冶金工业、机械制造工业水平。2模具失效形式及机理模具种类繁多，工作状态差别很大，损坏部位也各异，但失效形式归纳起来大致有三种，即磨损、断裂、塑性变形。（1）磨损失效模具在服役时，与成形坯料接触，产生相对运动。由于表面的相对运动，接触表面逐渐失去物质的现象叫磨损。磨损失效可分为以下几种：1）疲劳磨损两接触表面相

3、对运动时，在循环应力（机械应力与热应力的作用下，使表面金属疲劳脱落的现象称为疲劳磨损。2）气蚀磨损和冲蚀磨损气蚀磨损金属表面的气泡破裂，产生瞬间的冲击和高温，使模具表面形成微小麻点和凹坑的现象叫气蚀磨损。冲蚀磨损液体和固体微小颗粒反复高速冲击模具表面，使模具表面局部材料流失，形成麻点和凹坑的现象叫冲蚀磨损。3）磨蚀磨损在摩擦过程中，模具表面和周围介质发生化学或电化学反应，再加上摩擦力的机械作用，引起表面材料脱落的现象叫磨蚀磨损。4）磨损的交互作用摩擦磨损情况很复杂，在一定的工况下模具与工件（或坯料）相对运动中，磨损一般不只是以一种形式存在，往往是以多种形式并存，并相互影响。（2）断

4、裂失效模具出现大裂纹或分离为两部分和数部分丧失服役能力时，成为断裂失效。断裂可分为塑性断裂和脆性断裂。模具材料多为中、高强度钢，断裂的形式多为脆性断裂。脆性断裂又可分为一次性断裂和疲劳断裂。（3）塑性变形失效塑料模具在服役时承受很大的应力，而且不均匀。当模具的某个部位的应力超过了当时温度下模具材料的屈服极限时，就会以晶格滑移、李晶、晶界滑移等方式产生塑性变形，改变了几何形状或尺寸，而且不能修复再服役时，叫塑性变形失效。塑性变形的失效形式表现为徹粗、弯曲、形腔胀大、塌陷等。模具的塑性变形是模具金属材料的屈服过程。是否产生塑性变形，起主导作用的是机械负荷以及模具的室温强度。在高温下服役

5、的模具，是否产生塑性变形,主要取决于模具的工作温度和模具材料的高温强度。3模具寿命的影响因素（1）模具结构的影响模具结构对模具受力状态的影响很大，合理的模具结构能使模具工作时受力均匀，不易偏载，应力集中小。模具种类繁多，形式差别很大，工作环境也不尽相同，下面从几个具有共性的方面加以讨论。1）圆角半径圆角半径分为外（凸）圆角半径和内（凹）圆角半径。工作部位圆角半径的大小，不仅对成形过程及成形件品质有影响，也对模具的失效形式及寿命产生影响。2）模具结构形式①整体模具与镶拼模具整体模具的凹圆角半径很易造成应力集中，并由此引起开裂。②模具的导向采用导向装置的模具，能保证在模具中各相关零件相

6、互位置的精度，增加模具抗弯曲、抗偏载的能力，避免模具不均匀磨损。（2）模具工作条件的影响1）成形件的材料、温度①材质成形件的材料有金属和非金属。一般来讲，非金属材料的强度低，所需的成形力小，模具受力小，模具寿命高。因此，金属件成形模比非金属成形模的寿命低。②温度在成形高温工件时，模具因接受热量而升温，随着温度的上升,模具的强度下降，易产生塑性变形。同时，模具同工件接触的表面与非接触表面温度差别很大，在模具中造成温度应力。2）设备特性①设备的精度与刚度模具成形工件的力是由设备提供的，在成形过程中，设备因受力将产生弹性变形。②速度设备对模具及工件的作用力是在一段时间内逐渐增加的，设备速

7、度影响施力过程。设备速度愈高，模具在单位时间内受的冲击力愈大（冲量大）；时间愈短，冲击能量来不及传递和释放，易集中在局部，造成局部应力超过模具材料的屈服应力或断裂强度。因此，设备速度越高，模具越易断裂或塑性变形失效。3）润滑润滑模具与坯料的相对运动表面，可减少模具与坯料的直接接触，减少磨损，降低成形力。同时，润滑剂还能在一定程度上阻碍坯料向模具传热，降低模具温度，对提高模具寿命都是有利的。（3）模具材料性能的影响模具材料的性能对模具的寿命影响较大，这些性能包括：强度、