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《模具寿命与材料PPT第02章 模具寿命影响因素课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第四章模具寿命的影响因素广东海洋大学工程学院赵娟第一节模具的失效分析一、失效分析的意义失效分析是对已经失效的模具进行失效过程分析，探索并解释模具的失效原因。作用：分析结果可以为正确选择模具材料、合理制定模具制造工艺、优化模具结构设计以及为模具新材料的研制和新工艺的开发等提供有指导意义的数据。可预测模具在特定使用条件下的使用寿命。二、失效分析的一般步骤和内容：步骤：生产现场调查→模具用材和制造工艺调查→模具失效分析内容：外观分析;断口分析（宏观、微观）;金相分析三、引起模具失效的主要原因1.模具结构设计不合理2.模具材料选材不合理及质量差3
2、.机械加工及热加工不当4.热处理和表面处理不当5.模具使用和操作方法不当各类失效比例热处理：52.2%原材料：17%使用：10%机械加工：8.9%锻造：7.8%设计：3.3%第二节影响模具寿命的主要因素一、模具结构设计1.工作间隙例：冲模工作间隙—对刃口应力大小及磨损速度有显著影响间隙过小—刃口磨损严重；过大—刃口易变形2.模腔结构（1）整体模具与组合模具整体模具：易存在凹圆角半径，应力集中大，易开裂。措施：采用组合结构；采用预应力加强环；采用多层结构；不同模块采用不同材料和不同处理方式，便于加工，便于更换，提高模具的整体寿命。（2）模具
3、的导向导向装置作用：a.保证模具工作中模具零件相互位置精度;b.增加模具抗弯曲、偏载能力;c.避免模具不均匀磨损;d.避免凸、凹模间相互啃伤。对于小间隙或无间隙的大中型型腔模、冲裁模、精冲模更为重要。因此，在其他条件相同的情况下，模具的导向精度愈高，模具的寿命愈高。3.模腔过渡圆角半径（R）模具零件的两个面相交处,都会用圆角半径相连。圆角半径是模具零件上的一个重要参数。圆角半径分为外（凸）圆角半径和内（凹）角半径。外（凸）圆角半径—主要影响成形工艺R过小—增加成形力，易造成锻件折叠缺陷内（凹）角半径—主要影响模具受力和寿命4.模具工作部位
4、角度例锤锻模、压铸模、塑料模等—脱模斜度对模具受力影响较大反挤压凸模端面设计—如图说明：a、b设计优于cb端面角度过大，以造成偏载而折断二、模具工作条件1.成形工件的材料和温度1）成形件材质a.工件材质强度↑→模具寿命↓（例固体件＞液体；金属件＞非金属件；黑色金属＞有色金属）b.模具材料和制件材料亲和力越大，易产生粘着磨损→模具寿命↓；2）成形件温度制件温度高→模具材料强度↓，粘着磨损↑，热疲劳和热冲击作用↑→模具寿命↓；2.设备特性1）设备精度和刚度☆设备导向精度高→上、下模不易错位，模具磨损均匀→模具寿命高；例：注塑机＞机械压力机＞模
5、锻锤☆设备刚度大→成形时弹性变形小→上、下模配合好→模具寿命高；例：曲柄压力机，开式结构＞闭式结构2）设备运行速度设备运行速度↑→冲击↑，冲击能量来不及传递和释放，局部应力集中↑→模具寿命↓3.润滑与冷却1）润滑：☆作用：a.减少模具与工件的直接接触,减少磨损,降低成形力；b.阻碍模具温度升高，有利于工艺顺利进行，提高模具寿命。例：拉深时,毛坯和凹模接触面的润滑；模锻时模膛的润滑.☆注：不适当部位的润滑是有害的。例：拉深时，毛坯和凸模表面的润滑；模锻时毛边槽的润滑☆润滑剂和润滑方式对模具寿命有显著的影响2）冷却—成形热工件的模具，会因接受
6、工件的热量而升温，模具温度升高，其强度下降。特别是热作模具要防止模具温度过高方式：a.内冷式：冷却缓和,模具温差小,冷却效果好,但结构复杂;b.外冷却：冷却效果明显,但模具内外温差大,易产生热疲劳.三、模具材料的性能通常模具工作硬度是最重要的技术指标,硬度过高---易造成模具断裂硬度过低---塑性变形和磨损严重合理确定模具工作硬度工程材料的性能使用性能工艺性能强度,冲击韧度,耐磨性,耐腐蚀性,硬度,热稳定性锻造性切削加工性热处理性淬透性二、模具的工作条件与使用性能模具的工作条件可近似分为室温冲击力较小工况室温冲击力较大工况高温冲击力较小工
7、况高温冲击力较大工况(一)室温冲击力较小工况由于冲击力较小,模具材料的韧性要求远没有对强度和耐磨性的要求高,这类模具(如冲裁模和拉深模)的强度愈高,硬度愈高,耐磨性愈好,寿命愈高。（二）室温冲击力较大工况模具需具有高的强度，耐磨性，并具有较好的韧性，这类模具(如冷镦模和冷挤模)（三）高温冲击力较小工况在高温冲击力较小工况下，模具需要高的高温强度、高温耐磨性、耐冷热疲劳性、热硬度及热疲劳性，同时，应具有适当的冲击韧度。（四）高温冲击力较大工况在高温冲击力较大工况下，模具需要高的高温韧性，同时，应具有合适的高温强度、热硬性、及耐热疲劳性，这类
8、模具(如锤锻模和高速锤锻模)。因此，从模具的使用情况来看，根据模具的工作工况，选用具有适当的强度和韧性匹配的模具，从而使模具寿命最高。四、模具制造质量1.锻造工艺的影响锻造目的：得到所需模具形
