模具寿命与失效

模具寿命与失效作业

⒈模具成型工艺有哪些？

答：（一）根据不同的工作条件可以分为以下几种：

⑴普通模锻

普通模锻是将加热后或不加热的金属坯料放在模具型腔内，在冲击力或压力作用下，使金属的几何形状发生变化而获得与型腔一致的锻件。

普通模锻包括镦锻和热锻。镦锻又分为冷镦、温镦和热镦。

⑵挤压成型

挤压是将金属材料放在挤压型腔内，一端施加强大压力，材料在三向受力状态下变形，从而一端的模孔中流出，获得不同零件。

挤压按凸模与材料相对运动方向分类，可分为正挤压、反挤压、复合挤压和径向挤压。按坯料温度可分为冷挤压、温挤压和热挤压。

⑶拉拔成型

在拉拔时，材料两向受力，一向受压，通过模具的模孔而成型，获得所需形状尺寸的型材、毛坯或零件。拉拔可分为拉丝、拔管。

拉拔所获得的产品具有较高的精度和较低的表面粗糙度，常用于对轧制的棒料、管料的再加工，以提高质量。

⑷冲压成型

冲压是利用冲模使材料发生分离或变形，从而获得零件的加工方法。冲压可获得形状复杂、精度高和表面质量好的零件，同时生产率很高、成本低。

冲压主要可分为分离工序和成型工序。分离工序包括冲孔、落料、切边、修整等方法。成型工序包括拉深、弯曲、胀形、翻边和校平等。

⑸压铸成型

压铸是以一定的压力将熔融金属高速压射充填到压铸模型腔内，在压力下凝固而成形铸件的工艺方法。

⑹塑料成型

塑料成型是在压力的作用下，将粉末状或黏流状的塑料在模具中成型，获得所需形状尺寸的塑料制品。

塑料成型种类﹕模压成型、射出成型﹑注射成型、压铸成型﹑吸塑成型﹑吹塑成型﹑发泡成型﹑中空成型、挤压成型等工艺方法。

（7）其他特殊成型

①玻璃钢船模具制作工艺

②全新的模具成型方法（新型模具材料（陶瓷粉）取代石墨材料制造无压浸渍法制造金刚石钻头工艺）是针对无压浸渍法制造金刚石钻头存在模具费用高、模具加工周期长等缺点，研究了一种新型模具材料（陶瓷粉）取代石墨材料，并研究了一种全新的模具成型方法，简化了模具制造工序，降低了成本。

③烧结式PDC钻头模具成型工艺是针对烧结式PDC钻头底模手工成型困难、生产效率低的问题,采用冷压成型法制作底模,并在实验的基础上,确定了底模的原材料配比和成型压力,为底模加工提供了一种可行的新工艺。

④注吹塑料中空容器的模具成型工艺方法其具体步骤包括：注塑机的注塑过程及吹塑机的吹塑过程；所述注塑过程包括：a注塑机中的定模具和动模具闭合

过程；b注射坯料成型过程；c注塑机模具开启过程；所述吹塑过程包括：a吹塑成型模块闭合过程；b吹气成型过程；c开启吹塑成型模块和成型中空容器顶出；其特征在于：所述注塑过程与吹塑阶段中,模具开启后,成型芯棒始终固定在动模中,不需要动力机构驱动旋转或平移；注射成型坯料黏附在芯棒上,模具完全开启后,型芯两侧的吹塑成型模块在推杆的作用下闭合,当吹塑模块完全闭合后,芯棒内部吹气,完成中空容器的吹塑成型；所述的注塑阶段在注射与开模之间,只有注射坯料成型,无需保压和冷却定型,此时注塑机处于合模状态；所述吹塑阶段的吹塑成型模块的闭合, 吹气成型和开启顶出均在同一个模具上完成。

⑤塑料型腔模液态模锻工艺加工，其由由哈尔滨市第二轻工研究所和哈尔滨工业大学共同承担的研究项目，通过了部级鉴定。专家们确认这项成果属国内外首创，具有国际先进水平，为塑料模具制造开辟了一条新途径。采用这种塑料型腔模液态模锻工艺加工的模具具有尺寸精确，表面光洁、强硬度较高、寿命较长以及可以降低制模成本、缩短生产模具周期等优点。采用这种工艺，可以克服机械加工模具的许多缺点，带来显著的经济效益。

⒉在我国模具使用寿命达到哪个层次？

答：模具按使用寿命的长短可分为五级。

一级在百万次以上，二级是50万-100万次，三级在30万-50万次，四级在10万-30万次，五级在10万次以下。

我国与国外的模具使用寿命对比情况

由此可见，我国模具平均寿命仅为国外先进水平的1/2-1/3。主要集中在第二至第五级之间，未能达到一级水平。具体例子如下：

有代表性的电机铁芯自动叠片硬质合金多工位级进模，精度达2m，步距精度达3m，双回转精度1，拼块精度1m，表面粗糙度Ra0.1～0.4m，寿命1亿次；美国奥伯格、日本黑田、法国宝捷时等电机铁芯双排自动叠片模，精度为1m，步距精度2m，模具寿命2亿次。虽然精度已接近国外先进水平，但寿命有一定差距。

高水平的空调器翅片多工位级进模，精度达2m，凸、凹模的工作面近千处，冲裁间隙为0.01mm的达300多处，一次冲出翅片数达36列，模具寿命2亿次以上；日本日高精机、美国OAK、意大利GBS公司制造的36～72列数翅片级进模，精度达2m，步距精度3m，寿命5亿次以上。

体现高难度成形的彩管电子枪零件（G5）25工位硬质合金级进模，精度达2m，模具在高速冲床上应用，冲制0.245mm厚的无磁不锈钢，经各道工序后，制品精度达±5m，模具寿命3千万次以上；日本东芝、日本日立等公司制造的彩管电子枪零件级进模，精度为2m，步距精度3m，模具寿命5千万次以上。

高性能的集成电路框架32工位级进模，精度达2m，在高速冲床上冲速达350～500次/分，寿命为3千万次以上；日本山田、美国奥伯格等公司制造的100条脚以上的集成电路框架模，精度达2m，步距精度3m，模具寿命1亿次。

综上可以看出，具有代表性的我国精密、复杂、高效、长寿命冲压模的制造水平（精度、表面粗糙度等）已接近或达到国外先进水平，但是模具寿命有较大的差距。