模具失效与寿命(20210110223051)

LOGO

模具失效与寿命

：

•、

・

集团文件发布号：（9816-uATww-M W UB-W UNN-I NNUL-D QQT Y-

模具寿命与失效

专业:2012级材料成型及控制工程

学号：

姓名：李国伟

【摘要】：目前，模具是用来成型各种工业产品的一种重要工艺装备，是机械制造工业成型毛坯或零件的一种手段。而模具寿命对模具工业发展的意义及其重大，故了解模具寿命，研究、模具寿命极其关键。

【关键词】：模具、寿命、失效、提高

1引言

模具寿命的高低是衡量模具质量的重要指标之一。它不仅影响产品的质量，而且还影响着生产率和成本。随着模具工业的发展，高质量、高性能、高效率模具的大量应用，模具的寿命逐渐引起世人的关注。过去由于受模具制造水平和社会需求的限制，大部分模具只是用来生产零件的毛坯或是精度不高、结构形状简单的轻工产品及口常生活用品。传统的模具材料和热处理工艺的配合基本能满足模具的性能要求。在使用中模具出现了磨损、变形其至微细的裂纹，由于不影响产品的精度要求，而没有得到重视。再加上传统的观念认为模具本身就是成本昂贵的工具，由于生产制件的数量多，模具的成本平均在每一个制件上也只有儿分钱。所以模具成本高己被传统观念所接受，模具报废之后只需重做一套即可。因此，没有意识从模具寿命的角度对经济效益经行分析，故有很大的潜力需要我们去挖掘。

2、模具寿命的基本概念

2.1模具寿命的定义

模具因为磨损或其他形式失效、终至不可修复而报废之前所加工的产品的件数，称为模具的使用寿命，简称模具寿命。

模具的使用寿命并不期望无限长，只需要比模具成型制品的生产要求长。因此在考虑模具的最佳使用寿命时，应将目标放在使单件制品获得最低成本的基础上。这样的模具使用寿命对工业的生产才有实际意义。

2. 2模具寿命与失效的术语定义

1).制件报废

模具生产处的制品出现形状、尺寸及表面质量不符合其技术要求的现象而不能使用时称制件报废。大多数模具的寿命是有制品可用性决定。如果模具生产的制品报废，则该模具就没有使用价值了。

2).模具服役

模具安装调试后，正常生产合格产品的过程叫模具服役。模具的服役条件与安装模具的机床类型、吨位、精度、成型次数、生产效率、被加工件大小、尺寸、材质、变形抗力以及工件加热条件、制件成型温度、冷却润滑条件等因素都有关系，因而模具的服役条件会有很大的不同。

3)•模具损伤

模具在使用过程中，出现尺寸变化或微裂纹、腐蚀等现象，但没有立即丧失服

役能力的状态称为模具损伤。模具在工作时，不同部位承受不同的作用力和不同温度变化，可能同时出现多种不同的损伤形式，各种损伤形式之间又会

相互渗透、相互促进、不断积累。损伤是模具破坏的起源。损伤的积累可导致失效。

4)•模具失效

模具首到损坏，不能通过修复而继续服役时称为模具失效。其实，模具失

效是指一套模具完全不能再用，生产中一般指模具的主要工作零件不能再用。

5).早期失效

模具未达到一定工业技术水平公认的使用寿命就不能服役时，称为模具的

早期失效，也就是非正常失效。主要由模具设计和制造过程中的缺陷引起的，

失效的概率很高，且随着模具使用期限的延长而迅速降低。如果在交付使用

前，能对模具进行可靠性试验或短时间的试用，及时发现隐患，进行补救，就

能避免在正常服役时造成损失。

6).正常失效

模具经大量的生产使用，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时，称为模具的正常失效。模具发现正常失效时，已达到或超过模具预订的寿命。由于工作条件的变化、操作者的使用水平、管理者的失误等原因造成某些损伤，模具经过长期的使用后，由于使用损伤大量积累，致使模具发生失效。

7)•模具正常寿命

模具正常失效前生产处的合格产品的数目称为模具正常寿命。模具首次修

复前生产出的合格产品的数目称为首次寿命。模具一次修复后到下次修复前所

生产出的合格产品的数目称为修模寿命。模具寿命是首次寿命与各次修模寿命

的总和。

随着工业的发展，在机械、仪表、电子、轻工和国防工业中，国内、外不

断涌现出高速、高效及高精度的塑性加工工艺，因而对模具寿命提出了更高的

要求。在工业产品飞速发展带动模具工业快速发展的新时代，从模具发展的总

趋势可以看出，无论是模具的大型化、复杂化还是高精度、高效率，都依赖于

模具寿命的提高。

例如：通过现代的加工技术可以获得高精度的模具型腔或型孔，但由于模具表面出现磨损，磨损量超过了制件的使用精度，使模具的寿命终结。还有大型和高效模具，由于受力大，易使模架、模板、复杂型腔及顶出杆等结构产生过量的变形，造成模具无法正常工作而报废，因此需要提高这些模具零件的受力性能。这些事实说明提高模具寿命的研究对模具工业发展意义重大。

3、提高模具寿命

3.1模具寿命的影响因素

1）.模具结构

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，下面从儿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

a.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。 b.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

①成形件的材料、温度

a.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。

b.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

a.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。

b.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模具材料

模具材料的成分、组织、质量及性能对模具的承载能力、使用寿命及加工

精度、制造成本等均有较大影响。选材不当，性能要求不合理，将导致模具的