第01章 绪论、第一章.ppt

模具寿命与材料 教材：模具寿命与材料 程培源主编 机械工业出版社 绪 论 4）模具材料及表面处理技术发展迅速模具工业要上水平，材料应用是关键。统计数据表明，目前因模具选材和处理不当造成的模具早期失效占约45%左右。新材料如H13、P20模具钢大量应用；多元、复合共渗技术、激光表面处理等新工艺不断应用。 第一章：模具失效与寿命 按模具工作条件分类： 1、冷作模具：包括冷冲模、冷镦模、冷挤压模、拉深模、拉丝模、滚丝模、剪切模等。 2、热作模具：包括热锻压模（热锻模、高速锤锻模、精密锻造模）、热挤压模、热冲裁模、压铸模等。 3、温作模具：包括温锻模、温镦模、温挤压模等。 4、（非金属）成型模具：包括塑料模、橡胶模、陶瓷模、玻璃模、粉末冶金模具等 第二节 模具寿命概念 一、概念： 1、模具服役：模具安装、调试后，正常生产合格产品的过程。 2、模具损伤：模具使用过程中，虽出现尺寸变化、微裂纹等缺陷，但没有丧失服役能力的状态。---称有病状态，要及时维修。 3、模具失效：模具损坏到不可修复，且不能生产出合格产品的状态。 二、模具寿命与生产率的关系 生产率Q（件/h）=n/[T1+T2+T3+∑T4+n/60N] 其中：n—产品批量（件） T1—模具的设计时间。（指从模具设计到模具所有工艺文件图样完成所用的时间） T2—模具的制造时间。（指从模具制造到初次使用所用的时间） T3—模具的安装、调试时间。 ∑T4—模具经历数次维修所用时间总和。 N—设备的工作节奏。（次/min） 分析：1）n（产品批量）＞S（模具寿命）时,需消耗多套模具. 2）减少模具的装配、修模次数及时间，提高模具的首次寿命和维修后寿命，可显著提高模具生产率。 3）设备工作节奏N越快，模具寿命对生产率的影响越显著. 三、模具寿命与产品成本 产品成本（V）=A+[M+B]/S A—与模具寿命无关的单件产品成本之和(含管理费，材料费等) B—与模具寿命有关的其它项目成本之和 M（模具费）=MC（模具材料费）+MZ（模具制造费）+MX（模具修理费） 注： 1）模具寿命增加，产品成本降低。 2）要考虑产品批量和模具寿命之间的关系。 第三节 模具失效及机理 一、主要失效形式： (1) 断裂； (2) 过量塑性变形； (3) 表面损伤和冷热疲劳（出现在热作模具中）。 例模具容易出现损伤的部位 二、磨损 1.磨损：模具表面因相对运动，使接触表面逐渐失去物质的现象。 表现形式：模具尺寸变化；模具表面状态改变 2.磨损分类：---按磨损机理分类 磨粒磨损； 粘着磨损； 疲劳磨损 ； 气蚀和冲蚀磨损 ； 腐蚀磨损等 3) 影响磨粒磨损的因素a. 磨粒尺寸和形状—尺寸越大，磨损越严重，达一定尺寸后趋于稳定；磨粒形状尖锐，磨损严重b. 磨粒硬度Hm和模具材料表面硬度Hoc. 模具与工件表面压力—压力↑，磨损严重d. 磨粒尺寸与工件厚度的相对值—工件厚度越大，磨粒越易嵌入工件，且越深，磨损越严重 4）提高抗磨粒磨损的措施 a. 提高模具材料硬度 b. 模具表面进行耐磨处理—如渗碳、氮化等，但要保证模具韧性 c. 采取防护措施—及时清理磨粒等 4、粘着磨损 1）概念：工件和模具表面相对运动时，粘着的结点发生剪切断裂，使模具表面材料脱落的现象。 5、其它磨损：疲劳磨损; 气蚀和冲蚀磨损; 腐蚀磨损等（自学）注：一般磨损失效较复杂,往往不是单一形式,而是多种形式并存. 三、断裂失效 3. 疲劳断裂—有三个阶段组成 1）裂纹萌生阶段：一般在应力最大（应力集中处等）、强度最弱、缺陷（晶界、夹杂等）处产生 2）疲劳裂纹稳定扩展阶段： 疲劳裂纹扩展速率da/dN=C﹡（△K)m----（2） 式中C、m是材料常数，由实验确定；N为应力循环次数。 ◆ 应用：估计模具剩余寿命 测模具中已存在裂纹长度aO→根据（1）式求出模具允许的临界裂纹长度aC→由（2）式估计模具的剩余寿命N剩余 3）裂纹失稳扩展阶段---断裂 进入第二章学习 * 主讲人：王 贵 模具在现代工业生产中的作用 模具工业的现状和发展趋势 课程性质和任务 模具是产品成形的重要工艺装备。 如：金属材料主要成形方法: a.塑性变形成形；例：模锻、轧制、拉、拔、冲压等； b.铸造成形；例：砂型铸造、金属型铸造、压力铸造等； c.粉末冶金成型；配料→模具成型→烧结 非金属材料主要成型方法—陶瓷：模具制坯成形+烧结； 高分子材料：注射成型；挤压成型等。