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课程名称挤压模具设计

浅谈如何延长模具寿命

班级11材控2班姓名倪明学号1110121096

摘要：随着现代工业的发展和产品不断更新，对模具的设计和制造水平也提出了更高的要

求，即：“高精度、高效率、低成本、低能耗”。近20年来，模具工业约以每年5％左右的速

度增长。然而，我国的模具寿命不及发达国家的二分之一，主要是由于管理技术和设计技术

落后，造成模具的非正常失效而报废。提高模具寿命是降低型材生产成本的重要方面,本文

从模具设计、制造、使用、挤压工艺条件、挤压锭坯成分、设备性能等方面来分析如何提高

模具使用寿命。

关键词：挤压模具使用寿命型材

引言

模具是一种技术密集、资金密集型产品，在我国国民经济巾的地位也非常重要。模具工

业已被我国正式确定为基础产业，并在“十五”中列为重点扶持产业。模具技术水平的高低，

是衡量制造业水平高低的重要标志。模具是工业生产中的基础工艺装备，建设节约、环保、

高效的模具，是提高生产水平的重要途径。

1.模具失效形式

模具的工作条件是非常恶劣的,在高温、高压下承受剧烈的摩擦、磨损作用,根据现场生产

统计数据显示模具的主要失效形式有三种:(1)摩擦、磨损失效占65%；(2)疲劳裂纹失

效占18%；(3)塑性变形塌陷失效占15%。失效模具的判定依据为挤出制品不能达到产品标

准要求且无法再修复,模具使用寿命一般用有效通料量来描述。

2.模具使用寿命的影响因素

2.1挤压模具设计因素影响

(1)挤压系数与型材结构复杂程度。型材截面积和结构复杂程度不同时模具使用寿命也不

同。挤压系数K一般7，当K=8～40使用寿命较长,K70则难以挤压,使用寿命较短,品

种的结构对模具寿命有重要影响,结构愈复杂,局部刚性不够,产生流速不均,并造成局部

应力集中。流速不均,容易堵模和闷车或形成扭拧波浪,故结构复杂的模具有效寿命要短些,

而结构对称、壁厚均匀、宽厚比相对较小者则寿命较长。

(2)壁厚和公差范围。从生产实际情况看,型材壁厚δ=1.3～1.4mm时使用寿命都较长,δ

≤1mm时使用寿命大幅度降低。壁厚公差范围愈大,则使用次数愈多,使用寿命愈长;公差

范围愈小,短期内易超过公差范围,造成过早磨损而报废。

(3)模具结构设计,型材的理论重心通常放在模子中心。当平面模中悬臂较大时,实际上把

前支模和模子设计成整体结构,大大提高悬臂强度,降低了悬臂塑性变形和疲劳断裂倾向,

课程名称挤压模具设计

在多数厂家都有成功应用。模孔距挤压筒边缘太小时,挤压筒内壁氧化物、夹渣易进入模孔

而擦伤工作带,一般讲要大于15mm。模具设计时要充分处理好应力集中的情况,结构原因造

成的应力集中部位很可能是模具冷、热疲劳裂纹过早发生的部位。平面模尖角和分流模下模

的工艺圆角R=0.3～0.5mm,分流桥断面形状尽量做成滴水状,滴水状既可避免应力集中,

又有利于金属流动,必要时要对空刀部位尺寸进行强度校核计算,其处理也尽可能呈梯形。

2.2模具制造因素影响

(1)模具加工工艺的选择。加工工艺主要指毛坯锻造、电加工、标准装配、工作带加工和热

处理。现场统计数据表明,锻造的毛坯比未锻造的寿命要提高30%。整体切割能改善工作带

的表面质量,石墨电极比紫铜电极更能提高工作带和空刀的精度(二者综合,可使一次上机

合格率提高20%)。用真空炉进行热处理,硬度均匀和变形小。大多数平面模都是前支模、

模子、垫子三件进行装配,分流模本身是上下装配的结构。模子装配精度达不到要求,会使

制品形位尺寸稳定性差,且经修理后又易发生变化。大多数模具都采用标准定位销定位,以

减少位置误差,再配以紧固螺钉进行紧固定位,来解决装配精度问题。

(2)工序质量。工序质量是对设计质量的保证,模具使用分析表明,产生波浪、弯曲、扭拧、

扩并口等制品缺陷的60%是与工序质量有关,应对每道工序建立工序卡片,以便进行工序质

量检验,尽量减少累积误差。

2.3挤压工艺的影响

(1)挤压锭坯尺寸。在挤压系数已定的条件下,挤压锭坯尺寸的选择是否合理与模具有效通

料量有关。一般来讲,型材生产是按定尺组织生产和销售,应以定尺数量最多、几何废料最

少确定锭坯尺寸。

(2)挤压温度。挤压温度由模具加热温度、