模具制造技术-张信群-王雁彬-第八章-模具的维护与管理新课件

第8章模具的维护与管理

模具的失效

8.1模具的维修与修复8.2模具的管理8.3第8章模具的维护与管理模具的失效8.1模具的维修与修18.1模具的失效研究模具失效的目的是通过对模具以往的失效进行分析，找出失效原因，判断失效的性质，研究解决和预防失效的措施，以避免或减少同类失效现象的重复发生，延长模具的使用寿命，提高经济效益。。8.1模具的失效研究模具失效的目的是通2

（1）早期失效早期失效发生在模具使用的初期，属于非正常失效。

（2）随机失效随机失效是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，属于正常失效。

（3）耗损失效耗损失效属于正常失效。

8.1.1模具的失效过程和失效形式1．模具的失效过程（1）早期失效8.1.1模具的失效过程和失效形式1．3模具的失效形式主要有3大类：表面磨损、过量变形和断裂。要正确分析出模具失效的原因，找出提高模具寿命的措施，首先要认识模具的工作条件和可能产生的失效形式。模具按工作条件可分为冷作模具、热作模具和塑料模具。模具工作条件不同，在服役过程中发生失效的形式和特点也各不相同。

2．模具的失效形式模具的失效形式主要有3大类：表面磨损、过量变形和4

（1）冲裁模工作条件冲裁模，包括落料、冲孔、切边等，冲裁模的工作部位是凸模、凹模刃口，工作时刃口承受着冲击力、剪切力和弯曲力，同时还受到被冲板料的强烈摩擦。（2）冲裁模失效形式模具刃口在压力摩擦力的作用下，最常见的失效形式是磨损，尤其是凸模。8.1.2冷作模具的工作条件与失效形式1．冲裁模（1）冲裁模工作条件8.1.2冷作模具的工作条件与失5

（1）拉深模工作条件一般凸模主要承受压力和摩擦力，凹模主要承受径向张力和摩擦力。（2）拉深模的失效形式因为拉深模在工作中受到较大的摩擦力，所以这种模具的主要失效形式是磨损。

2．拉深模（1）拉深模工作条件2．拉深模6

（1）锤锻模工作条件主要是冲击力和摩擦力的作用，吨位越大，产生的冲击力越大，同时模具型腔受坯料变形的反作用，使型腔表面承受很大的压力。（2）锤锻模的基本失效形式基本失效形式有：型腔部分的模壁断裂、型腔表面热疲劳、塑性变形、磨损及锤锻模燕尾开裂。8.1.3热作模具的工作条件与失效形式1．锤锻模（1）锤锻模工作条件8.1.3热作模具的工作条件与失7

（1）压铸模工作条件压铸模是在高压（一般为30～150MPa）下，将400℃～1

600℃的熔融金属压入模具型腔，熔融金属高速喷射到型腔内，和模壁不断接触，冲蚀模具，使模具型腔极快升温，摩擦也很激烈。（2）压铸模的失效形式主要有热疲劳失效、热熔蚀失效、冲蚀和气蚀失效、粘模失效等。2．压铸模（1）压铸模工作条件2．压铸模8

塑料模直接与塑料接触，经受压力、温度、摩擦和腐蚀的作用。压制时，塑料模型腔承受压力一般为40～140MPa，闭模压力80～300MPa或更高，受热温度为150℃～300℃。塑料模一般形状复杂，存在许多凹角、薄壁等部位，易产生应力集中；模具型腔要求质量高，特别是透明件，少量的磨损或腐蚀便可导致模具失效。8.1.4塑料模具的工作条件与失效形式1．塑料模工作条件塑料模直接与塑料接触，经受压力、温度、摩擦和腐蚀的9（1）型腔表面的磨损和腐蚀（2）塑性变形（3）断裂（4）疲劳和热疲劳2．塑料模失效形式（1）型腔表面的磨损和腐蚀2．塑料模失效形式10（1）圆角半径（2）凸模端面形状（3）凸、凹模结构形式（4）模具工作间隙8.1.5影响模具失效的基本因素1．模具结构对失效的影响（1）圆角半径8.1.5影响模具失效的基本因素1．模具11模具材料的成分、组织、质量及性能对模具的承载能力、模具寿命及加工精度、制造成本等均有很大影响。在模具材料对模具寿命的影响因素中，材料的类别影响很大。模具材料的硬度对模具寿命也有显著的影响，经验表明，模具的早期失效，大多数是由于硬度过高而引起的断裂，少数是由于硬度过低引起的塑性变形和磨损。2．模具材料对失效的影响模具材料的成分、组织、质量及性能对模具的承载能力12一般模具零件都要进行热处理，热处理过程会产生各种缺陷。热处理缺陷可分为两大类，一类是热处理的一般缺陷，主要包括过热和过烧、脱碳和腐蚀、淬火裂纹、淬火温度过高或过低、回火不足等，一般缺陷可通过采取相应技术措施予以防止。另一类是热处理变形，包括热应力引起变形、相变和组织应力引起变形、畸形变形等，这类缺陷有些可通过校正或修磨方法解决，有些缺陷模具只能报废。3．模具的热处理与表面硬化对模具失效的影响一般模具零件都要进行热处理，热处理过程会产生各种13模具零件的表面强化可以改善模具材料的表面特性，获得硬度、耐磨性、韧性、抗疲劳强度的良好配合，得到“外硬内韧”的效果，有时可提高模具寿命几倍至几十倍。表面强化的方法很多，除常用的渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗钒等工艺外，还有电火花强化，激光强化，化学气相沉积，物理气相沉积等工艺。和速度运动。模具零件的表面强化可以改善模具材料的表面特性14模具加工工艺包括锻造、切削加工、磨削加工和电火花加工等，这些工艺中的质量问题对模具失效都有较大影响。4．模具加工工艺对失效的影响模具加工工艺包括锻造、切削加工、磨削加工和电火花加15（1）坯料状况的影响坯料的材质和性能，如塑变抗力、磨损作用、咬合倾向及腐蚀性等对模具失效都有很大影响。此外，坯料的表面状况和加工温度也影响模具的使用寿命。（2）锻压设备对失效的影响锻压设备的刚度和精度对模具寿命影响较大。5．模具服役条件对失效的影响（1）坯料状况的影响5．模具服役条件对失效的影响16

（3）模具的使用与维护对失效的影响模具的寿命与其正确的操作、使用及维护有很大关系。工作前，对模具进行正确的安装和调整；工作中，定时检查，及时排除故障，并注意润滑、冷却；工作后，进行维护保养、消除应力。（3）模具的使用与维护对失效的影响178.2模具的维修与修复

1．堆焊

2．电阻焊

3．电刷镀

4．加工修复

（1）镶拼法（2）挤胀法（3）扩孔法（4）更换新件法8.2.1模具修复的方法8.2模具的维修与修复1．堆焊8.2.118

①更换或调整易损件。②随机修磨凸、凹模。③模具紧固。模具使用过程中，由于震动和冲击，紧固件可能会产生松动，需要经常检查，随机紧固。8.2.2冲压模的修复1．冲压模的随机故障修复①更换或调整易损件。8.2.2冲压模的修复1．冲压19①

合理确定拆卸顺序，一般顺序是先外后内。②

对拆卸下的零件作好标记和具体位置，必要时可画简图以便装配，擦净涂油，统一摆放，对于凸、凹模等工作零件，最好放在盛油的容器中，以防生锈。③

对所有损坏的零件进行检查，根据损坏程度确定解决方案，然后进行修复或更换。④

损坏的零件修复或更换后，经装配、试冲、调整、检查，必须达到制件质量要求。

2．冲压模拆卸后的修复①合理确定拆卸顺序，一般顺序是先外后内。2．冲压模拆卸后的20

（1）定位及导向元件磨损的修复（2）分型面磨损的修复（3）型腔表面磨损的修复8.2.3塑料模的修复1．磨损的修复（1）定位及导向元件磨损的修复8.2.3塑料模的修复21（1）推杆折断模具在正常使用中，推杆折断现象时有发生，产生原因有多种。（2）异物掉入损坏型腔这是意外事故中较为常见的一种。要立足于预防。2．意外损坏的修复（1）推杆折断2．意外损坏的修复228.3模具的管理1.建立模具档案模具档案是模具从设计开始至投产使用，维护修理，更新改进直至报废为止全过程的详尽记录。2．模具的存放管理模具在存放期间却常常受到忽视。因而，在实际生产中，因模具保管存放不善而造成的生产上损失惨重的事例时有发生，不能不引起重视。模具的入库存放应具备以下条件。8.3.1模具的保管8.3模具的管理1.建立模具档案8.3.123

（1）模具标准化是模具现代化生产的基础（2）模具标准化的贯彻执行提高了模具技术经济指标（3）模具标准化是开展模具CAD/CAM工作的先决条件（4）模具标准化工作为促进国际技术交流创造了条件8.3.2模具的标准化1．模具标准化的意义（1）模具标准化是模具现代化生产的基础8.3.2模具的24目前我国模具国家标准和行业标准已有50多项，涉及到主要模具的各个方面。随着国际交往的增多，进口模具国产化工作的发展和三资企业对其配套模具的国际标准的提出，一方面在标准制定方面注意了尽量采纳国际标准或国外先进国家的标准，另一方面考虑模具标准件生产企业各自市场需要，除按中国标准外也按国外先进企业的标准生产标准件。2．我国模具标准化工作发展的状况目前我国模具国家标准和行业标准已有50多项，涉及25（1）模具标准的种类①基础标准。②产品标准。③方法标准。④安全环保标准。（2）标准的分级①国家标准。②行业标准。③地方标准。④企业标准。（3）标准的属性分为强制标准和推荐标准，推荐标准代号为：“GB/T”和“ZB/T”。3．模具标准的种类、分级和属性（1）模具标准的种类3．模具标准的种类、分级和属性26（1）冲模标准①

《冲模术语》（GB8845—1988）。②

《冷冲模》（GB285l～2875—1990）。③《冲模模架》（GB/T2851.3～2861.6—1990）。④

《冲模模架精度检查》（GB/T12447—1990）。⑤其他冲模标准。4．我国模具标准简介（1）冲模标准4．我国模具标准简介27

（2）塑料模标准①

《塑料成型模具术语》（GB8846—1990）。②

《塑料注射模具零件》（GB4159—1990）、《塑料注射模具零件技术条件》（GB4017—1990）。③

《塑料注射模具技术条件》（GB/T12554—1990）。④塑料模模架。包括《中小型塑料注射模模架及技术条件》（GB/T12556—1990）和《大型塑料注射模模架及技术条件》（GB/T12555—1990）。⑤其他标准。（2）塑料模标准28在线教务辅导网：

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模具的失效

8.1模具的维修与修复8.2模具的管理8.3第8章模具的维护与管理模具的失效8.1模具的维修与修518.1模具的失效研究模具失效的目的是通过对模具以往的失效进行分析，找出失效原因，判断失效的性质，研究解决和预防失效的措施，以避免或减少同类失效现象的重复发生，延长模具的使用寿命，提高经济效益。。8.1模具的失效研究模具失效的目的是通52

（1）早期失效早期失效发生在模具使用的初期，属于非正常失效。

（2）随机失效随机失效是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，属于正常失效。

（3）耗损失效耗损失效属于正常失效。

8.1.1模具的失效过程和失效形式1．模具的失效过程（1）早期失效8.1.1模具的失效过程和失效形式1．53模具的失效形式主要有3大类：表面磨损、过量变形和断裂。要正确分析出模具失效的原因，找出提高模具寿命的措施，首先要认识模具的工作条件和可能产生的失效形式。模具按工作条件可分为冷作模具、热作模具和塑料模具。模具工作条件不同，在服役过程中发生失效的形式和特点也各不相同。

2．模具的失效形式模具的失效形式主要有3大类：表面磨损、过量变形和54

（1）冲裁模工作条件冲裁模，包括落料、冲孔、切边等，冲裁模的工作部位是凸模、凹模刃口，工作时刃口承受着冲击力、剪切力和弯曲力，同时还受到被冲板料的强烈摩擦。（2）冲裁模失效形式模具刃口在压力摩擦力的作用下，最常见的失效形式是磨损，尤其是凸模。8.1.2冷作模具的工作条件与失效形式1．冲裁模（1）冲裁模工作条件8.1.2冷作模具的工作条件与失55

（1）拉深模工作条件一般凸模主要承受压力和摩擦力，凹模主要承受径向张力和摩擦力。（2）拉深模的失效形式因为拉深模在工作中受到较大的摩擦力，所以这种模具的主要失效形式是磨损。

2．拉深模（1）拉深模工作条件2．拉深模56

（1）锤锻模工作条件主要是冲击力和摩擦力的作用，吨位越大，产生的冲击力越大，同时模具型腔受坯料变形的反作用，使型腔表面承受很大的压力。（2）锤锻模的基本失效形式基本失效形式有：型腔部分的模壁断裂、型腔表面热疲劳、塑性变形、磨损及锤锻模燕尾开裂。8.1.3热作模具的工作条件与失效形式1．锤锻模（1）锤锻模工作条件8.1.3热作模具的工作条件与失57

（1）压铸模工作条件压铸模是在高压（一般为30～150MPa）下，将400℃～1

600℃的熔融金属压入模具型腔，熔融金属高速喷射到型腔内，和模壁不断接触，冲蚀模具，使模具型腔极快升温，摩擦也很激烈。（2）压铸模的失效形式主要有热疲劳失效、热熔蚀失效、冲蚀和气蚀失效、粘模失效等。2．压铸模（1）压铸模工作条件2．压铸模58

塑料模直接与塑料接触，经受压力、温度、摩擦和腐蚀的作用。压制时，塑料模型腔承受压力一般为40～140MPa，闭模压力80～300MPa或更高，受热温度为150℃～300℃。塑料模一般形状复杂，存在许多凹角、薄壁等部位，易产生应力集中；模具型腔要求质量高，特别是透明件，少量的磨损或腐蚀便可导致模具失效。8.1.4塑料模具的工作条件与失效形式1．塑料模工作条件塑料模直接与塑料接触，经受压力、温度、摩擦和腐蚀的59（1）型腔表面的磨损和腐蚀（2）塑性变形（3）断裂（4）疲劳和热疲劳2．塑料模失效形式（1）型腔表面的磨损和腐蚀2．塑料模失效形式60（1）圆角半径（2）凸模端面形状（3）凸、凹模结构形式（4）模具工作间隙8.1.5影响模具失效的基本因素1．模具结构对失效的影响（1）圆角半径8.1.5影响模具失效的基本因素1．模具61模具材料的成分、组织、质量及性能对模具的承载能力、模具寿命及加工精度、制造成本等均有很大影响。在模具材料对模具寿命的影响因素中，材料的类别影响很大。模具材料的硬度对模具寿命也有显著的影响，经验表明，模具的早期失效，大多数是由于硬度过高而引起的断裂，少数是由于硬度过低引起的塑性变形和磨损。2．模具材料对失效的影响模具材料的成分、组织、质量及性能对模具的承载能力62一般模具零件都要进行热处理，热处理过程会产生各种缺陷。热处理缺陷可分为两大类，一类是热处理的一般缺陷，主要包括过热和过烧、脱碳和腐蚀、淬火裂纹、淬火温度过高或过低、回火不足等，一般缺陷可通过采取相应技术措施予以防止。另一类是热处理变形，包括热应力引起变形、相变和组织应力引起变形、畸形变形等，这类缺陷有些可通过校正或修磨方法解决，有些缺陷模具只能报废。3．模具的热处理与表面硬化对模具失效的影响一般模具零件都要进行热处理，热处理过程会产生各种63模具零件的表面强化可以改善模具材料的表面特性，获得硬度、耐磨性、韧性、抗疲劳强度的良好配合，得到“外硬内韧”的效果，有时可提高模具寿命几倍至几十倍。表面强化的方法很多，除常用的渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗钒等工艺外，还有电火花强化，激光强化，化学气相沉积，物理气相沉积等工艺。和速度运动。模具零件的表面强化可以改善模具材料的表面特性64模具加工工艺包括锻造、切削加工、磨削加工和电火花加工等，这些工艺中的质量问题对模具失效都有较大影响。4．模具加工工艺对失效的影响模具加工工艺包括锻造、切削加工、磨削加工和电火花加65（1）坯料状况的影响坯料的材质和性能，如塑变抗力、磨损作用、咬合倾向及腐蚀性等对模具失效都有很大影响。此外，坯料的表面状况和加工温度也影响模具的使用寿命。（2）锻压设备对失效的影响锻压设备的刚度和精度对模具寿命影响较大。5．模具服役条件对失效的影响（1）坯料状况的影响5．模具服役条件对失效的影响66

（3）模具的使用与维护对失效的影响模具的寿命与其正确的操作、使用及维护有很大关系。工作前，对模具进行正确的安装和调整；工作中，定时检查，及时排除故障，并注意润滑、冷却；工作后，进行维护保养、消除应力。（3）模具的使用与维护对失效的影响678.2模具的维修与修复

1．堆焊

2．电阻焊

3．电刷镀

4．加工修复

（1）镶拼法（2）挤胀法（3）扩孔法（4）更换新件法8.2.1模具修复的方法8.2模具的维修与修复1．堆焊8.2.168

①更换或调整易损件。②随机修磨凸、凹模。③模具紧固。模具使用过程中，由于震动和冲击，紧固件可能会产生松动，需要经常检查，随机紧固。8.2.2冲压模的修复1．冲压模的随机故障修复①更换或调整易损件。8.2.2冲压模的修复1．冲压69①

合理确定拆卸顺序，一般顺序是先外后内。②

对拆卸下的零件作好标记和具体位置，必要时可画简图以便装配，擦净涂油，统一摆放，对于凸、凹模等工作零件，最好放在盛油的容器中，以防生锈。③

对所有损坏的零件进行检查，根据损坏程度确定解决方案，然后进行修复或更换。④

损坏的零件修复或更换后，经装配、试冲、调整、检查，必须达到制件质量要求。

2．冲压模拆卸后的修复①合理确定拆卸顺序，一般顺序是先外后内。2．冲压模拆卸后的70

（1）定位及导向元件磨损的修复（2）分型面磨损的修复（3）型腔表面磨损的修复8.2.3塑料模的修复1．磨损的修复（1）定位及导向元件磨损的修复8.2.3塑料模的修复71（1）推杆折断模具在正常使用中，推杆折断现象时有发生，产生原因有多种。（2）异物掉入损坏型腔这是意外事故中较为常见的一种。要立足于预防。2．意外损坏的修复（1）推杆折断2．意外损坏的修复728.3模具的管理1.建立模具档案模具档案是模具从设计开始至投产使用，维护修理，更新改进直至报废为止全过程的详尽记录。2．模具的存放管理模具在存放期间却常常受到忽视。因而，在实际生产中，因模具保管存放不善而造成的生产上损失惨重的事例时有发生，不能不引起重视。模具的入库存放应具备以下条件。8.3.1模具的保管8.3模具的管理1.建立模具档案8.3.173

（1）模具标准化是模具现代化生产的基础（2）模具标准化的贯彻执行提高了模具技术经济指标（3）模具标准化是开展模具CAD/CAM工作的先决条件（4）模具标准化工作为促进国际技术交流创造了条件8.3.2模具的标准化1．模具标准化的意义（1）模具标准化是模具现代化生产的基础8.3.2模具的74目前我国模具国家标准和行业标准已有50多项，涉及到主要模具的各个方面。随着国际交往的增多，进口模具国产化工作的发展和三资企业对其配套模具的国际标准的提出，一方面在标准制定方面注意了尽量采纳国际标准或国外先进国家的标准，另一方面考虑模具标准件生产企业各自市场需要，除按中国标准外也按国外先进企业的标准生产标准件。2．我国模具标准化工作发展的状况目前我国模具国家标准和行业标准已有50多项，涉及75（1）模具标准的种类①基础标准。②产品标准。③方法标准。④安全环保标准。（2）标准的分级①国家标准。②行业标准。③地方标准。④企业标准。（3）标准的属性分为强制标准和推荐标准，推荐标准代号为：“GB/T”和“ZB/T”。3．模具标准的种类、分级和属性（1）模具标准的种类3．模具标准的种类、分级和属性76（1）冲模标准①

《冲模术语》（GB8845—1988）。②

《冷冲模》（GB285l～2875—1990）。③《冲模模架》（G