模具失效与寿命

论文模具寿命与失效专业:2012级材料成型及控制工程学号：12320374030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日常生活用品。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、变形甚至微细的裂纹，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几分钱。所以模具成本高已被传统观念所接受，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。.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。.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。.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。.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。.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。.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，下面从几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。更好地提高模具寿命。对于表面强化，要根据不同用途的模具，选用不同的强化方法。例如：冲裁模可采用电火花强化、硬质合金堆焊等，以提高模具零件表层的耐磨性和抗压强度；压铸模、塑料模等热加工模具钢零件可采用渗氮(硬氮化)处理，以提高零件的耐磨性、耐热疲劳性和耐磨蚀性；拉深模、弯曲模可采用渗硫处理，以减少摩擦系数，提高材料的耐磨性；碳氮共渗(软氮化)可应用于各类模具的表面强化处理。另外，近几年发展起来的一种称为FcVA真空镀金刚石膜技术，能在零件表层形成一层与基体结合异常牢固又十分光滑均匀密实的保护膜，这种技术特别适合于模具表面保护性处理，也是提高模具质量的一种效果显著的方法。当然，如果制件属试制产品或生产批量相当小的话，就不一定非要进行模具零件的表面强化处理。5).模具的正确使用与维护，也是提高模具质量的一大因素。例如：模具的安装调试方式应恰当，在有热流道的情况下，电源接线要正确，冷却水路要满足设计要求，模具在生产中注塑机、压铸机、压力机的参数需与设计要求相符合等等。在正确使用模具时，还需对模具进行定期维护保养，模具的导柱、导套及其他有相对运动的部位应经常加注润滑油，对于锻模、塑料模、压铸模之类模具在每模成形前都应将润滑剂或起模剂喷涂于成形零件表面。对模具进行有计划的防护性维护，并通过维护过程中的数据处理，则可预防模具在生产中可能出现的问题，还可提高维修工作效率。总之，要想提高模具的寿命，首先必须每个环节都要考虑到对模具寿命的影响，其次还须通过各部门的通力合作。模具的质量是模具企业自身实力的真实体现。4、结论模具的质量，无论是模具的设计者和制造者、制件的设计者，还是模具的使用者都应积极关心的问题，随着技术的不断创新、新材料的广泛采用、加工工艺的不断变革，使用与维护条件的差异等等都不同程度的影响模具的寿命。“模具寿命”的涉及面很广泛，相当复杂，提高模具寿命的方法有多种，途径也很多，本文仅进行了略作阐述，对模具寿命有了更广泛、更深刻的认识。致谢在这里，要感谢可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！老师们高尚的品德、严谨的治学作风、渊博的知识和平易近人的待人态度对我的学习、做人都有很大的启示和帮助，他们的教诲将使我终身受益。真心致谢！参考文献[1]程培源模具寿命与材料机械工业出版社2010.[2]张正修.模具产业的现状及发展对策[J].五金科技.2005[3]钟佩思,沈友徽,马静敏等.模具先进制造技术发展趋势综述[J].模具制造.2005，[4]李德群，肖祥芷