影响模具寿命的因素

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1、Chapter5影响模具寿命的因素主要内容影响模具寿命的因素主要包括：模具结构设计、模具工作条件、模具材料、模具的热加工和冷加工、模具使用状况等方面的因素。第一节模具结构一、模具的几何形状影响模具寿命的几何形状因素主要包括：模具的圆角半径、凸模端面形状、凹模锥角和凹模截面变化的大小等。（一）圆角半径模具的圆角半径可分为外（凸）圆角半径和内（凹）圆角半径。工作部位圆角半径的大小，不仅对工艺及成型件质量有影响，也对模具的失效形式及寿命产生影响。什么是应力集中？应力集中是指受力构件由于几何形状、外形尺寸发生突变

2、而引起局部范围内应力显著增大的现象。应力集中对构件强度的影响脆性材料对于由脆性材料制成的构件，应力集中现象将一直保持到最大局部应力到达强度极限之前。因此，在设计脆性材料构件时，应考虑应力集中的影响。塑性材料对于由塑性材料制成的构件，应力集中对其在静载荷作用下的强度则几乎无影响。所以，在研究塑性材料构件的静强度问题时，通常不考虑应力集中的影响。采用圆角结构可以获得良好的工艺效果，同时，也可避免拐角处产生应力集中。小的凸圆角半径会使局部受力恶化，在四角半径处产生较大的应力集中。易萌生裂纹，导致断裂。大的圆角半

3、径使模具受力均匀，不易产生裂纹。1.凹模的锥角和截面变化（一）几何角度冷挤压凹模的型腔截面变化越小，尺寸过渡越平缓，则挤压力越小。2.凸模的端面形状二、模具的结构形式（一）整体式模具与组合式模具整体式模具主要指凹模是由一块整金属加工成的模具。不可避免地存在凹角半径，易造成应力集中，并引起开裂。组合式模具是把模具在应力集中处分割为两部分或几部分，再组合起来使用的模具。采用组合式模具可避免应力集中和裂纹的产生。模具结构的组合方法有多种形式：1.组合凸模结构图5-9（a）心轴根部容易发生应力集中2.组合凹模结构

4、V型槽底易于发生应力集中而断裂底部R处易于发生应力集中而断裂3.预应力镶套凹模用高强、高韧材料制造凹模体，工作部分采用淬硬的高速钢或硬质合金等高硬度、高耐磨性材料，通过压力将工作部分镶入凹模体成为组合式模具。优点：可以满足型腔表面高耐磨性和整体高强、韧性的要求。采用预应力镶套，使模具产生预切向压应力，降低成型过程中的拉应力峰值，可有效提高模具寿命。层数越高，寿命越高。（二）模具的工作间隙冲裁模凸、凹模的刃口间隙是工作间隙，也叫冲裁间隙，不仅影响冲裁过程和冲裁质量，也影响模具的寿命。工作间隙过小时，冲裁过程

5、中挤压作用增强，模具承受的压力和摩擦力增大，从而使凸模、凹模的侧面磨损加剧。适当增加间隙，可以减轻不利影响。设计时要综合考虑，能够获得高质量冲裁断面的最佳间隙值和保证模具较高寿命的最佳间隙值。（三）模具的结构刚度*1.模具的导向装置2.凸模刚度设计要点3.塑料模的刚度结构（四）减轻工作载荷冷挤压模和冷镦锻模等工作中承受较重的静载荷或冲击载荷，这些模具的结构设计除了保证结构刚度外，还应特别注意采用减轻工作载荷和减少应力集中的结构，使模具各部分受力尽量均匀，避免局部应力过大而发生早期失效。冲头压力与寿命的关系

6、改变工件形状和冷挤压工艺（五）热作模具结构要点热作模具结构设计应注意：1.避免突出尖角2.采用内冷结构3.减轻热-机械载荷模具工作条件包括被加工坯料的状况，锻压设备的特性及工作条件，模具工作中的润滑、冷却及使用维护状况等。这些因素对模具的寿命和失效都会造成影响。第二节模具工作条件一、成型件的材质和成型温度1.成型件的材质成型件按材质分为金属材料和非金属材料。按状态分为固体材料和液体材料。①非金属材料、液体材料强度低，所需的成型力小，模具受力小，因此使用寿命长寿命：非金属>金属；液体材料>固体材料②金属件强

7、度越高，需要的变形力越大，模具所承受的力也越大，模具的使用寿命越短。寿命：有色金属>黑色金属③成型件材料与模具材料的亲和力愈大，在成型过程中越容易与模具产生粘着磨损，则模具的寿命越低。④坯料的表面状态对模具受力、磨损也有较大影响。当成型件表面光亮。性能均匀、表面存在较薄的氧化层或磷化膜时，对模具的工作有利。2.成型温度成型温度对材料强度有影响，同时也影响模具与成型件接触面的情况。在成型高温工件时，模具因受热而升温，随着温度的升高，模具的屈服强度下降，易发生塑性变形。二、设备特性1.设备的精度与刚度滑块运动

8、的导向精度越高，模具上、下模或动、定模定位精度越高，越不易产生附加的横向载荷和转矩，使模具磨损均匀，则模具的寿命越高。设备的刚度越大，在成型过程中产生的弹性变形越小，模具上下模或动定模可较好地保证正确的配合状态。2.设备速度设备速度越高，模具在单位时间内受到冲击越大，设备施力时间越短，越易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，模具越易发生断裂或塑性变形失效。对于热作模具，其失效形式受热锻压设备的加载