模具失效与防护前言及第一章

(68页)

'模具失效与防护前言及第一章'
绪论一、模具在生产中的作用及国内外制造概况1.模具在现代工业生产中的作用 1)模具是制品成形的一种重要工艺装备。 2)模具是利用压力加工实现少无切削工艺的关键。 3)模具质量影响到压力加工技术水平的高低。 4)模具的制造水平还是影响成形工艺所采用的自动化等先进设 备能否发挥优越性的重要因素。2.国内外模具制造的现状和趋势1)市场竞争剧烈。2)对模具的要求提高了。3)逐渐实行标准化、专业化、商品化。4)我国逐渐发展成为国民经济的基础工业。与国外的差距:a.标准化程度低; b.模具品种少、 效率低; c.模具制造精度低、周期长; d.模具寿命短、材料利用率低; e.技术力量落后,管理水平较差。 二、模具成形工艺及分类 1.模具成形工艺 锻、轧、冲、镦、挤、弯、旋、拉、拔等多种形式。2.模具的分类1)按模具所加工材料的再结晶温度分a.冷变形模具 变形在再结晶温度以下进行。b.热变形模具 变形在再结晶温度以上进行。c.温变形模具 变形在冷、热变形之间。2)按模具加工坯料的工作温度分a.热作模具 高温下进行加工。b.冷作模具 常温下进行加工。c.温作模具 介于以上二者之间。3)按模具成形的材料分a.金属成形用模具。b.非金属成形用模具。4)按模具的用途分  锻造模具、冲压模具、挤压模具、拉拔模具、压铸模具、塑料模具、橡胶模具、陶瓷模具、玻璃模具、其他模具等。模具常用分类方法:三、模具寿命概况及本课程的任务1.模具寿命的基本本概念1)高质量、寿命长的模具,能影响模具的成本和工作量等。2)模具寿命关系到少、无切削工艺的推广应用。3)模具的寿命影响到一些先进高效率、多工位压力加工设备正常效能的发挥。4)模具寿命影响到模具钢的消耗。5)提高模具寿命,实质上意味着和模具失效作斗争。2.国内外模具寿命概况国内外模具寿命比较:我国的模具寿命只相当于工业先进国家的1/5~1/3。3.本课程的性质与任务 «模具失效与防护»是模具专业的一门专业课。本课程的任务是使学生了解模具失效的基本知识,能初步分析常用模具的失效原因,提出相应的技术要求,提高合理选用模具材料和恰当安排模具处理工艺的能力。 本课程是一门新的跨学科的综合技术,又是一门实践性很强的实用技术,要求学生具有一定的力学基础、材料学基础和模具设计、制造的专业知识。 第一章 模具失效的基础知识 第一节 失效和失效分析一、失效与损伤早期失效:模具设计和制造的缺陷。随机失效:环境、操作者及管理的因素。耗损失效:到了模具寿命的终止期。 模具寿命特性曲线二、失效的分类按失效形式及失效机理分: (1)过量变形:过量弹性变形、塑性变形。 (2)断裂:韧性断裂、脆性断裂、疲劳断裂、蠕变断裂、应力 腐蚀断裂。 (3)表面损伤:磨损、接触疲劳、腐蚀。三、失效分析(一)失效分析的任务 失效原因的分析和防护措施的提出,可从以下几方面入手:(1)合理选材(2)合理结构设计(3)合理加工与装配(4)合理使用与保养(5)严格质量控制(6)表面强化(二)失效分析的方法和步骤——以断裂为例1.现场调查和模具断裂件的处理2.模具制造工艺和服役历史的调查及质量检验3.模具工作条件和断裂状况分析4.断口分析5.断裂原因的判定6.提出防护措施 第二节 模具的工作条件及失效形式模具的失效形式主要有:塑性变形、磨损、断裂和冷热疲劳等。 一、冷作模具的工作条件及失效形式 (1)冷冲裁模 冷冲裁过程示意图 a)弹性变形阶段 b)塑性变形阶段 c)剪裂阶段 比值d/t与模具寿命的关系 设冲头工作部分的直径为d,板料厚度为t,则比值d/t越小,冲头受力越大,其寿命就越低。模具刃口在压力和摩擦力的作用下,最常见的失效形式是磨损。 冷冲裁模磨损过程三阶段 冷冲裁模刃口损伤过程示意图 a)局部塑变 b)摩擦磨损 c)疲劳损坏 冷作模具局部断裂示意图 薄板冲裁模(t≤1.5mm),受力较小,主要失效形式是磨损。 厚板冲裁模(t ?1.5mm)受力较大,其失效形式除了磨损外,还可能发生局部断裂(崩刃)。(二)冷挤压模和冷镦模1.冷挤压模在模具的作用下,金属沿凸、凹模间隙或凹模模口流动,使原来的坯料成形为薄壁空心件或横截面较小的成品、半成品。 冷挤压工艺分类示意图 a)正挤压 b)反挤压 c)复合挤压以挤压活塞销的正、反复合挤压工艺为例,挤压在1600KN压力机上进行。 冲头的塑性变形和整体断裂 冷挤压活塞销示意图 a)弯曲 b)镦粗 c)折断 d)劈裂冷挤压凹模受力状况分析: 在凹模筒内壁,拉应力?t和压应力?r的数值,均为最大值,即 凹模筒壁内的应力分布 凹模内壁的应力最大,且处于二向应力状态。失效形式: 凹模的胀裂和塑性变形 a)模口胀裂 b)模口胀大 采用抗拉强度较低的脆性材料制造凹模,在?tmax的作用 下易发生胀裂; 采用抗压强度较低的韧性材料制造凹模,在?rmax的作用 下易发生塑性变形。2.冷镦锻模 最常见的失效形式是磨损和疲劳断裂。还可能产生模口胀大、棱角堆塌、腔壁胀裂等。(三)冷拉深模 冷拉深模主要用于板材的冷拉伸成形。工作时的冲击较小,型腔表面主要承受板材变形的剧烈磨擦。失效形式:磨粒磨损和粘着磨损。二、热作模具的工作条件及失效形式(一)锤锻模1.锤锻模的工作原理及工作条件工作原理:高温坯料2放在下模3上,锤头与上模1快速下行,打击坯料2,迫使坯料与模具发生相对运动。 锤上模锻 1-上模 2-坯料 3-下模 4-锻件工作条件:(1)模具的受力(2)模具的受热 t = 0.38t1 + 0.62t2(3)模具的冷却:用冷空气、水、油或在型腔表面涂抹润滑油。(4)型腔表面摩擦:坯料在模具型腔中热塑变流动产生。2.锤锻模的基本失效形式(1)模具型腔部分的断裂a)早期脆断:断口宏观形貌特征:从断裂源开始,裂纹呈人字花纹向外扩展。b)机械疲劳断裂:特征:所受冲击力大,周次小,是较大冲击能量的冲击疲劳。断口特征:一般疲劳断口的特征,裂纹扩展区较小。(2)型腔表面的热疲劳热疲劳:温度循环变化→热应力循环变化→疲劳破坏。 放大鏡下的网状热疲劳裂纹 氧化膜破裂侵蚀沟形成示意图(3)型腔表面磨损:(4)模具型腔的塑性变形:常发生于受力大且温升高的部位。 温度升高→?s下降,当?s<?时→塑变。(5)模具燕尾开裂:失效部位:水平面和凸台易发生塑变,侧面易出现磨损,型腔深处及燕尾的凹圆角半径处易萌生裂纹,导致断裂。 锤锻模的失效形式与部位 1-磨损 2-塑变 3-裂纹或开裂 (二)热挤压膜 1.热挤压模的工作条件 2.热挤压模的失效形式 早期脆断,疲劳断裂,热疲劳,型腔堆塌和磨损等。(三)热冲裁模:1.工作条件:模具刃口承受挤压,摩擦,冲击载荷及热负荷等。2.失效形式:热磨损,崩刃和断裂。 (四)压力铸造模 1.工作条件 承受压力、冲刷、侵蚀、高温作用及频繁的急冷、急热作用。2.失效形式压铸锌合金时,压铸模型腔表面T<400°C热负荷小,模具工作寿命较长。压铸铝合金时,失效形式主要是粘模、侵蚀、热疲劳和磨损。压铸铜合金时,失效形式主要是热疲劳龟裂。压铸铁合金时,型腔表面氧化、腐蚀严重,加之更易产生塑变和热裂,模具的寿命极低。三、塑料模具的工作条件及失效形式(一)塑料模的工作条件 工作条件:型腔承受的注射 压力一般为40~140MPa, 闭模压力为80~300MPa或 更高,受热温度为140~ 300°C。还要承受摩擦和腐 蚀的作用。 注塑成形示意图 14-模具 15-喷嘴 16-料筒 17-分流梳18-加料斗 19-注射活塞(二)塑料模具的失效形式1.型腔表面的磨损和腐蚀 经渗碳淬火的纯铁模具压制不同塑料时的磨损曲线 1-含矿物填料的氨基塑料 2-玻璃纤维增强塑料 3-增强酚醛树脂 4-普通胶木粉2.塑性变形 胶木膜局部塑变失效示意图3.断裂:受压力较大,局部应力状态复杂,结构因素引起应力集中。4.疲劳和热疲劳:塑料模的机械负荷和热负荷都是循环变化的。 第三节 模具材料的抗失效性能指标一、材料抵抗过量变形失效的性能指标(一)弹性变形的抗力指标——E和G 主要与材料基体原子本身的性质有关,而对材料组织结构的变化不敏感。 (二)塑性变形的抗力指标 模具塑性变形的失效形式 a)塌陷 b)镦粗 c)弯曲根本原因:在外加载荷作用下模具整体或局部产生的应力值大于模具材料的屈服极限?S。塑性变形抗力指标:1)冷作模具钢用压缩试验测定其压缩屈服点。2)热作模具材料的塑变抗力主要取决于其室温屈服强度。3)也可以用其硬度来评价材料的塑变抗力。二、材料抵抗断裂失效的性能指标(一)快速断裂失效的抗力指标1.断裂的类型和方式(1)断裂类型:韧性断裂和脆性断裂。(2)断裂方式:正断和切断材料断裂的三种情况:1)当?max?Sk,而自始至
关 键 词:
模具失效与防护前言及第一章 ppt、pptx格式 免费阅读 下载 天天文库
 天天文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
关于本文
本文标题:模具失效与防护前言及第一章
链接地址: https://www.wenku365.com/p-44788663.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服点击这里,给天天文库发消息,QQ:1290478887 - 联系我们

本站为“文档C2C交易模式”,即用户上传的文档直接卖给(下载)用户,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有【成交的100%(原创)】。本站是网络服务平台方,若您的权利被侵害,侵权客服QQ:1290478887 欢迎举报。

1290478887@qq.com 2017-2027 https://www.wenku365.com 网站版权所有

粤ICP备19057495号 

收起
展开