材料成形技術(shù)基礎(chǔ)新編課件第七章

1、材料成形技術(shù)基礎(chǔ)材料成形技術(shù)基礎(chǔ)第七章第七章 模具模具第二章第二章 概述概述第七章第七章 概述概述1、模具 模具是材料成形加工的工具，可以通過一定的方式使材料在模具內(nèi)成形以制造所需的制品。2、模具的重要性 模具成形方法在現(xiàn)代制造業(yè)得到了極其廣泛的應(yīng)用。 70 % 以上的汽車、機電設(shè)備、電器零件； 80 % 以上的塑料制品； 70 % 以上的日用五金； 85 % 以上的家電零件； 都是采用模具成形的方法生產(chǎn)。第二章第二章 概述概述模具成形特點3、模具成形的特點 利用模具成形和生產(chǎn)零件的方法是一種少切削、 無切削、多工序組合的生產(chǎn)方法，材料利用率高； 利用模具生產(chǎn)出的零件精度高，形狀復(fù)雜，尺寸一致

2、性好； 利用模具成形零件的技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工技術(shù)，可提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本； 利用模具生產(chǎn)零件的方法已成為制造業(yè)大批量生產(chǎn)的主要技術(shù)手段。第二章第二章 概述概述7.2 7.2 模具的基本結(jié)構(gòu)與組成模具的基本結(jié)構(gòu)與組成7.2.1 材料成形模具的分類 1、沖壓模 包括沖裁模、單工序模、復(fù)合模、級進(jìn)模、汽車覆蓋件沖模、硬質(zhì)合金沖模等。2、塑料成型模具 包括注射模、壓縮模、擠塑模、吹塑模、發(fā)泡模等。3、橡膠制品成型模 4、玻璃制品成型模 5、陶瓷模具 包括壓縮模、注射模等。6、鍛造成形模具 7、壓鑄模 可按壓室溫度分為冷壓室壓鑄機用壓鑄模、熱壓室壓鑄機用壓鑄模。8、鑄造金屬型模具 9、粉末冶金

3、成型模 10、通用模具和經(jīng)濟模具第二章第二章 概述概述7.2.2 7.2.2 材料成形模具的基本結(jié)構(gòu)組成材料成形模具的基本結(jié)構(gòu)組成 從結(jié)構(gòu)上，主要由動模和定模兩大部分組成； 從功能上，由以下幾類零部件組成： 1）成形工作零件 直接加工或形成制品形狀和表面的零部件； 2）導(dǎo)向、定位零件 保證模具的運動方向和各部分的相對位置； 3）支承零件 固定、連接和支承模具的成形零件、功能零件等部件，使模具各部分組合成一體，并與成形設(shè)備連接； 4）送料、頂料機構(gòu) 保證模具連續(xù)、可靠地工作，方便制件的取出； 5）其他零件 各類標(biāo)準(zhǔn)件，螺釘、銷、彈簧等。7.2.2.2模具的驅(qū)動以及模具與設(shè)備的連接模具的驅(qū)動以及模

4、具與設(shè)備的連接1、模具的運動方式： 1）單向平移運動。 如板材成形、擠壓成形、塑料壓制和注射成型、金屬壓鑄成形、陶瓷、橡膠與玻璃制品的模壓成型等。 2）單向、多向直線運動。無沖擊的，如抽芯、送料與推料等。有沖擊的，如沖孔、落料、彎曲、鍛造等。 3）旋轉(zhuǎn)運動。如旋壓成形、輥鍛成形、塑件旋轉(zhuǎn)卸件等。 4）制品材料相對于模具的運動。擠出、吹塑成形。7.2.2.2模具的驅(qū)動以及模具與設(shè)備的連接模具的驅(qū)動以及模具與設(shè)備的連接2、模具驅(qū)動動力：機機電驅(qū)動：電驅(qū)動：由電動機提供動力和旋轉(zhuǎn)運動，以驅(qū)動傳動機構(gòu)，并通過滑塊等和模具運動部分相連，驅(qū)動模具定向運動，并傳遞動力給模具作用于材料進(jìn)行成形加工。如各類曲柄

5、壓力機、摩擦壓力機、輥鍛機等。電電液驅(qū)動：液驅(qū)動：通過電動機驅(qū)動液壓泵或水泵產(chǎn)生液體壓力，驅(qū)動與模具運動部分相連的液壓缸或活塞，使模具動模部分相對于定模作定向平移運動，從而實現(xiàn)對材料施加壓力進(jìn)行成形加工。如各類液壓機、水壓機等。氣壓成形氣壓成形：主要用于吸塑、吹塑成形加工，也常用于玻璃材料成型，即模具處于固定狀態(tài)，經(jīng)氣泵產(chǎn)生負(fù)壓將塑料吸附于模具型面形成制件，或產(chǎn)生一定氣壓，吹入熱熔塑件或熱熔狀態(tài)的玻璃制件毛坯內(nèi)，使其擴展、變形，并貼附于模具型腔表面，形成制件。第二章第二章 概述概述(2) (2) 模具與成形設(shè)備的連接模具與成形設(shè)備的連接 在確定了成形工藝、參數(shù)和成形設(shè)備類型后，模具在確定了成形

6、工藝、參數(shù)和成形設(shè)備類型后，模具與設(shè)備通過模架（或模板）與設(shè)備相連，需要：與設(shè)備通過模架（或模板）與設(shè)備相連，需要：）確定模具與設(shè)備的連接形式和接口尺寸； 模具的連接形式根據(jù)成形工藝過程和成形設(shè)備的不同可采用螺釘、壓板、或是模柄等連接形式。 接口尺寸是指模具外形結(jié)構(gòu)形狀及尺寸與設(shè)備滑塊和工作臺面尺寸、設(shè)備工作行程、滑塊最大移動距離（設(shè)備開口高度或?qū)挾龋?、送料所需空間和取件所需空間等相應(yīng)尺寸的匹配和適應(yīng)性。模具結(jié)構(gòu)尺寸中，與設(shè)備相連的主要尺寸是模具閉合高度或模具厚度，在設(shè)計時還要考慮它們與設(shè)備滑塊工作行程之間的關(guān)系。）校核所選設(shè)備的工作壓力、工作速度、工作行程等參數(shù)。第二章第二章 概述概述7.2

7、.2.3 7.2.2.3 模具的通用技術(shù)要求模具的通用技術(shù)要求1 1）組成模具的各零件的材料、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和熱處）組成模具的各零件的材料、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和熱處 理等均應(yīng)符合成形過程的技術(shù)要求。理等均應(yīng)符合成形過程的技術(shù)要求。2 2）模座（模板）安裝平面的平行度、導(dǎo)柱軸心線和導(dǎo)套軸心線對各自模）模座（模板）安裝平面的平行度、導(dǎo)柱軸心線和導(dǎo)套軸心線對各自模 座（模板）安裝平面的垂直度應(yīng)達(dá)到規(guī)定的精度等級要求。座（模板）安裝平面的垂直度應(yīng)達(dá)到規(guī)定的精度等級要求。3 3）所有導(dǎo)向機構(gòu)應(yīng)運動平穩(wěn)、無阻滯現(xiàn)象。）所有導(dǎo)向機構(gòu)應(yīng)運動平穩(wěn)、無阻滯現(xiàn)象。4 4）所有模具工作零件

8、的凸模和凹模）所有模具工作零件的凸模和凹模( (動模和定模動模和定模) )應(yīng)保持精確的相對位置應(yīng)保持精確的相對位置 ( (間隙均勻間隙均勻) )。5 5）模具的分型面應(yīng)合理設(shè)置，能確保零件順利成形、取件和送料。）模具的分型面應(yīng)合理設(shè)置，能確保零件順利成形、取件和送料。6 6）裝配好的模具閉合高度或厚度應(yīng)與相應(yīng)的成形設(shè)備相適應(yīng)。）裝配好的模具閉合高度或厚度應(yīng)與相應(yīng)的成形設(shè)備相適應(yīng)。7 7）模具應(yīng)在生產(chǎn)條件下進(jìn)行試驗，確保批量生產(chǎn)出符合品質(zhì)要求的制件）模具應(yīng)在生產(chǎn)條件下進(jìn)行試驗，確保批量生產(chǎn)出符合品質(zhì)要求的制件第二章第二章 概述概述7.3 7.3 模具材料與模具壽命模具材料與模具壽命7.3.1模具

9、材料1、模具材料的分類 目前，可用于制作模具的材料種類繁多。若按模具類別可分為：冷作模具材料、熱作模具材料、塑料模具材料、其它模具材料。按材料的類別可分為：鋼鐵材料、非鐵金屬材料和非金屬材料。2、模具材料的一般性能要求 作為材料成形加工的工具，模具的服役條件惡劣，精度要求高，并且要求具有一定的使用壽命。第二章第二章 概述概述 模具材料的使用性能要求 1）硬度和耐磨性。 一定的硬度和耐磨性，才能使模具在工作中保證形狀和尺寸的穩(wěn)定； 2）強度、韌性和塑性。 模具的強度、韌性高可承受高載荷；良好的塑性，能提高模具的抗脆斷能力； 3）抗熱性。 模具會在高溫下工作，要求具有一定的熱強性、熱硬性、熱穩(wěn)定性

10、等。模具材料性能要求模具材料性能要求第二章第二章 概述概述 模具材料的加工性能要求 1）熱加工性能。 鑄造性能、鍛造性能、焊接性能； 2）冷加工性能。 切削性能、拋光性能、研磨性能； 3）熱處理性能。 淬透性、淬硬性好，熱處理變形小；模具材料性能要求模具材料性能要求第二章第二章 概述概述3、模具材料選用的一般原則。 足夠的強度、硬度、韌性、塑性。 根據(jù)模具的工作條件和壽命要求選用； 良好的加工性能。 根據(jù)相應(yīng)的制造工藝過程選擇； 經(jīng)濟合理性。 在滿足性能和使用條件下，盡量選用價格低的材料。 供應(yīng)正常。 應(yīng)考慮市場資源和供應(yīng)情況，立足國內(nèi)，少進(jìn)口。模具材料的選用模具材料的選用第二章第二章 概述概

11、述4 4、模具材料選用考慮的因素、模具材料選用考慮的因素 1）模具的工作條件 包括承載大小和性質(zhì)、工作溫度、腐蝕情況等， 2）模具的失效形式 分析弄清模具失效屬于塑性變形失效、磨損失效還是斷裂失效等。 3）模具所加工產(chǎn)品的特征 分清產(chǎn)品材質(zhì)、形狀復(fù)雜程度、生產(chǎn)批量大小、品質(zhì)高低等。 4）模具自身結(jié)構(gòu) 模具的大小、形狀、模具的不同組件和不同部位等。 5）模具的制造過程 熱加工、冷加工、特種加工、熱處理、表面處理等。 6）模具的設(shè)計因素 大型模具常采用組合或鑲嵌結(jié)構(gòu)，工作部位和支承部位材料可不相同，如大型汽車覆蓋件沖壓模具。也可采用低級材料進(jìn)行強化處理。第二章第二章 概述概述1）冷作模具鋼 這類模

12、具性能上一般要求高的硬度和耐磨性、足夠的強度和適當(dāng)?shù)捻g性。因此，冷作模具鋼通常以高碳鋼為主，有時要增加韌性抗擊沖擊載荷。（落料沖孔模、修邊模、沖頭、剪刀）、冷鐓模和冷擠壓模、壓彎模及拉絲模等 ) 碳素工具鋼： 含碳量0.7%1.4%，主要有T7、T7A、T8、T8A、T10、T10A、T12、T12A等，一般適用于制造工作溫度在250以下、尺寸較小、形狀簡單、負(fù)荷較小的冷作模具。低合金工具鋼： 這類鋼含有一定的合金元素，合金元素總量在1%3%。適用于各種沖剪工具、精壓模、冷鐓模、中小批量形狀較為復(fù)雜的模具。常用的模具材料有9Cr2、9SiCr、65Mn、60Si2Mn、4CrW2Si、CrWM

13、n、9Mn2V等。5常用的模具材料第二章第二章 概述概述高合金工具鋼： 這類鋼由于合金元素的大量增加（總量在10%以上），廣泛用于承載大、沖次多、工件形狀復(fù)雜的模具，常用的材料有Cr12、Cr12MoV、Cr5Mo1V等。高速鋼： 具有很高的淬透性(空冷即可淬硬)，很高的抗壓強度、回火穩(wěn)定性和耐磨性，即使在600高溫下仍可保持高硬度、高韌性和耐磨性。適用于制造重載長壽命的冷擠壓模、拉深模等。常用的高速鋼有鎢系高速鋼W18Cr4V和鉬系高速鋼6Mo5Cr4V2。5常用的模具材料第二章第二章 概述概述2）熱作模具鋼。 熱作模具鋼的共同特點是：大多數(shù)為合金工具鋼，少數(shù)為高溫合金和硬質(zhì)合金；鋼的碳質(zhì)量

14、分?jǐn)?shù)皆偏低，多為中碳成分，以滿足高韌性、導(dǎo)熱性的要求；為了提高淬透性、抗熱性和耐磨性以及抗氧化性，材料中的合金元素主要為Cr、W、Mo、Ni、V、Mn、Si等。 (錘鍛模、熱擠壓模和壓鑄模 ) 低耐熱高韌性鋼： 屬于高韌性鋼，具有較高的沖擊韌性和高的疲勞強度，淬透性較高，有一定的回火穩(wěn)定性和高溫強度，具有良好的導(dǎo)熱性和抗氧化性，能在500600的條件下工作，加工性能好。但相對于其它熱作模具鋼，耐熱性能低。典型材料有錘鍛模用的5CrNiMo、5CrMnMo以及4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoV等。5常用的模具材料第二章第二章 概述概述中耐熱性鋼： 具有中等耐熱性，工作溫度為600650，最

15、高可達(dá)660。鋼的淬透性好，小于100mm內(nèi)的工件能空冷淬透，熱處理變形小。與5CrNiMo相比韌性大致相等而硬度、熱硬性和耐磨性高。這類材料綜合性能好，在最佳熱處理狀態(tài)下可做到高強度、高硬度、高韌性和高塑性的匹配。此類模具材料有：4Cr5MoSiV、4Cr5W2SiV、4Cr5MoSiV1、4Cr4MoWSiV等。5常用的模具材料第二章第二章 概述概述 高耐熱性鋼： 具有較高的高溫強度和高溫硬度，可在具有較高的高溫強度和高溫硬度，可在600600700700高溫下工作。淬高溫下工作。淬透性好，小于透性好，小于150mm150mm內(nèi)的工件空冷可淬透，并具有二次硬化，回火內(nèi)的工件空冷可淬透，并具

16、有二次硬化，回火抗力高，高耐磨、高抗疲勞。此類模具材料有抗力高，高耐磨、高抗疲勞。此類模具材料有3Cr2W8V3Cr2W8V、4Cr3Mo3W2V4Cr3Mo3W2V、5Cr4Mo2W2VSi5Cr4Mo2W2VSi和和5Cr4W5Mo2V5Cr4W5Mo2V等。等。 特殊用途熱作模具鋼： 主要包括超高強度鋼、高速工具鋼、馬氏體時效鋼、耐熱不銹鋼、主要包括超高強度鋼、高速工具鋼、馬氏體時效鋼、耐熱不銹鋼、耐熱合金等，用它們制造模具可滿足熱加工新工藝對材料性能的要求，耐熱合金等，用它們制造模具可滿足熱加工新工藝對材料性能的要求，并可大大提高模具壽命。并可大大提高模具壽命。5常用的模具材料第二章第

17、二章 概述概述5常用的模具材料3）塑料膜具用鋼 塑料模具材料對強韌性要求并不高，一般要求具有塑料模具材料對強韌性要求并不高，一般要求具有一定的力學(xué)強度、一定的抗熱性、較高的耐蝕性、較高一定的力學(xué)強度、一定的抗熱性、較高的耐蝕性、較高的硬度，良好的機械加工性能和熱加工性能。的硬度，良好的機械加工性能和熱加工性能。滲碳鋼：滲碳鋼： 常用碳素鋼常用碳素鋼1010、2020號鋼和號鋼和20Cr20Cr、12CrNi312CrNi3、12Cr2Ni412Cr2Ni4、20Cr2Ni420Cr2Ni4等合金滲碳鋼制造表面要求高硬度、耐磨性好的等合金滲碳鋼制造表面要求高硬度、耐磨性好的塑料模具及配件。塑料模

18、具及配件。 調(diào)質(zhì)鋼：調(diào)質(zhì)鋼： 4545、5050、5555鋼價廉、加工性能好、淬透性差。合金調(diào)質(zhì)鋼價廉、加工性能好、淬透性差。合金調(diào)質(zhì)鋼鋼40Cr40Cr、4Cr3MoSiV4Cr3MoSiV、4Cr5MnSiV4Cr5MnSiV、4Cr5MoSiV14Cr5MoSiV1等淬透性好，等淬透性好，熱處理方便，強韌性好、耐磨，加工性能好。多用于熱處理方便，強韌性好、耐磨，加工性能好。多用于軟質(zhì)軟質(zhì)塑料成型模，塑料成型模，如注射、擠壓等塑料模。如注射、擠壓等塑料模。 冷作模具鋼：冷作模具鋼： 包括碳素工具鋼、高碳第合金鋼、高耐磨鋼等。包括碳素工具鋼、高碳第合金鋼、高耐磨鋼等。 馬氏體鋼：馬氏體鋼：

19、具有很高的強度，良好的韌性；熱脹系數(shù)小，抗疲勞性具有很高的強度，良好的韌性；熱脹系數(shù)小，抗疲勞性能高，切削加工性能好，可進(jìn)行時效處理提高硬度，熱處能高，切削加工性能好，可進(jìn)行時效處理提高硬度，熱處理變形小，表面還可滲氮處理等，常用于要求理變形小，表面還可滲氮處理等，常用于要求高精度、耐高精度、耐磨、型腔復(fù)雜的塑料模具材料磨、型腔復(fù)雜的塑料模具材料。 耐蝕鋼：耐蝕鋼： 具有一定的硬度、強度和耐磨性，同時具有良好的抗蝕性具有一定的硬度、強度和耐磨性，同時具有良好的抗蝕性能，用于具有腐蝕介質(zhì)析出的塑料加工模具。如能，用于具有腐蝕介質(zhì)析出的塑料加工模具。如4Cr134Cr13、9Cr89Cr8、Cr1

20、8MoVCr18MoV等等第二章第二章 概述概述4）鑄鐵）鑄鐵 鑄鐵作為制造模具的主要材料之一，常常制作各類沖壓模、塑料模結(jié)構(gòu)中的模板、模座、模柄、底板定位板、支架等模具輔助零件，并且鑄鐵也是玻璃成型模具的主要材料。通常采用的鑄鐵牌號為HT200和HT250，其它還有球墨鑄鐵、耐熱鑄鐵、低合金鑄鐵等。第二章第二章 概述概述5 5）硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金）硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金：硬質(zhì)合金： 硬度遠(yuǎn)高于各種模具鋼，有很高的耐磨性，耐高溫，熱穩(wěn)定性強；硬度遠(yuǎn)高于各種模具鋼，有很高的耐磨性，耐高溫，熱穩(wěn)定性強；強度高，剛性大，熱脹率小、導(dǎo)熱率低；耐蝕耐氧化；不需要進(jìn)行熱處強度高，剛性大，熱脹

21、率小、導(dǎo)熱率低；耐蝕耐氧化；不需要進(jìn)行熱處理等。常用于制造高速沖模、多工位級進(jìn)模、冷擠壓模、熱擠壓模、冷理等。常用于制造高速沖模、多工位級進(jìn)模、冷擠壓模、熱擠壓模、冷鐓模等。但其缺點是韌性差，加工困難，模具成本高。鐓模等。但其缺點是韌性差，加工困難，模具成本高。 鋼結(jié)硬質(zhì)合金：鋼結(jié)硬質(zhì)合金： 該鋼可進(jìn)行鍛造、機械加工、熱處理等，熱處理變形小，淬火后具有該鋼可進(jìn)行鍛造、機械加工、熱處理等，熱處理變形小，淬火后具有硬質(zhì)合金的硬度及良好的耐磨性和剛性，在工業(yè)上越來越廣泛應(yīng)用。目前硬質(zhì)合金的硬度及良好的耐磨性和剛性，在工業(yè)上越來越廣泛應(yīng)用。目前已成功用于制造冷鐓模、冷擠壓模、拉深模、拉絲模、熱鐓模、熱

22、及模、已成功用于制造冷鐓模、冷擠壓模、拉深模、拉絲模、熱鐓模、熱及模、粉末冶金模和陶瓷模。粉末冶金模和陶瓷模。第二章第二章 概述概述7.3.2 7.3.2 模具壽命模具壽命 模具壽命是指模具在保證產(chǎn)品零件品質(zhì)的前提下，所能加工的制件的總數(shù)量，它包括工作面的多次修磨和易損件更換后的壽命。即在不發(fā)生事故的情況下，模具的自然壽命。 模具壽命工作面的一次壽命修磨次數(shù)易損件的更換次數(shù)。 一般在模具設(shè)計階段就應(yīng)明確該模具所適用的生產(chǎn)批量、類型或者模具生產(chǎn)制件的總次數(shù)，即模具的設(shè)計壽命。 模具壽命與模具類型和結(jié)構(gòu)有關(guān)，它是一定時期內(nèi)對模具材料技術(shù)、模具設(shè)計與制造技術(shù)、模具熱處理技術(shù)以及模具使用維護(hù)水平的綜合

23、反映。7.3.2.17.3.2.1模具的失效形式模具的失效形式模具失效的類型可分為模具失效的類型可分為早期失效和正常失效早期失效和正常失效 模具的基本失效形式有磨損、斷裂及開裂、疲勞及冷熱疲勞、變形、腐蝕。 折斷 熱裂 劈裂 鐓粗變形第二章第二章 概述概述1 1）磨損失效）磨損失效 由于磨損使模具的尺寸發(fā)生變化或改變了模具的表面狀態(tài)使之不能繼續(xù)服役時，稱為模具的磨損失效。磨損失效按磨損的機理又可分為以下幾種。 （1）磨粒磨損 （2）粘著磨損 （3）疲勞磨損 （4）氣蝕磨損和沖蝕磨損 （5）腐蝕磨損 粘著磨損又稱咬合磨損，它是指滑動摩擦?xí)r摩擦副接觸面局部發(fā)生金屬粘著，在隨后相對滑動中粘著處被破壞

24、，有金屬屑粒從零件表面被拉拽下來或零件表面被擦傷的一種磨損形式。 由外界硬質(zhì)顆粒或硬表面的微峰在摩擦副對偶表面相對運動過程中引起表面擦傷與表面材料脫落的現(xiàn)象，稱為磨粒磨損。其特征是在摩擦副對偶表面沿滑動方向形成劃痕。摩擦副兩對偶表面作滾動或滾滑復(fù)合運動時，由于交變接觸應(yīng)力的作用，使表面材料疲勞斷裂而形成點蝕或剝落的現(xiàn)象，稱為表面疲勞磨損（或接觸疲勞磨損）。 固體相對于液體運動時，由于液體中氣泡在固體表面附近破裂時，產(chǎn)生局部沖擊高壓或局部高溫而引起的機械磨損。 沖蝕磨損（crosion wear）是指材料受到小而松散的流動粒子沖擊時表面出現(xiàn)破壞的一類磨損現(xiàn)象。其定義可以描述為固體表面同含有固體粒

25、子的流體接觸做相對運動其表面材料所發(fā)生的損耗。攜帶固體粒子的流體可以是高速氣流，也可以是液流，前者產(chǎn)生噴砂型沖蝕，后者則稱為泥漿型沖蝕。 腐蝕磨損是指摩擦副對偶表面在相對滑動過程中，表面材料與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，并伴隨機械作用而引起的材料損失現(xiàn)象，稱為腐蝕磨損。腐蝕磨損通常是一種輕微磨損，但在一定條件下也可能轉(zhuǎn)變?yōu)閲?yán)重磨損。 第二章第二章 概述概述2 2）斷裂失效）斷裂失效 模具出現(xiàn)大裂紋或分離為兩部分或數(shù)個部分，喪失服役能力時，稱為斷裂失效。若按斷裂性質(zhì)可分為塑性斷裂、脆性斷裂；若按斷裂路徑可分為穿晶斷裂、沿晶斷裂和混晶斷裂；若按斷裂機理可分為一次性斷裂和疲勞斷裂。 脆性斷裂是指斷

26、裂時不發(fā)生或發(fā)生較小的宏觀塑性變 形的斷裂。 一次性斷裂是指在承受很大變形力或沖擊載荷的作用下，裂紋產(chǎn)生并迅速擴展造成的斷裂，斷口為結(jié)晶狀。 疲勞斷裂是指在較低的應(yīng)力下，經(jīng)多次使用，裂紋緩慢擴展后發(fā)生的斷裂，斷口為纖維狀。3）塑性變形失效模具在使用過程中，發(fā)生塑性變形，改變了零件的幾何形模具在使用過程中，發(fā)生塑性變形，改變了零件的幾何形狀或尺寸，而不能修復(fù)再服役時狀或尺寸，而不能修復(fù)再服役時稱為稱為塑性變形失效。塑性變形失效。 a a）塌陷）塌陷 b b）鐓粗）鐓粗c c）彎曲）彎曲第二章第二章 概述概述7.3.2.2 7.3.2.2 影響模具壽命的因素影響模具壽命的因素1 1）模具結(jié)構(gòu)的影響

27、）模具結(jié)構(gòu)的影響 a）整體式凹模易產(chǎn)生沿軸線方向的裂紋 b）凹模早期斷裂 c）組合式凹模 好模具圓角模具圓角模具圓角半徑 圓角半徑對模具壽命的影響（a）、（）、（b）尖端結(jié)）尖端結(jié)構(gòu)凸模構(gòu)凸模（c）平端結(jié)構(gòu)凸模）平端結(jié)構(gòu)凸模平端型結(jié)構(gòu)易于早期平端型結(jié)構(gòu)易于早期失效失效幾何形狀幾何形狀第二章第二章 概述概述導(dǎo)向裝置導(dǎo)向裝置 模具采用導(dǎo)向裝置能保證模具零件在工作中的相對位置精度，增加模具抗彎曲、抗偏載的能力，避免模具不均勻地磨損?？煽康膶?dǎo)向結(jié)構(gòu)，對于避免凸模與凹模間互相啃傷極為有效，對于小間隙或無間隙的大中型型腔模、沖裁模、精沖模更為重要。因此，模具的導(dǎo)向也是影響模具壽命的重要因素，在其它條件相同

28、的情況下，模具的導(dǎo)向精度越高，則模具的壽命就越長。2 2）模具材料的影響）模具材料的影響 模具材料必須滿足模具對塑性變形抗力、斷裂抗力、疲勞抗力、硬度、耐磨性、冷熱疲勞抗力等性能的要求，如不能滿足模具則會發(fā)生早期失效。3）模具加工制造的影響 模具加工制造工藝過程，特別是鍛造工藝過程對模具的失效影響極大。 模具的切削加工必須嚴(yán)格符合設(shè)計要求，應(yīng)保證尺寸過渡處的圓角半徑，圓弧與直線相接處應(yīng)光滑。 模具熱處理的目的是獲得所需要的內(nèi)部組織和性能。 第二章第二章 概述概述4 4）模具工作條件的影響）模具工作條件的影響 模具使用壽命與模具的工作條件也密切相關(guān)。 首先與成形材料及其溫度有關(guān)。 其次，模具壽命

29、與成形設(shè)備有關(guān)模具壽命與成形設(shè)備有關(guān)。 再次，模具工作時的冷卻和潤滑對其壽命也有模具工作時的冷卻和潤滑對其壽命也有影響影響。7.4 7.4 模具的制造模具的制造7.4.1 7.4.1 模具的制造過程模具的制造過程 設(shè)計設(shè)計 材料選擇材料選擇 加工加工 裝配裝配1. 1. 模具制造的基本要求模具制造的基本要求1 1）制造精度高。）制造精度高。要比制品的精度高要比制品的精度高2-42-4級。級。2 2）使用壽命要長。）使用壽命要長。使用壽命長，才能適應(yīng)大批量生產(chǎn)。使用壽命長，才能適應(yīng)大批量生產(chǎn)。3 3）制造周期要短。）制造周期要短。縮短模具的制造周期，可加快新產(chǎn)品的縮短模具的制造周期，可加快新產(chǎn)品

30、的開發(fā)。開發(fā)。4 4）模具成本低）模具成本低 。模具價格高，制造時要從設(shè)計、加工、模具價格高，制造時要從設(shè)計、加工、材料的選用上降低成本。材料的選用上降低成本。 第二章第二章 概述概述7.4.1.2 7.4.1.2 模具制造的特點模具制造的特點 1）形狀復(fù)雜 。加工有一定難度。 2）制造品質(zhì)要求高。加工精度高，表面質(zhì)量高。 3）材料硬度高。需要特殊加工方法。 4）單件生產(chǎn) 。（1-2副）效率低。 5）模具生產(chǎn)周期短。市場竟?fàn)帯?6）模具生產(chǎn)的成套性。一件產(chǎn)品需要多個模具才能完成 7）試模與修模。試生產(chǎn)需要時間。 8）模具加工向機械化、精密化和自動化發(fā)展。生產(chǎn)率。 產(chǎn)品零件對模具精度的要求越來越

31、高，高精度、高壽命、高效率的模具也越來越多。目前，精密成型磨床、CNC高精度平面磨床、精密數(shù)控電火花線切割機床、高精度連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床以及三坐標(biāo)測量儀的使用越來越普遍，使模具加工向高技術(shù)密集型發(fā)展。第二章第二章 概述概述7.4.1.3 7.4.1.3 模具制造的生產(chǎn)過程模具制造的生產(chǎn)過程 1）確定模具方案 2）模具設(shè)計 3）生產(chǎn)準(zhǔn)備 4）模具成形零件加工 5）裝配與調(diào)試 6）試模與驗收第二章第二章 概述概述7.4.2 7.4.2 模具零件的加工模具零件的加工7.4.2.1. 模具零件的常規(guī)機械加工 機械加工是模具加工的基本手段，主要包括車、銑、磨、刨、插等，其中車、銑、磨是模具零件機械加工中最

32、常用的方法。 圖6 復(fù)雜幾何型線的分解磨削 圖7 模具刃口形狀 第二章第二章 概述概述成形砂輪磨削法 夾具磨削法 1-砂輪 2-工件 3-夾具回轉(zhuǎn)中心 第二章第二章 概述概述圖9 各種圓弧砂輪形狀 7.4.2.2 7.4.2.2 模具零件的電火花加工模具零件的電火花加工 電火花加工是指在一定介質(zhì)中，通過工具電極和工件電極之間脈沖放電時的電腐蝕作用而去除材料的一種工藝方法?？梢约庸じ鞣N高熔點、高硬度、高強度、高純度、高韌性的材料。 圖10電火花成形加工原理圖1-脈沖電源 2-電極 3-工件 4-工作液脈沖電源：脈沖電源： 脈沖寬度小于脈沖寬度小于10-3s10-3s介質(zhì)：介質(zhì)：礦物油礦物油間隙：

33、間隙：0.01-0.1mm0.01-0.1mm第二章第二章 概述概述電火花成形加工的特點電火花成形加工的特點（1）由于脈沖放電的能量密度很高，可加工用切削方法難以加工或無法加工的高熔點、高硬度、高強度、高韌性、脆性大的材料以及形狀復(fù)雜的零件，從而擴大了模具材料的選用范圍。（2）加工時，工件與電極不接觸，二者之間不存在明顯的作用力，不受剛度和強度影響，電極材料也不需要比工件材料硬度高。這不僅有助于電極的制造，而且也有利于加工包括小孔、窄槽在內(nèi)的各種型孔、立體曲面及復(fù)雜形狀，能一次加工完成；尺寸小至幾微米，大至幾米。第二章第二章 概述概述（3）電火花加工時，脈沖放電時間短，熱量傳散 范圍小，工件上的熱影響區(qū)也小。 （4）脈沖參數(shù)可調(diào)，在同一臺機床上可連續(xù)進(jìn)行粗、中、精及精微加工，精加工時精度可達(dá)小于0.01mm、表面粗糙度Ra0.631.25m，精微加