模具失效
1、什么是模具失效？
答：模具零件在服役中产生了过量变形、断裂破坏、表面损伤等现象后，将丧失原有功能，达不到预期要求，或变的不安全不可靠，以致不能正常的服役，这种现象称为模具失效。
2、什么是模具损伤？
答：模具在制造和使用中产生了某些缺陷，如表面轻度磨损、微裂纹等，但还没有丧失规定的功能而仍可继续服役，那么，这些缺陷就称为模具的损伤。
4、什么是模具的早期失效？其主要是因为什么引发的？特点为何？
答：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。早期失效发生在模具的使用初期，主要是由于模具设计和制造上的缺陷一经使用就显露出来，进而诱发失效。这一阶段的失效几率甚高，但随着使用时间的延长而迅速减低。
5、什么是模具的随机失效？该种失效有何特点并如何防止？
答：模具经过使用初期的考验而未发生失效，就进入了随机失效阶段。由于环境的偶然变化，操作者的人为差错，或者因管理不善而造成的某些损伤，仍可能导致失效。特点：这种失效几率很低，且随着使用时间的延长其增长也很缓慢，呈随机分布。防止措施：对模具的正确使用和精心维护。
6、什么是耗损失效？如何拖延耗损失效期的到来？
答：模具经过了长期使用，由于损伤的大量积累，致使发生的几率急剧增加，从而进入耗损失效阶段，即到了模具寿命的终止期。在模具使用过程中，经常性的维护、保养，可延迟耗损失效期的到来。
7、按经济法观点对失效分类，可将失效分为哪四种情况？
答：正常耗损失效、产品缺陷失效、误用失效、受累性失效
8、按失效形式及失效机理分类，失效大致可分为哪几类？
答：过量变形、断裂、表面损伤
9、模具失效原因的分析和防护措施的提出，可以从哪几方面入手？
答：合理选材、合理结构设计、合理加工与装配、合理使用与保养、严格质量控制、表面强化。
10、以断裂失效形式为例，简要说明失效分析的方法和步骤有哪些？
答：现场调查和模具断裂件的处理、模具制造工艺和服役历史的调查及质量检验、模具工件条件和断裂状况分析、断口分析、断裂原因的判定、提出防护措施
12、什么是一次刃磨寿命？
答：两次刃磨之间模具服役的时间或冲裁次数，称为一次刃磨寿命。
13、模具在服役过程中磨损可分为哪三个阶段？各阶段有何特点？
答：初期磨损、稳定磨损、急剧磨损。特点：磨损速度较大、磨损速度变缓、模具失效
14、影响模具磨损的主要因素有哪些？
答：模具材料和被加工材料的成分、组织及性能，模具和坯料的表面状态及粗糙度，模具的工作条件如冲裁力、冲裁速度、工作温度及润滑条件等。
15、冷挤压模的失效形式主要有哪些？
答：模具冲头承受很大的三向压应力及拉应力、偏载或横向弯曲载荷，因此，冲头的失效形式可能有塑性变形、折断、疲劳断裂、纵向断裂等。冷挤压凹模的内壁承受均压，易发生胀裂或塑性变形。冷挤压凸模、凹模，都要经受坯料塑变流动的剧烈摩擦，从而产生磨粒磨损和粘着磨损。
16、冷镦模失效的主要形式有哪些？
答：磨损失效和疲劳断裂失效
17、影响冷镦模和冷挤压模寿命的主要因素有哪些？
答：由于冷挤压模和冷镦模受力较大，因而模具的结构、加工质量、润滑条件、维护保养以及冷挤压工艺设计等因素对模具的失效和寿命影响很大。
18、冷拉深模的失效形式是什么？影响冷拉深模寿命的因素有哪些？
答：磨粒磨损和粘着磨损。因素：被拉深板材的强度、厚度、表面状况、材料的成分和组织，均影响模具载荷的轻重和粘着（咬
合）倾向的大小；在冷拉深作业中，润滑条件必不可少，润滑不良或润滑剂的种类不合适则不能有效地防止粘模；模具本身的硬度、耐磨性，型腔的结构、圆角半径和表面粗糙度对其咬合和使用寿命影响很大。
19、锤锻模失效形式主要有哪些？
答：有型腔部分的模壁断裂，型腔表面热疲劳、塑性变形、磨损、燕尾开裂。
20、压力机模失效形式主要有哪些？
答：脆性断裂失效、冷热疲劳失效、塑性变形失效、磨损失效以及模具型腔表面氧化腐蚀失效。
21、热挤压模失效形式主要有哪些？
答：早起脆断、疲劳断裂、热疲劳、型腔堆塌、塑性变形、磨损。
22、热冲裁模失效形式主要有哪些？
答：热磨损、崩刃和断裂。
23、塑料模失效形式主要有哪些？
答：磨损、腐蚀、塑性变形、断裂、疲劳、热疲劳。
24、塑料模具型腔表面的磨损和腐蚀是有哪些因素造成的？
答：模具型腔与塑料接触，经受其压力、温度、摩擦和腐蚀等作用，型腔表面承受摩擦和腐蚀的剧烈程度更是取决于塑料的种类及其填充物的性质。
25、影响模具脆性断裂的因素有哪些？
答：材料的性质和健全度、应力状态、工作温度、加载速度、环境介质。
26、模具疲劳断裂的特点有哪些？
答：失效抗力低、疲劳断裂不论是对韧性材料还是脆性材料，均表现为突然脆性断裂，断口无明显的宏观塑性变形、对材料表面及内部的缺陷高度敏感、塑性变形的高度局部性和不均匀性、试验数据分散、疲劳断口有明显特征。
27、影响模具疲劳强度的因素有哪些？
答：应力集中的影响、表面状态的影响、尺寸因素的影响、材料本身的影响。
28、模具中的腐蚀磨损主要包括哪些？
答：氧化磨损、微动磨损、气蚀磨损。
1、影响模具寿命的几何形状因素主要包括哪些？
答：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。
2、试举例说明模具的圆角半径是如何影响模具寿命的？
答：模具半径越大应力分布越均匀，越不容易产生应力集中，拐角为尖角结构时应力最严重。
3、为什么模具结构多采用组合式？
答：组合式模具是把模具在应力集中处分割为两部分或多部分，再组合起来使用的模具，可避免应力集中和裂纹的产生。
4、模具的工作间隙是怎样影响模具寿命的？
答：凸、凹模工作间隙大小决定了模具的生产质量和使用寿命。
5、为保证凸模刚度，在结构设计时因注意哪些因素？
答：1、合理设计凸模的截面形状和尺寸，尽量减小其长径比，使之具有足够的强度、刚度和抗压稳定性。2、适当加大凸模柄部的承载面积和固有长度。3、加大凸模垫板厚度或采用多层淬硬垫板。4、对细长凸模可设置导向板等辅助支承。
6、提高塑料模具刚度的措施有哪些？
答：采用可靠地导向装置时保证模具刚度的重要措施。
7、热作模具结构设计时因注意哪些要点？
答：避免突出尖角、采用内冷结构、减轻热机械载荷。
8、成形温度对影响模具寿命有何影响？
答：坯料温度越高，模具材料强度下降越厉害，温度应力及热冲击越大，模具寿命越低。
9、设备的精度和刚度对模具寿命有何影响？
答：设备的导向精度越高、刚性越大，模具使用寿命越长。
10、对模具进行润滑的作用有哪些？
答：减少摩擦面之间的摩擦阻力和金属表面之间的磨损，还起到冲洗摩擦面间固体杂质和冷却摩擦表面的作用。
11、模具在使用时因注意哪些问题？
答：开机前应主要的问题、开机时应主要的问题、工作完成后应注意的问题。
12、模具的现场维护包括哪些内容？
答：预热、间歇工作时的保温、停机时的缓冷。
13、模具的非现场维护包括哪些内容？
答：去应力退火、超前修模、模具的管理。
14、模具材料选择原则是什么？
答：模具材料的成分、组织、质量及性能对模具的承载能力、使用寿命及加工精度、制造成本等均有较大的影响。
15、减轻磨粒磨损的注意措施是什么？
答:1>对于低应力磨粒磨损，应选择含碳量高的材料，并经热处理获得回火马氏体组织的材料，提高材料表面硬度。2）对于重载荷或大冲击载荷下的磨粒磨损，则基体材料组织最好是高硬度、良好韧性的贝氏体，也可以选择良好韧性的材料，再通过热处理提高表面硬度。3）采用合金钢时，通过热处理工艺控制和改变碳化物数量、分布和形态可提高抗磨粒磨损的能力。4）对模具表面、润滑油经常进行防尘保养，可减少磨粒磨损。5）确定材料硬度时，有以Hm=1.3Ha为依据（Hm为模具材料硬度，Ha 为磨粒硬度）。
16、减轻粘着磨损的主要措施是什么？
答：1）尽量选择互溶性少、粘着倾向小的材料配对；选择强度高、不易塑性变形的材料。2）提高氧化膜的稳定性，提高氧化膜与基体的结合力；减小表面粗糙度，改善润滑条件。3）采用表面渗硫、渗磷、渗碳等处理工艺，在材料表面形成化合物或非金属层，降低接触层原子间结合力，减小摩擦因数，避免直接接触，以降低磨损量。
17、防止金属腐蚀的措施有哪些？
答：1）根据使用的具体情况和要求来选择合适的耐腐蚀材料2）设计上应尽可能降低热应力，避免流体停滞和聚集、局部过热等3）添加缓蚀剂和除去介质中的有害成分4）采用表面覆盖层把金属和有害介质隔开5）采用电化学保护的方法对金属通以电流进行极化。
18、提高耐热疲劳抗力的措施有哪些？
答：1）模具不可避免地存在圆角、孔等应力集中因素，在不影响使用性能的前提下，应尽量选择最佳结构，使截面圆滑过渡，避免或降低应力集中。2）选择优良的抗热疲劳的材料，是决定零件具有优良抗疲劳应力的重要因素。3）采用表面强化工艺4）对于低周疲劳和热疲劳失效，可通过改善材料塑性来改善失效抗力。
19、模具的工作条件可近似分为哪四种工况？
答：室温载荷较小的工况、室温载荷较大的工况、高温载荷较小的工况、高温载荷较大的工况
20、模具热处理的一般缺陷包括哪些？
答：过热和过烧、氧化和脱碳、热处理裂纹、硬度不足或软点、黑白断口、脆性、表面腐蚀、热处理变形。
模具的失效分析
模具的失效分析№1 一, 目的 1, 模具设计人员必须熟知如何保证模具设计正确,合理,提高模具寿命,降低成本. 2, 生产中模具失效时,能分析原因,提出改进措施,也是工艺员应掌握的技能. 二, 模具的工作条件 1, 工装模具组成 凹模- 冷镦, 正挤, 反挤, 冲孔, 锥形凸模, 切边凹模, 切边凸模, 孔类` 螺母用凹模等. 套- 推出销套, 衬套 垫- 带孔垫块 轴类冲头–正挤, 反挤, 六方冲头, (螺母冲头), 推出销, 凸模销, 光凸模(无孔) 销, 轴, 杆. 板,块类型- 垫块,切断刀,送料滚,刀体,钳片,夹子,弹簧板,弹簧片 螺旋弹簧–拉,压 弹簧碟簧 板簧 2, 易损件(服役期短,经常更换的件) 冲头, 凹模 重点分析易损件–冲头, 凹模. 3, 模具工作条件 ①挤压冲头工作条件–以活塞销为例 上冲头 上冲头–向下运动, 下冲头–固定不动. 挤压中,上冲头受力大于下冲头. 上冲头受力情况如下: A) 向下运动–反挤坯料,冲头受压应力. B)向上运动–脱离坯料,因摩擦力冲头受拉应力. C)可能因冲头偏心,产生弯曲应力. 结论: 上冲头受力复杂,易导致失效. 上冲头最大名义压力可达2500 MPa. 在尺寸过渡处,由于应力集中, 有时应力更大于此值.
② 冷挤压凹模的工作条件 № 2 冷挤压过程中,凹模型腔表面受很大的压力,该压力使凹模产生巨大的切向拉应力. (以下插图) p 0 材料力学厚壁筒受力分析理论公式 拉应力压应力 P 1R 21 - P 0 R 20 R 20 -R 2 1P 1 -P 0R 21 R 2 0σt σr = ()+ R 2R 20 -R 21()=R 20 -R 2 1 P 1 R 21 - P 0 R 20 -)(R 20 -R 2 1R 2)(R 21 R 20P 1 -P 0① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 当采用整体模时,如下图 P 0 =0 代入①,②式 )(R 20 -R 21R 2 + = σt R 21 R 20P 1R 20 -R 21P 1R 21= P 1R 2 1R 20 -R 21(1+ R 20R 2 ) P 1 R 21 R 2 0R 2 R 20 -R 21()-P 1R 21 R 20 -R 21 =σr =R 20 -R 21 P 1R 21 )R 2 R 2 01-(当R=R 1 时,分别代入公式③,④得 σtR1σrR1= )R 21 R 20 1+(R 20 -R 21P 1R 21)R 21 R 2 1- (R 20 -R 21 P 1R 21=P 1 R 20 -R 21R 20 +R 21= =-P 1
模具材料失效分析
1.模具寿命定义：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合格产品的件数称为模具的使用寿命，简称模具寿命。 2.失效定义：模具受到损坏，不能通过修复而继续服役时叫模具失效。 3.模具寿命与成本的关系：产品成本随着模具寿命的增加而下降，提高模具寿命可降低成本。考虑两个因素：应根据批量选择不同的模具材料和制造工艺。 4.磨损失效：由于相对运动产生磨损，使模具尺寸或表面状态发生改变，使之不能继续服役的现象，叫磨损失效。 5.磨粒磨损：外来硬质颗粒存在工件与模具接触表面之间，刮擦模具表面，引起模具表面材料脱落的现象。工件表面的硬突出物刮擦模具引起的磨损也叫磨粒磨损。 6.粘着磨损：工件与模具表面相对运动时，由于表面凹凸不平，粘着的结点发生剪切断裂，使模具表面材料转移到工件上或脱落的现象。 7.脆性断裂：断裂时不发生或发生较小的宏观塑性变形的断裂，分为一次性断裂和疲劳断裂。 8.多种失效形式的交互作用：（1）磨损对断裂及塑性变形的促进作用,。磨损沟痕可成为裂纹的发源地，当由磨损形成的裂纹在有利于其向纵深发展的应力作用下，就会造成断裂。模具局部磨损后，会带来承载能力的下降和偏载，造成另一部分承受过大应力而产生塑变。（2）塑性变形对磨损和断裂的促进作用。局部塑变会改变模具零件正常的配合关系，模具间隙变小引起不均匀磨损，会加快磨损速度进而促进磨损失效。另一方面，塑变后间隙不均匀，承载面变小，会带来附加偏心载荷，造成局部应力集中，并由此产生裂纹，促进断裂失效。 9.圆角半径的影响及措施：模具零件的两个面相交处常用圆角过渡，工作部位的圆角半径对成形件质量和模具寿命影响很大。（1）凸的圆角半径对成形工艺影响大。过小的凸圆角半径在板料拉深中增加成形力，在模锻中易造成锻件折叠缺陷。（2）凹的圆角半径对模具寿命影响大。小的凹圆角半径会使局部受力恶化，在圆角半径处产生较大的应力集中，易萌生裂纹导致断裂。【措施】增大圆角半径，使模具受力均匀，不易产生裂纹。 10.成形件材质与模具寿命的关系：成形件的材质有金属和非金属、固体和液体之分。（1）非金属材料和液体材料由于强度低，所需成形力小，模具受力小，模具
冲压模具的失效形式分析与思考
摘要：本文简单介绍了冲压模具失效的几种形式，并针对每种失效形式产生 的原因进行了具体分析，提出了相应的预防及解决措施。 关键词：冲压模具；失效形式；分析；措施 1 前言 随着我国现代工业技术的不断发展，冲压模具在工业生产中起到了越来越广泛的应用。冲压模具质量的好坏直接决定了所冲产品质量的优劣。然而，冲压模具在使用过程中，常常出现各种形式的失效情况，应对这些失效，往往需要耗费一定的时间、人力、物力以及财力资源，严重影响到了工业生产的进度，不利于企业经济效益的提高。因此，如何有效地预防冲压模具的失效，最大限度的提高其使用寿命，是很多企业共同面临的一个技术难题。只有对冲压模具的失效形式做出正确分析，归属其失效类型，才能精准地找出其失效的原因，采取相应的技术措施对其修复或预防，延长其使用寿命。 2 冲压模具失效形式概述 2.1 冲压模具失效的涵义 冲压模具在使用过程中，因各种原因如结构形状、尺寸的变化以及零部件组织与性能的变化等，使得冲压模具冲不出合格的冲压件，同时也无法再修复的情形就叫做冲压模具的失效。鉴定模具是否失效的判据有三种：一是模具已经完全丧失工作能力；二是模具虽然可以工作，但无法完成设定的功能；三是模具因结构受到严重损害，使用时存在安全隐患。 2.2 冲压模具失效的形式 冲压模具在使用过程中，因模具本身类型、结构、材料的不同以及实际工作条件的不同，会表现出不同的失效形式，主要可分为以下四种。 （1）磨损失效。冲压模具在正常工作过程中，往往会与加工的成形坯料直接接触，二者之间因相对运动而产生摩擦，造成冲压模具表面磨损。当磨损程度达到一定限度时，模具表面失去原来的状态，使之无法冲出合格的冲压件，这就是磨损失效。磨损在任何机械的使用过程中是不可避免的，因此是一种正常的失效形式，也是冲压模具失效形式中最为主要的一种。根据磨损机理，可将磨损失效细分为四种：①磨粒磨损失效。当坯料与模具接触的表面间存在硬质颗粒，亦或坯料加工前未打磨完全，其表面存在坚硬的突出物时，会摩擦并刮划模具的表面，严重时就会使模具表面材料脱落，造成磨粒磨损失效。②黏着磨损失效。冲压模具作用于坯料时，彼此之间存在相互作用力，有时黏着部分会因受力不均而发生断裂，造成模具表面物质脱落或转移，这种失效形式就是黏着磨损失效。③疲劳磨损失效。模具的有些部位经过长时间的使用，在与坯料摩擦力的循环作用下，难免会产生一些细小的裂纹，随着使用时间的推移，细纹逐渐加深，加深到一定尺度时，造成模具表面物质发生脱落，甚至模具因承载力不足而断裂。④腐蚀磨损失效。冲压模具在使用过程中，模具表面物质很容易与周围介质（如空气、水等）发生化学腐蚀或电化学腐蚀，加上摩擦力的作用，时间久了，就会造成模具表面物质侵蚀变质，发生脱落。 实际上，磨具与坯料作用时，磨具表面受到的磨损是极其复杂并且难以预测的，不可能仅仅只受某种磨损方式的影响，因此，实际生产加工中反映出来的磨损失效形式可能是多种形式相互作用的结果。 （2）断裂失效。所谓的断裂失效是指冲压模具因产生较大裂纹或者断裂为两部分（数部分）。断裂可分为两种：早期断裂（一次性断裂）以及疲劳断裂。早期断裂指的是冲压模具表面受到冲击载荷的压力过大，超出其负荷能力，造成迅速断裂。相反，造成疲劳断裂的应力通常较低，在模具的承受范围之内，但由于这种应力的频繁作用，细小裂纹开始逐渐扩展，最后引发断裂。 （3）变形失效。冲压模具在工作过程当中，若是零件所受到的应力超出其弯曲极限，就
《模具失效研究》参考试卷
《模具失效分析》参考试卷制作人：陈杰200810111422 侯小毅200810111419 一、填空题：<每空1分，共20分） 1.为方便模具材料的选用，按模具的工作条件可将模具分为冷作模具、热作模具和温作模具三大类。 2. 评价冷作模具材料塑性变形抗力的指标主要是常温下的屈服点或 屈服强度；评价热作模具材料塑性变形抗力的指标则应为高温屈服点或屈服强度。 3. 在模具中常遇到的磨损形式有磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、气蚀和冲蚀磨损和腐蚀磨损等。 4. 模具失效分为非正常失效<早期失效）和正常失效两类。 5.模具常见的失效形式是磨损失效、塑性变形失效和断裂失效等。 6. 塑料模具成型工艺分为模压成型、挤压成型、注射成型三个阶段组成。 7.表面强化处理按其目的和作用可分为表面化学成分和组织结构改变型 和 表面物质保护型两大类。 二、选择题：<每题2分，共24分） 1. 常用来制作小型切边模、落料模以及小型的拉深模具，且性能较好、应用最广的碳素工具钢是< C ）。 A、T7A B、T8A C、T10A D、T12A 2. 拉深模常见的失效形式是< B ）。 A、断裂 B、粘附 C、磨损 D、过量变形 3. 3Cr2W8V钢是制造< C ）的典型钢种。 A、冲裁模 B、冷挤压模 C、压铸模 D、塑料模 4. 适于制造要求高耐磨性的大型、复杂和精密的塑料模的材料是< D ）。 A、T10A B、CrWMn C、9SiCr D、Cr12MoV 5. 以下各项表面强化技术中属于机械强化的是< D ）。 A、高频加热淬火 B、渗碳 C、镀金属 D、喷丸 6. 低淬低回、高淬高回、微细化处理、等温和分级淬火等强韧化处理工艺主要用于< A ）。
冲压模具维修手册
冲压模具维修手册 1五金连续模具的爱护有什么要领？ 连续模的爱护须做到细心耐心按部就班,切忌盲目从事,因故障修模时需附有料带,以便咨询题的查询。打开模具,对比管带,检查模具状况,确认故障缘故,找出咨询题所在,再进行模具清理,方可进行拆模。拆模时受力要平均,针对脱料弹簧在固定板与脱料板之间和脱料弹簧直截了当顶在内导柱上的模具结构,其脱料板的拆卸要保证脱料板平稳弹出,脱料板的倾斜有可能导致模具内凸模的断裂. (1) 凸凹模的爱护 凸凹模拆卸时应留意模具原有的状况,以便后续装模时方便复原,有加垫或者移位的要在零件上刻好垫片的厚度并做好记录.更换凸模要试插脱料块凹模是否顺畅,并试插与凹模间隙是否平均,更换凹模也要试插与冲头间隙是否平均.针对修磨凸模后凸模变短需要加垫垫片达到所需要的长度应检查凸模有效长度是否足够.更换已断凸模要查明缘故,同时要检查相对应的凹模是否有崩刃,是否需要研磨刃口.组装凸模要检查凸模与固定块或固定板之间是否间隙足够,有压块的要检查是否留有活动余量.组装凹模应水平置入,再用平铁块置如凹模面上用铜棒将其轻敲到位,切不可斜置强力敲入,凹模底部要倒角.装好后要检查凹模面是否与模面相平.凸模凹模以及模芯组装完毕后要对比管带做必要检查,各部位是否装错或装反,检查凹模和凹模垫块是否装反,落料孔是否堵塞,新换零件是否需要偷料,需要偷料的是否足够,模具需要锁紧部位是否锁紧.注意做脱料板螺丝的锁紧确认,锁紧时应从内至外,平稳用力交叉锁紧,不可先锁紧某一个螺丝再锁紧另一个螺丝,以免造成脱料板倾斜导致凸模断裂或模具精度降低. (2) 脱料板的爱护 脱料板的拆卸可先用两把起子平稳撬起,再用双手平稳使力取出.遇拆卸困难时,应检查模具内是否清理洁净,锁紧螺丝是否全部拆卸,是否应卡料影起的模具损害,查明缘故再做相应处理,切不可盲目处置.组装脱料板时先将凸模和脱料板清理洁净,在导柱和凸模导入处加润滑油,将其平稳放入,再用双手压到位,并反复几次.如太紧应查明缘故（导柱和导套导向是否正常,各部位是否有损害,新换凸模是否能顺利过脱料板位置是否正确）查明缘故再做相应处理.固定板有压块的要检查脱料背板上偷料是否足够.脱料板与凹模间的材料接触面,长时刻冲压产生压痕(脱料板与凹模间容料间隙一样为料厚减0.03-0.05mm,当压痕严峻时,会阻碍材料的压制精度,造成产品尺寸专门不稳固等,需对脱料镶块和脱料板进行修理或重新研磨.等高套筒应作精度检查,它不等高时会导致脱料板倾斜,其周密导向平稳弹压功能将遭到破坏,须加以爱护 (3) 导向部位检查 导柱导套配合间隙如何,是否有烧伤或磨损痕迹,模具导向的给油状态是否正常,应作检查.导向件的磨损及精度的破坏,使模具的精度降低,模具的各个部位就会显现咨询题,故必须作适当保养以及定期的更换.检查导料件的精度,若导正钉磨损,已失去应有的料带导正精度及功能,必须进行更换.检查弹簧状况(脱料弹簧和顶料弹簧等)看其是否断裂或长时刻使用虽未断裂,但已疲劳失去原有的力度,必须作定期的爱护更换,否则会对模具造成损害或生产不顺畅. (4) 模具间隙的调整 模芯定位孔因对模芯频繁多次的组合而产生磨损,造成组装后间隙偏大(组装后
刀具模具失效模式分析
PVD涂层刀具、模具失效分析 郭 硕 摘要：1、阐述了刀具、模具的基本失效模式；2、失效模式与原因分析的方法；3、刀具、模具经过PVD （物理气相沉积）处理后，失效模式的分析与改善方法。 关键字：PVD、ALTiN、TiCN、TiN、磨损、失效模式 1、概述 1.1失效：即产品丧失规定功能。（国标GB3187-82中定义）比如刀具刃口磨损变钝，不能继续切削 使用。 1.2失效模式：是指失效的外在宏观表现形式和过程规律，一般可理解为失效的性质和类型。 1.3失效分析：是指判断产品失效模式，查找失效机理和原因，提出改善和预防措施的活动。 2、失效模式 2.1 主要的失效模式（针对模具、刀具、机械零件等） 2.1.1 磨损 2.1.2 断裂 2.1.3 变形 2.1.4 腐蚀 2.2 磨损 2.2.1 磨损过程（如下图所示） （1）磨合阶段（Ⅰ区，O~A） （2）正常磨损阶段（Ⅱ区，A~B） （3）快速磨损阶段，也称严重磨损阶段（Ⅲ区，B~C） 图1 磨损过程示意图 z磨损是一定会发生的，我们的分析与研究只是为了尽可能延长“正常磨损阶段”（即Ⅱ区）的时间，并能对B点的到来作出准确的预测。 2.2.2 磨损的分类
（1）粘着磨损：相对运动的物体，接触表面发生了固相粘着，使材料从一个表面转移到另一个表面的现象。粘着磨损情况严重时会出现“咬死”“卡死”现象。 z产生原因： ①表面粗糙，表面凸起来的部分在摩擦过程中，受到很大压力发生塑性变形，进 而彼此粘着。 ②接触的两种材料之间物理、化学特性接近，有粘着在一起的可能，比如金属之 间可能发生粘着，而金属和木材之间就不可能发生粘着。 z对于刀具、模具而言，轻微的情况就是粘料、积屑，以及进而形成的擦伤、拉毛等。 比如五金拉伸模具，模具表面粘料后，产品将出现拉毛、擦伤等异常。 （2）磨粒磨损：又称磨料磨损或研磨磨损，是指两物体接触时，一方硬度比另一方大得多时，或接触面之间存在着硬质颗粒时，所产生的磨损。 z此类磨损，在我们涂层的模具或零件应用中极为常见。因为涂层本身硬度极高，一旦脱落，其碎片就是“硬质颗粒”，它夹杂在摩擦面之间，会造成模具本身的快速 磨损。 （3）表面疲劳磨损：是指两物体接触摩擦，在交变应力作用下，材料表面疲劳，产生小坑点和很浅的细小裂纹以及由裂纹造成的下片金属脱落。表面疲劳是介于疲劳与磨损之间的破坏 形式。 z比如，冲压螺丝的十字精冲，冲压到某一寿命次数之后，十字针上就会出现很细小的裂纹和小坑点。 （4）腐蚀磨损：是指在有腐蚀性的环境下，摩擦面受到化学、电化学腐蚀与摩擦的双重作用，从而引起的破坏形式。 z塑胶模具，对于存在腐蚀性的胶料，同时受压力较大的部位（比如进胶口），在腐蚀和磨损双重作用下，就会更容易被破坏。 2.2.3 “正常磨损阶段”时间没有达到预期值（即我们所说的“寿命异常”）的失效分析，就是找 出实际发生的属于那种磨损形式，以及为何没有达到正常标准时限，并找出改善其摩擦环境 的措施。 2.2.4 在实际的磨损过程中，往往是多种磨损同时发生或交替作用，而且各种机理在里面的作用大 小也不一定，故我们在做失效模式判断时，要根据实际情况，作出全面的分析判断。 2.3 断裂 2.3.1 断裂：是指产品在外力作用下产生裂纹进而扩展分裂成两部分或多部分的过程。对于刀具、 模具的局部断裂，我通常称为“崩刃”、“崩口”。 2.3.2 断口：即断裂形成的断面。我们分析断裂原因时，就是根据断口的痕迹与特征来判断的。 2.3.3 断裂的分类： （1）脆性断裂：材料本身的韧性不够好，在承受过大的外力时，仅发生了很小的变形就断裂。 （2）塑性断裂：材料本身韧性较好，但由于承受的外力过大，发生严重塑性变形后断裂。 （3）疲劳断裂：材料在交变应力反复作用下（如冲压加工），萌生裂纹及裂纹扩展进而造成断裂。 2.3.4 对于刀具、模具而言，发生断裂的主要原因： （1）材料问题，材料本身的强度不足以承受这般大的外力，故而断裂。 （2）热处理问题，热处理的方式或工艺不当，造成刀具、模具内部应力没有完全消除，脆性过大进而断裂。 （3）使用不当，如装夹偏位、撞车、撞刀等。 （4）加工参数设定太严苛，使得刀具、模具负荷过大，或造成机台振动，从而造成刀具、模具崩裂。
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。 2）.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。
12CrNi3A 模具失效分析
《模具材料及其失效分析》 结课大作业 系别： 班级： 姓名： 学号： 任课教师： 2013年月日
一12CrNi3A钢简介 (1)12CrNi3A钢是中淬透性合金渗碳钢。该钢淬火，低温回火或高温回火后都具有良好的综合力学性能，钢的低温韧性好，切削加工性能良好，当硬度为260-320HBS时，相对切削加工性为60%-70%。另外，钢退火后硬度低，塑性好，因此，既可以采用切削加工方法，也可以采用冷挤压成型方法制造模具。模具成型后需要进行渗碳处理，然后再进行淬火和低温回火，从而保证模具表面具有高硬度，高耐磨性而心部具有很好的韧性。但该钢有回火脆性倾向和形成白点的倾向，在冶金生产和热处理工程过程中必须注意。 …. 二12CrNi3A钢热处理特点 (1) 锻造工艺：锻造加热温度为1200℃，始锻温度1150℃，终锻温度大于850℃，锻后缓冷，锻后必须软化退火。 (2) 退火工艺：670-680℃加热，保温4-6h后以5-10℃/h的速度缓冷至600℃，再炉冷至室温，退火后的硬度＜160HBS,适于冷挤压成形。 (3) 正火工艺：880-940℃加热并保温3-4h后空冷，正火后硬度≤229HBS,切削加工性良好。 (4) 渗碳及淬火工艺：12CrNi3钢材采用气体渗碳工艺时，加热温度为900-920℃，保温6-7h,可获得0.9-1.0mm的渗碳层，渗碳后预冷至800-850℃后直接油淬或空冷，淬火后表层硬度可达56-62HRC,心部硬度为250-380HBS,变形微小。 采用渗碳钢制作的模具经表面渗碳后，使表面具备高耐磨性而心部保持高强韧性，不会发生早期磨损和脆断失效。其不足之处就是热处理工艺较复杂。 三12CrNi3A钢材料的热处理规范[3] （1）对热处理工艺的要求 渗碳层的厚度压制含有矿物填料的塑料（硬性塑料）时，模具的渗碳层厚度为 1.3—1.5mm.压制软性塑料时取0.8—1.2mm。有些模具有尖齿，薄边，则取0.2—0.6mm. (2) 渗层的化学成分若采用碳氮共渗，则其耐磨性，抗氧化性，耐腐蚀性，抗粘料性均优于前者。尤其对于压制胺基塑料的模具，碳氮共渗的效果更好。 ……. （10）渗碳后淬火工艺规程，直接空冷淬火，更好的是在氨气氛围下冷却淬火。
模具失效的主要原因有以下三点
模具失效的主要原因有以下三点 锌合金的浇注温度很低，压铸模的失效形式主要是侵蚀和磨损；铝合金、铜合金压铸模的失效形式主要是热疲劳，微信公众号：hcsteel 但侵蚀，也不能忽视。铝合金压铸模，特别是大型压铸模有时出现开裂。 压铸模的型腔表面，除受到高压高速熔融合金的冲刷外，还吸，收熔融合金在凝固过程中释放的热量，使表面层的温度剧烈上升，与其内部产生很大的温差，表面层产生压应力。当开模后，型腔表面与空气接触，受到压缩空气和涂料的激冷而产生拉应力。于是，型腔表面层受到交变应力作用，超过模具材料的疲劳极限时，产生塑性变形，在晶界处产生裂纹，这种失效称为热疲劳失效。另外，熔融合金中含有氢、氧等活性气体，使模具表面被氢化、氧化。又由于摩擦和液压冲击产生的热冲蚀磨损，加剧了热应力状态，从而产生黏附。推出铸件时，模具受到机械载荷的作用，都会导致模具的失效。总之，模具失效的主要原因有以下三点： ①热交变应力引起的热疲劳。 ②熔融合金对模具材料的化学—物理作用。 ③压铸件脱模时，模具产生的局部应力。 影响压铸模使用寿命的主要原因有：模具的工作和设备条件，使用过程中的维护和保养，压铸件的材质、壁厚、尺寸和形状的影响，以及模具的材质、模具设计与制造工艺和质量等。提高模具的使用寿命，
应从以下几个方面加以考虑： ①采用先进合理的毛坯锻造工艺，使碳化物分布均匀，形成合理的金属流线，提高耐磨性和各向同性以及抗胶合能力。 ②严格控制机加工质量，特别是模具工作零件的磨削加工对模具使用寿命的影响最大，主要表现在磨削时工件表面出现的磨削应力和磨削裂纹、磨削热降低了零件的耐疲劳（热疲劳和冷疲劳）能力及耐蚀能力。 ③采用合理的热处理工艺，保证成形零件具有较高的热强度和回火稳定性，以获得较高的热疲劳抗力和耐磨性。 ④采用表面强化工艺可以阻止热裂纹的扩展，提高模具成形零件表面的强度、耐磨性和耐蚀性。 ⑤模具的装配应严格按照装配工艺进行，以达到模具图样要求。
锻造模具的失效与延寿
锻造模具的失效与延寿 1.概述 模具在模锻件生产中占有特殊重要位置，只有高质量模具才可能生产出优质模锻件。模具与锻件的“性价比”是企业技术和管理水平的综合反映，而模具寿命在“性价比”中期关键作用，即模具寿命直接影响锻件质量、成本、生产率及市场竞争力。 1.1模具寿命对锻件生产的影响 1.1.1模具寿命对锻件的质量的影响 众所周知，锻件精度与模具精度相匹配才能生产出合格锻件，并减少不良品率和废品率。设计合理的预锻件（模具）和终锻件（模具）相对应的截面积、体积必须相匹配，否则锻件将因折叠或充不满而报废，也将加速模具磨损，而模具的磨损又直接影响锻件质量和尺寸的稳定性，从而增加后续加工的成本。 1.1.2模具寿命对锻件成本的影响 模具不仅影响锻件质量，而且影响锻件成本。一般，模具费用约占锻件成本的10%-20%，日本和德国等发达国家占7%-15%，如德国1994年统计，模具成本占锻件销售额的11%。模具价格昂贵，特别是大型模具，一整套125MN机械压力机生产线上的六拐8平衡块曲面分模曲轴模具（含辊锻、压扁、预锻、终锻、切边、热校正等工序）的总价约120万元，如果延长模具使用寿命20%，则锻件成本可降低2%-4%，为2.4万元-4.8万元。 企业实践表明，提高模具寿命是降低锻件成本的关键。 1.1.3模具寿命对锻件生产率的影响 生产中由于模具磨损和发生故障而进行模具修理、更换等损失时间约占实际生产时间的10%-15%，所以模具寿命影响生产率。据国外全年统计，锻件企业24h生产，实际有效时间平均仅为16.5h，因此，模具寿命直接关系到锻件的质量、成本和生产率。 模具寿命长是实现锻件生产机械化和自动化的必备条件。例如，世界上锻造生产率最高的日本，已有24%的锻造设备实现了机械化和自动化，生产率约185吨/人.年；德国和美国的生产率约80吨/人.年，而中国为（40-50）吨/人.年。我国锻造生产率低的重要原因就是模具寿命、机械化和自动化程度低。 1.1.4模具寿命对企业竞争力的影响 锻件的交货周期直接影响企业的市场竞争力，而锻件的交货周期直接受模具制造周期及其寿命的影响。模具寿命长则节约了更换和维修模具的时间，缩短锻件交货周期，可以按时或提前交付锻件。一方面提升了企业的信誉，另一方面可以拿到要求交货周期短、原来不能承接的订单，从而提升企业的市场竞争力。 1.2锻造模具寿命现状 所谓模具寿命是指一套新模具从安装、生产、直至失效需要翻新前所生产的锻件数量，一般称正常寿命。模具失效后经多次翻修的寿命之和为总寿命。提高模具总寿命可节约模具材料（占模具成本的15%-40%），因此提高模具总寿命也是降低锻件成本的重要措施。 1.2.1国内外锻造模具使用寿命对比 对于低合金结构钢热模锻，日本德国等发达国家，按锻件复杂程度和精度，模锻锤模具寿命为0.5万件-0.8万件，但新型程控全液压模锻锤，由于其锻击能量和程序均可设定控制，模具寿命有所提高，0.6万件1万件。机械压力机模具寿命一般可达到1万件-2.5万件，其中曲轴寿命为0.85万件0-1.8万件，连杆模具寿命为1万件-2.5万件，汽车转向节寿命为0.6万件-1.4万件，齿轮模具寿命为1.5万件-3万件。个别极复杂、高精度的锻件模具寿命也仅为0.5万件-0.7万件。螺旋压力机模具寿命比机械压力机稍低。而国内大多数锻造企业模锻锤模具寿命为0.3万件-0.5万件，摩擦螺旋压力机模具寿命约为0.2万件-0.3万件，一般仅有0.2万件左右，机械压力机模具寿命为0.5万件-0.8万件。 发达国家的冷精密模锻模具寿命约为2万件-6万件，国内约为0.8万件-2.5万件。相比之下，我国模具寿命仅相当于国外工业先进国家的1/3.
董斌—模具失效分析
模具失效分析 目录 1引言模具失效 2模具失效形式案例分析及其改进模具磨损失效 模具断裂失效 模具塑性变形失效 3总结 4参考文献
1引言模具失效 冲压模具是冲压生产中必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。 生产中的冲压模具经过一定时间使用后，由于种种原因不能再冲出合格的产品，同时又不能修复的现象称为冲压模具的失效。由于冲压模具类型、结构、模具材料、工作条件的不同，所以冲压模失效的原因也各不相同。 一般为塑性变形、磨损、断裂或开裂、金属疲劳及腐蚀等等。 模具的失效也可分为： 正常失效和早期失效
模具模具在工作中，与成形坯料接触，并受到相互作用力产生一定的相对运动造成磨损。当磨损使模具的尺寸、精度、表面质量等发生变化而不能冲出合格的产品时，称为磨损失效，磨损失效是模具的主要失效形式，为冲模的正常失效形式，不可避免。 按磨损机理，模具磨损可分为磨粒磨损、黏着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损。 ①磨粒磨损硬质颗粒存在于坯料与模具接触表面之间，或坯料表面的硬突出物，刮擦模具表面引起材料脱落的现象称为磨粒磨损。 ②黏着磨损坯料与模具表面相对运动，由于表面凹凸不平，黏着部分发生剪切断裂，使模具表面材料转移或脱落的现象称为黏着磨损。 ③疲劳磨损坯料与模具表面相对运动，在循环应力的作用下，使表面材料疲劳脱落的现象称为疲劳磨损。 ④腐蚀磨损在摩擦过程中，模具表面与周围介质发生化学或电化学反应，引起表层材料脱落的现象称为腐蚀磨损。 在模具与坯料相对运动过程中，实际磨损情况非常复杂。工作中可能出现多种磨损形式，它们相互促进，最后以一种磨损形式失效。 冲裁模的工作条件 冲裁模具主要用于各种板料的冲切。从冲裁工艺分析中我们已经
模具寿命与失效复习资料
《模具寿命与失效》复习资料 2010年4月14日 第一章 1.简述失效分析的意义？P4 失效分析是对事物认识的一个复杂过程，通过多学科交叉分析，找到失效的原因和解决的措施，达到提高模具寿命的目的。 2.简述模具的分类？P5-6 ⑴按模具所加工材料的在结晶温度分 ①冷变形模具②热变形模具③温变形模具 ⑵按模具加工坯料的工作温度分 ①热作模具②冷作模具③温作模具 第二章 名词： 1.制件报废：模具生产出的制品出现形状，尺寸及表面质量不符合起技术要求的现象而不能使用时称为制件报废。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。 模具失效：模具受到损伤，不能通过修复而继续服役时称为模具失效。 早期失效：模具未达到一定工业水平公认的使用寿命就不能服役时，称为模具早期失效。 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，称为模具的正常生效。 2.用模具生产的产品成本中与模具寿命有关的项目有哪些？P14 主要分为两类：①与模具寿命无关的项目，包括生产产品用原材料费，工资，设备折旧费，及管理费等。②与模具寿命有关的项目，如模具费，模具工费等 第三章 1.模具失效的分类P16 ⑴按经济法观点分类 ①正常耗损失效②模具缺陷失效③误用失效④受累性失效 ⑵按失效形式及失效机理分类 ①表面损伤②过量变形③断裂 2.简述磨粒磨损的主要特征？P17 摩擦表面上有擦伤，划痕或形成犁皱的沟痕。 3.影响磨粒磨损的因素有哪些？P18 ①磨粒尺寸与几何形状 ②磨粒硬度 ③模具与工件表面压力 ④工件厚度 4.根据破坏现象不同，粘着磨损有哪几种类型？P19 ①涂抹 ②擦伤 ③撕脱 ④咬死 5.影响粘着磨损的因素有哪些？P20 ①材料性质 ②材料硬度 ③模具与工件表面压力
压铸模具设计中的注意
压铸模具设计中的注意 压铸模是压铸生产三大要素之一，结构正确合理的模具是压铸生产能否顺利进行的先决条件，并在保证铸件质量方面（下机合格率）起着重要的作用。由于压铸工艺的特点，正确选用各工艺参数是获得优质铸件的决定因素，而模具又是能够正确选择和调整各工艺参数的前提，模具设计实质上就是对压铸生产中可能出现的各种因素预计的综合反映。如若模具设计合理，则在实际生产中遇到的问题少，铸件下机合格率高。反之，模具设计不合理，例一铸件设计时动定模的包裹力基本相同，而浇注系统大多在定模，且放在压射后冲头不能送料的灌南压铸机上生产，无法正常生产，铸件一直粘在定模上。尽管定模型腔的光洁度打得很光，因型腔较深，仍出现粘在定模上的现象。所以在模具设计时，必须全面分析铸件的结构，熟悉压铸机的操作过程，要了解压铸机及工艺参数得以调整的可能性，掌握在不同情况下的充填特性，并考虑模具加工的方法、钻眼和固定的形式后，才能设计出切合实际、满足生产要求的模具。刚开始时已讲过，金属液的充型时间极短，金属液的比压和流速很高，这对压铸模来说工作条件极其恶劣，再加上激冷激热的交变应力的冲击作用，都对模具的使用寿命有很大影响。模具的使用寿命通常是指通过精心的设计和制造，在正常使用的条件下，结合良好的维护保养下出现的自然损坏，在不能再修复而报废前，所压铸的模数（包括压铸生产中的废品数）。 实际生产中，模具失效主要有三种形式： ①热疲劳龟裂损坏失效；
②碎裂失效； ③溶蚀失效。 致使模具失效的因素很多，既有外因（例浇铸温度高低、模具是否经预热、水剂涂料喷涂量的多少、压铸机吨位大小是否匹配、压铸压力过高、内浇口速度过快、冷却水开启未与压铸生产同步、铸件材料的种类及成分Fe的高低、铸件尺寸形状、壁厚大小、涂料类型等等）。也有内因（例模具本身材质的冶金质量、坯料的锻制工艺、模具结构设计的合理性、浇注系统设计的合理性、模具机（电加工）加工时产生的内应力、模具的热处理工艺、包括各种配合精度和光洁度要求等）。模具若出现早期失效，则需找出是哪些内因或外因，以便今后改进。 ①模具热疲劳龟裂失效压铸生产时，模具反复受激冷激热的作用，成型表面与其内部产生变形，相互牵扯而出现反复循环的热应力，导致组织结构二损伤和丧失韧性，引发微裂纹的出现，并继续扩展，一旦裂纹扩大，还有熔融的金属液挤入，加上反复的机械应力都使裂纹加速扩展。为此，一方面压铸起始时模具必须充分预热。另外，在压铸生产过程中模具必须保持在一定的工作温度范围中，以免出现早期龟裂失效。同时，要确保模具投产前和制造中的内因不发生问题。因实际生产中，多数的模具失效是热疲劳龟裂失效。 ②碎裂失效在压射力的作用下，模具会在最薄弱处萌生裂纹，尤其是模具成型面上的划线痕迹或电加工痕迹未被打磨光，或是成型的清角处均会最先出现细微裂纹，当晶界存在脆性相或晶粒粗大时，即容易断裂。而脆性断裂时裂纹的扩展很快，这对模具的碎裂失效是
设计失效模式及后果分析
目录 一、前言 (01) 二、设计FMEA (02) 1.先期规划 (03) 2.设计FMEA展开 (07) 3.后续追踪与应用 (14) 附录A：设计FMEA方块图范例 (16) 附录B：设计FMEA范例 (17) 附录C：设计FMEA表格 (18) 案例分析 (19)
一、前言 失效模式、效应与关键性分析(Failure Mode，Effects and Criticality Analysis，FMECA)是一种系统化之工程设计辅助工具，主要系利用表格方式协助工程师进行工程分析，使其在工程设计时早期发现潜在缺陷及其影响程度，及早谋求解决之道，以避免失效之发生或降低其发生时产生之影响。FMECA之前身为FMEA(Failure Mode and Effects Analysis)，系由美国格鲁曼(Grumman)飞机公司在1950年首先提出，应用于飞机主操纵系统的失效分析，在1957年波音(Boeing)与马丁(Martin Marietta)公司在其工程手册中正式列出FMEA之程序，60年代初期，美国航空太空总署(NASA)将FMEA成功地应用于航天计画，同时美国军方也开始应用FMEA技术，并于1974年出版军用标准FMECA程序MIL-STD-1629，于1980年由国际电工技术委员会(International Electrothnical Commission，IEC)所出版之国际IEC 812即为参考MIL-STD-1629A加以部份修改成之FMEA程序。除此之外，ISO 9000及欧市产品CE标志之需求，也将FMEA视为重要的设计管制与安全分析方法。 在70年代，美国汽车工业受到国际间强大的竞争压力，不得不努力导入国防与太空工业之可靠度工程技术，以提高产品品质与可靠度，FMEA手册，此时发展之分析方法与美军标准渐渐有所区别，最主要的差异在引进半定量之评点方式评估失效模式之关键性，后来更将此分析法推广应用于制程之潜在失效模式分析，从此针对分析对象之不同，将FMEA分成”设计FMEA”与制程FMEA”，并开始要求零件供货商分析其零件之设计与制程。在各个汽车厂都要求其零件供货商按照其规定之表格与程序进行FMEA的情况下，由于各公司的规定不同，造成零件供货商按照其规定之表格与程序进行FMEA的情况下，由于各公司的规定不同，造成件供货商额外的负担，为改善此一现象，福特(Ford)、克莱斯勒(Chrysler)、与通用汽车(General Motor)等三家公司在美国品管学会(ASQC)与汽车工业行动组(AIAG)的赞助下，整合各汽车公司之规定与表格，在1993年完成『潜在失效模式与效应分析(FMEA)参考手册』，确立了FMEA在汽车工业的必要性，并统一其分析程序与表格，此参考手册在1995年完成修定二版，并成为SAE正式技术文件SAEJ-1739。 目前FMEA已经广泛应用在航空、航天、电子、机械、电力、造船和交通运输等工业，根据对美国国防部所属的112个单位进行的调查显示，有87个单位认为FMEA是一种有效的可靠度分析技术，值得推广。 FMEA做为设计工具以及在决策过程中的有效性决定于设计初期对于问题的信息是否有效地传达沟通，或许FMEA给人最大的批评在于其对设计之改进效益有限，其最主要原因为执行的时机不对，以及单独作业，在设计过程中没有适当的输入FMEA信息，掌握时机或许是执行FMEA是否有效的最重要因素。FMEA的目的为确认在系统设计中的所有失效模式，其第一要务为及早确认系统设计中所有的致命性(Catastrophic)与关键性(Critical)失效发生的可能性，以便尽早开始进行系统高层次之FMEA，当获得更多数据后，再扩展分析到低层次硬品。 本教材乃针对设计FMEA相关技术做一探究。 将FMEA技术应用于制造／组装程序之分析称为”制程FMEA”，亦即在设计制造程序时，
模具的失效分析
模具的失效分析 一，目的 1,模具设计人员必须熟知如何保证模具设计正确，合理,提高模具寿命，降低成本. 2,生产中模具失效时，能分析原因，提出改进措施，也是工艺员应掌握的技能?二,模具的工作条件 1,工装模具组成 「凹模- 冷镦,正挤，反挤，冲孔，锥形凸模，切边凹模，切边凸模，孔类' 螺母用凹模等? 套- 推出销套，衬套 -垫- 带孔垫块 轴类厂冲头-正挤，反挤，六方冲头，（螺母冲头）,推出销，凸模销，光凸模（无孔）—销，轴，杆. 板,块类型- 垫块,切断刀，送料滚，刀体,钳片,夹子,弹簧板,弹簧片 哪旋弹簧-拉，压 弹簧碟簧 —板簧 2,易损件（服役期短，经常更换的件） 冲头，凹模 重点分析易损件-冲头，凹模? 3,模具工作条件 ①挤压冲头工作条件-以活塞销为例 上冲头-向下运动，下冲头-固定不动? 挤压中，上冲头受力大于下冲头?上冲头受力情况如下： A）向下运动-反挤坯料,冲头受压应力? B）向上运动-脱离坯料，因摩擦力冲头受拉应力? C）可能因冲头偏心，产生弯曲应力? 结论：上冲头受力复杂，易导致失效?上冲头最大名义压力可达2500 MPa. 在尺寸过渡处，由于应力集中，有时应力更大于此值?
(T r b tRi b rRi P 1R 2 R 2 -R 2 P i R[ R 2 -R 1 R 21 R R - 2 O R P i R 2 R 2 R 2 ( R 2 -R 2 ) 当R=R i 时,分别代入公式③ R 2 R i 2 ,④得 P i R ? R 2 -R 2 )=P i P i R i 2 R 2 -R 2 (i- R 2 R 2 ) =-P i = — i+4 ③ R o -R i R 2 +R 2 R 2 -R 2 R 2 ② 冷挤压凹模的工作条件 血2 冷挤压过程中，凹模型腔表面受很大的压力，该压力使凹模产生巨大的切向拉 应力? （以下插图） 拉应力 t = PiRi - Po R 0 + Ri R0 ( Pi -Po ) R O -R 2 R 2( R 2-R 2 ) 压应力 P i R i 2 - P o R 2 R 2 -R i 2 R 2 R 2( P i -P o ) R 2 ( R 2 -R i 2 ) 当采用整体模时，如下图 P 0 =0代入①，②式
模具失效分析复习题文档
1.模具的分类：（一）按模具所加工材料的再结晶温度分：冷变形模具，热变形模具，温变形模具；（二）按模具加工坯料的工作温度分：冷作模具，热作模具，温作模具；（三）按模具成形的材料分：金属成形用模具，非金属成形用模具。（四）按模具用途分：冲压模具，锻造模具，挤压模具，压铸模具，拉拔模具，塑料模具，陶瓷模具，橡胶模具，玻璃模具等。 2.模具服役：模具安装调试好后，正常生产合格产品的过程。模具损伤：模具在使用过程中，出现尺寸变化或微裂纹，但没有立即丧失服役能力的状态。模具失效：模具受到损坏，不能通过修复而继续服役。模具的失效分为非正常失效和正常失效。非正常失效(早期失效)是指模具未达到一定的工业水平下公认的寿命时就不能服役。早期失效的形式有塑性变形、断裂、局部严重磨损等。正常失效是指模具经大批量生产使用，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。 3.磨损分类：根据模具的成形坯料、使用状况，其磨损机理可以分为：磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、气蚀和冲蚀磨损、腐蚀磨损。磨粒磨损: 在工件和模具接触表面之间存在外来硬质颗粒或者工件表面的硬突出物，刮擦模具表面，引起模具表面材料脱落的现象叫磨粒磨损。主要特征是模具表面有明显的划痕或犁沟，磨损物为条状或切屑状。 粘着磨损：工件与模具表面相对运动时，由于表面凹凸不平，粘着的结点发生剪切断裂，使模具表面的材料转移到工件上或脱落的现象。粘着磨损的分类：根据磨损程度，分为：轻微粘着磨损（氧化磨损）和严重粘着磨损（涂抹、擦伤、胶合）。轻微粘着磨损（氧化磨损）：粘结点强度低于模具和工件的强度时发生。接点的剪切损坏基本上发生在粘着面上，表面材料的转移十分轻微。 4.磨粒磨损的机理：磨料磨损时，作用在质点上的力分为垂直分力和水平分力。垂直分力使硬质点压入材料表面；水平分力使硬质点与表面之间产生相对位移，硬质点与材料相互作用的结果，使被磨损表面产生犁皱或切屑，形成磨损或在表面留下沟槽。影响磨粒磨损的因素：磨粒大小与形状；磨粒硬度和模具材料硬度；模具与工件表面压力；磨粒尺寸与工件厚度的相对比值。提高耐磨粒磨损的措施：提高模具材料的硬度；进行表面耐磨处理；采用防护措施。 5.粘着磨损的机理：实际接触面积是表观面积的0.01~0.1%，表面压力大，瞬时温度高，润滑油膜、吸附膜或其他膜都将发生破裂，使接触峰顶产生粘着，随后，在滑动中粘着点又被破坏，就形成粘着——破坏——再粘着的交替过程。 影响粘着磨损的因素：①表面压力：T1（接触压应力小于材料硬度的1/3），磨损主要是通过氧化碎屑的脱落而产生的，属于轻微氧化磨损区；T1与T2之间为严重磨损区，磨屑尺寸增大，加厚，且多为金属屑；当载荷继续增大超过T2后，表面内摩擦增大而温度很高，可能发生相变，并形成白层，形成不易破碎的氧化膜，因而耐磨。②材料性质：脆性材料比塑性材料粘