影响模具寿命的因素
模具工高级工试题及答案

模具工高级工试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 模具设计中,常用的冷却方式是()。
A. 风冷B. 水冷C. 油冷D. 电冷答案:B2. 下列哪个不是模具材料的基本要求?()A. 良好的加工性能B. 良好的耐磨性C. 良好的抗腐蚀性D. 良好的可塑性答案:D3. 模具的寿命主要取决于()。
A. 模具的材料B. 模具的加工工艺C. 模具的使用条件D. 所有上述因素答案:D4. 在模具制造中,用于提高模具硬度的热处理方法是()。
A. 退火B. 淬火C. 正火D. 回火答案:B5. 模具的制造过程中,用于提高尺寸精度的加工方法是()。
A. 车削B. 铣削C. 磨削D. 钻孔答案:C6. 模具设计中,用于减少模具磨损的措施是()。
A. 增加模具厚度B. 增加模具硬度C. 增加模具表面粗糙度D. 减少模具使用频率答案:B7. 模具制造中,用于提高模具表面光洁度的工艺是()。
A. 抛光B. 喷砂C. 电镀D. 热处理答案:A8. 模具的维护保养中,下列哪项措施是错误的?()A. 定期清洁模具B. 定期润滑模具C. 用硬物敲击模具D. 定期检查模具答案:C9. 模具设计中,为了提高生产效率,通常采用()。
A. 单腔模具B. 多腔模具C. 单层模具D. 多层模具答案:B10. 在模具制造中,用于检测模具尺寸精度的仪器是()。
A. 卡尺B. 千分尺C. 游标卡尺D. 所有上述仪器答案:D二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 模具设计中,需要考虑的因素包括()。
A. 材料的可加工性B. 模具的强度C. 模具的使用寿命D. 模具的制造成本答案:ABCD2. 下列哪些是模具制造中常用的材料?()A. 不锈钢B. 铝合金C. 碳素钢D. 钛合金答案:ACD3. 模具制造过程中,常见的加工方法包括()。
A. 铸造B. 锻造C. 焊接D. 切削答案:ABCD4. 模具的维护保养措施包括()。
A. 定期清洁B. 定期润滑C. 定期检查D. 定期更换答案:ABC5. 模具设计中,影响模具寿命的因素有()。
模具寿命

模具寿命: 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。
模具失效形式归纳起来主要有三种:磨损、断裂、塑性变形磨损:由于表面的相对运动,从接触表面逐渐失去物质的现象。
模具在服役时,与成形坯料接触,产生相对运动,造成磨损。
磨损失效:当磨损使模具的尺寸发生变化或改变了模具的表面状态使之不能继续服役。
按磨损机理可分为: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: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。
磨粒硬度Hm与模具材料的硬度H0之间的相对值对磨损影响:当Hm < H0时,I区,模具产生轻微磨损,磨损率小,曲线上升平缓。
当Hm = H0时,Ⅱ区,为磨损软化状态,磨损率急剧增加,曲线上升很徒。
当Hm>H0时,Ⅲ区,为严重磨损状态,磨损量较大,曲线趋平。
影响磨粒磨损的因素:1.磨粒的大小和形状2.磨粒硬度Hm与模具材料硬度H03.模具与工件表面压力4.磨粒尺寸与工件厚度的相对比值提高耐磨粒磨损的措施:1.提高模具材料的硬度2.进行表面耐磨处理3.采用防护措施对模具表面进行耐磨处理的具体方法有:1 、表面淬火(感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、激光加热表面淬火)2 、渗碳3 、渗氮4 、氰化(碳氮共渗)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。
粘着磨损分类:1、轻微粘着磨损:当粘结点的强度低于模具与工件的强度时2、严重粘着磨损:当粘结点的强度高于模具与工件其中之一的材料强度时(涂抹、擦伤、胶合)磨损程度排序: 轻微粘着磨损<涂抹<擦伤<胶合涂抹;粘结点的剪切发生在较软金属表面层上部,当粘结点强度高于较软金属的强度时擦伤:当粘结点的强度高于两金属材料的强度时,剪切发生在较软金属表层较下的部分,有时剪切也发生在硬金属的浅表层内胶合:当粘结点强度比两金属强度高得多且粘结点面积较大时影响粘着磨损的因素:1.表面压力2.材料性质3.材料硬度提高耐粘着磨损性能的措施:1.合理选用模具材料2、合理选用润滑剂和添加剂3、采用表面处理疲劳磨损:两接触表面相互运动时,在循环应力(机械应力与热应力)的作用下,使表层金属疲劳脱落的现象。
第八章 影响模具寿命的因素 模具寿命与失效 教学课件

➢ 1)在磨削加工时,控制切削厚度和磨削用 量;
➢ 2)注意砂轮质量; ➢ 3)采用适当的切削液及其足够的用量。力。
在磨削加工时,合理选择磨削用量和砂轮, 正确使用切削液和控制冷却效果,可防止或 减小磨削缺陷的产生。
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(三)电火花加工的影响 模具常用电火花加工方法 ➢ 电火花穿孔加工 ➢ 电火花型腔加工 ➢ 电火花线切割加工
氧化使表面形成氧化皮,影响冷却的均匀 性。
氧化和腐蚀使模具表面的粗糙度变差和精 度下降。
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2.氧化和脱碳
引起模具失效的热处理缺陷
脱碳则造成淬火后硬度不足或出现软点、 软块,并降低模具的耐磨性、抗咬合能力、 疲劳强度和热疲劳抗力。
采用盐浴炉加热和箱式保护加热可以有效 防止氧化脱碳的产生。
的质量,也会显著影响模具的耐磨性、断 裂抗力、疲劳强度及热疲劳抗力等。
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模具零件的加工的影响
1.切削加工的影响
1)切削加工必须把锻造和退火后模具锻坯存在的 脱碳层全部去除。
2)切削加工要注意尺寸准确,保证尺寸过渡处的 圆角半径和圆弧连接。
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3)保证表面粗 糙度要求,不 留刀痕,尤其 是不能留下超 出下道工序加 工余量的残迹。
模具制造
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电火花加工的影响
电火花加工是现代模具不可缺少的精加工手段。 其加工原理是在工作液中利用工具电极与工件电
极之间脉冲性火 花放电时的电腐 蚀现象来蚀除多 余的金属,以达 到零件要求的尺 寸、形状及表面 质量。
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电火花加工的影响
影响模具寿命的因素

热处理工艺
01
02
03
淬火
提高钢的硬度和耐磨性, 但可能导致开裂或变形。
回火
稳定组织结构,提高韧性 ,防止开裂和变形。
表面处理技术
如渗碳、渗氮等,增加表 面硬度和耐磨性,提高模 具寿命。
表面处理技术
电镀
在模具表面电镀硬铬、镍 等金属,提高表面硬度和 耐磨性。
湿度变化可能引起模具材料内 部水分分布不均,导致内部应 力产生,加速模具裂纹扩展。
保持较低湿度有助于防止模具 材料吸湿,保持其性能稳定, 延长模具寿命。
腐蚀与氧化
暴露在腐蚀性气体或液体中的模具可能遭受腐蚀,导致表面损伤和材料流失,从而 缩短模具寿命。
氧化反应可能导致模具表面生成氧化膜,影响其表面质量和摩擦性能,进而影响模 具寿命。
详细描述
加工精度包括模具零件的尺寸、形状、位置和表面粗糙度等方面。如果加工精度不足,会导致模具配 合不良、磨损加速和降低使用寿命。因此,在制造过程中应严格控制加工精度,保证模具的质量和稳 定性。
加工误差
总结词
加工误差是指实际加工结果与理想加工结果之间的偏差,加工误差的大小直接影响模具的寿命。
详细描述
模具结构紧凑化
优化模具结构,减少模具零部件数量 ,降低模具复杂程度,有助于提高模 具寿命。
标准化设计有助于提高模具的互换性 和维修性,降低生产成本。
模具强度与刚性
模具强度
选用高强度材料,合理布置受力结构,以抵抗外部压力和冲 击。
模具刚性
保持模具的刚性,防止因受力而发生变形,影响模具精度和 寿命。
冷却系统设计
喷涂
在模具表面喷涂高分子材 料,如聚氨酯、环氧树脂 等,增强表面抗磨损和抗 冲击能力。
模具寿命与失效7

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模具的结构刚度
为了避免细长 杆变形,常采 用阶梯形顶杆, 来提高顶杆的 刚度。
为了防止应力 集中源的产生 台阶顶杆的拐角部位可采用圆角过渡截面 等结构,或采用组合式结构。
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(四)减轻工作载荷
模具的工作载荷对 模具寿命有决定性 的影响。以正挤压 35钢工件为例:
模具几何形状
t0/t—变形比、μ—摩擦系数
在此值下,模具承受的力最小, 寿命最高。
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变薄拉深
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模具几何形状
对于锤锻模、压铸模、塑料模等型腔 模,型腔结构常需要考虑脱模斜度以 便制件脱模。
型腔脱模斜度对模具型腔侧壁及底部 的应力状态也有直接的影响。
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若采用一次挤压成型,不仅模具的载荷很大,而 且也难以满足工件形状和尺寸的要求。
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减轻工作载荷
若先挤压成如图b示的形状,再最后挤压成型, 则不仅能满足工件设计要求,而且使模具载荷 大为减轻。
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减轻工作载荷
为了减轻载荷,还应注意其他工艺环节。 ➢ 例如选用被挤压材料的变形抗力应尽可能低,
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中心锥角α为120°~ 130°的凸模结构比较 合理。锥角过大,对降 低挤压力的作用并不明 显,锥角过小易造成侧 向分力不平衡,引起凸 模偏斜、弯曲或折断。
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模具几何形状
1-平底凸模 2-平底带锥台凸模 3-锥角凸模a=120º 4-半球面凸模
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凹模锥角的最佳取值计算公式
非工作部位凹圆角半径过小,在使用过程 中也易造成应力集中,使抗偏载、抗冲击 的能力降低。
影响模具寿命的因素

取决因素
外在因素:温度、应变速率
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①内部因素 凡是能提高强度、塑性的化学成分和组织结构,也能提高 断裂韧度,反之则降低。 a.细化晶粒的合金元素,使强度塑性提高;固溶强化,塑 性降低;形成金属间化合物或第二相颗粒,塑性降低; b.基体相晶体结构易于发生塑性变形,产生韧性断裂时, 材料的断裂韧度高。 c.细化晶粒既可以提高强度,又可以提高塑性,断裂韧度 也可提高。
组织: α(C)+FexC
铁素体:
Fe3C
碳过饱和( 0.3%) 针、片状,互不平行; 过饱和α相
更高密度位错。
渗碳体:粒状或短杆状平行 分布在 F 相内部。
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3 贝氏体的机械性能
(1)强度和硬度 铁素体:
取决于晶粒大小、C及Me 固溶强化、位错密度
碳化物:取决于弥散度、数量
σs(B上)<σs(B下) (2) 韧性
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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
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②金属件强度越高,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
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贝氏体转变
羽毛状
1 组织形态
上贝氏体(550 ℃ ~350 ℃)
组织构成: α(C)+Fe3C 铁素体:
Fe3C 过饱和α相
碳过饱和( 0.03%);
成束、板条状平行排列;
上贝氏体
位错(108~109cm-2); 渗碳体:粒状或短杆状分布 在 F 板条之间。
模具设备考试题及答案

模具设备考试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 模具设计中,以下哪个因素不是影响模具寿命的主要因素?A. 模具材料B. 模具结构C. 模具表面处理D. 模具的清洁程度答案:D2. 模具的制造成本中,以下哪个部分通常占比最高?A. 材料费B. 加工费C. 设计费D. 管理费答案:B3. 在塑料模具设计中,以下哪个因素不是影响塑件尺寸精度的主要因素?A. 模具温度B. 材料收缩率C. 注塑机的稳定性D. 模具的重量答案:D4. 以下哪个不是模具制造过程中常用的热处理工艺?A. 退火B. 正火C. 淬火D. 电镀答案:D5. 在冷冲压模具设计中,以下哪个不是冲裁力的组成部分?A. 材料变形抗力B. 材料断裂抗力C. 材料摩擦力D. 模具的重量答案:D6. 以下哪个不是模具设计中常用的CAD/CAM软件?A. Pro/ENGINEERB. UGC. AutoCADD. Photoshop答案:D7. 在模具制造中,以下哪个不是常用的加工方法?A. 数控铣削B. 电火花加工C. 激光切割D. 手工雕刻答案:D8. 以下哪个不是模具制造中常用的测量工具?A. 卡尺B. 千分尺C. 量规D. 温度计答案:D9. 在模具设计中,以下哪个不是模具的组成部分?A. 型芯B. 型腔C. 导柱D. 电机答案:D10. 以下哪个不是模具制造中常用的材料?A. 钢B. 铝C. 铜D. 塑料答案:D二、多项选择题(每题3分,共15分)11. 以下哪些因素会影响模具的使用寿命?A. 模具材料的选择B. 模具的加工精度C. 模具的维护保养D. 模具的工作环境答案:A, B, C, D12. 以下哪些是模具设计中需要考虑的因素?A. 塑件的形状和尺寸B. 塑件的材料特性C. 塑件的表面质量要求D. 模具的制造成本答案:A, B, C, D13. 以下哪些是模具制造中常用的表面处理技术?A. 抛光B. 电镀C. 喷涂D. 阳极氧化答案:A, B, C, D14. 以下哪些是模具设计中常用的分析工具?A. 有限元分析B. 模流分析C. 应力分析D. 热分析答案:A, B, C, D15. 以下哪些是模具制造中常用的检测方法?A. 三坐标测量B. 光学测量C. 激光扫描D. 手工测量答案:A, B, C, D三、判断题(每题2分,共20分)16. 模具的制造精度越高,其使用寿命就越长。
影响模具寿命因素与提高模具寿命途径

影响模具寿命因素与提高模具寿命途径模具的使用寿命制约着精冲技术的应用与发展的瓶颈,因此对于模具的使用寿命我们一定要关注起来,下面小编给大家提供影响模具使用寿命的因素有哪些,并告诉大家提高模具使用寿命有哪些途径。
影响模具使用寿命因素:1、精冲件的结构工艺性(尖角、薄壁、悬壁、尺寸公差等)。
2、精冲件的材料(材质、料厚、硬度、塑性、表面质量)。
3、精冲模具的结构(强度、刚度、模具导向、小凸模的导向、排气和润滑)。
4、模具材料(材质、碳化物大小和均匀性、硬度、韧性)。
5、模具制造(模坯锻造、加工工艺、热处理、线切割、研磨、装配)。
6、生产操作(调模高度、压力、速度、送料精度、坯料清洁、润滑)。
7、模具维修(合理存放、合理刃磨、清洁、应力回火、防锈)。
提高模具使用寿命途径:1、审查精冲件的工艺性。
精冲件的工艺性(特别是圆角半径)对精冲模的寿命有一定影响,对于工艺性较差的(尤其尖角),应向设计部门提出改善建议。
图1为零件的圆角半径与模具寿命的关系,一般R/t≥0.8较好,如小于0.25则会导致模具寿命较低。
2、精冲模具的材料选择和热处理。
精冲模具主要工作零件的材料一般选Cr12MoV,当制件厚度大于4mm时,凸、凹模可采用W6Mo5Cr4V2高速钢。
对于工作强度很大、受力苛刻的凸模和凹模,则采用粉末冶金钢(V4、ASP23、ASP30)或硬质合金GT30。
凸、凹模热处理的硬度一般取58~62HRC,对于以磨损为主要失效形式的、形状简单的模具,可取60~64HRC;对于形状复杂、并以崩刃为主要失效形式的模具,可取56~60HRC,甚至54~58HRC。
对于Cr12MoV模具的热处理,当刃口形状较简单、冲裁料厚较薄(t≤3mm),采用1次硬化工艺(1020°C淬火、220°C回火)可获得较高的强度和耐磨性。
当刃口形状较复杂、冲裁料较厚(t>3mm)时,采用2次硬化工艺(1080°C淬火、520°C回火)则可获得较高的冲击韧性和稳定性。
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影响模具使用寿命的因素
1、型材断面设计影响及措施
型材断面形状、壁厚尺寸、偏差要求等,是影响模具使用寿命的第一因素。
型材断面简单、壁厚合适、公差带较宽、无太大悬臂、挤压比合适、模具的使用寿命就会大大提高,反之,则降低。
应采取的措施是:在设计型材断面时,尽量避免尖角、大悬臂等问题,在满足型材使用的情况下,选择合适的壁厚和尺寸偏差,尽量避免单向偏差‘即使对尺寸进行调整,也要保证双向偏差。
2、模具设计的影响因素及措施
募集的设计作用,一是确保模具在挤压使用时,生产出符合图纸要求的产品;二是要根据模具的工作环境及工艺条件,确保其机械性能。
三是选择合适的模具结构及材质。
但是,由于模具设计参数选择不当、材质选择不合适、单方面追求产品的合格性而忽略了模具的机械性能、对模具的工作环境考虑不足等因素,极易造成模具的早期失效或者缩短使用寿命。
因此,正确地选择模具设计的各项参数,正确地选择材质,充分考虑模具的使用工作环境、详细计算模具的机械性能、合理地选择模具的结构形式、避免模具的尖角过度和模具内表面凹凸不平等措施,是提高模具使用寿命的重要途径之一。
另外,采用模具设计的先进性理论‘考虑模具受力均衡性,结合每一种型材及模具的特点进行设计,是提高模具使用寿命的重要措施。
3、挤压工艺条件、操作过程对模具寿命的影响及措施
模具是在高温高压环境十分恶劣的条件下使用的。
对模具使用寿命而言,是最重要的影响环节。
在良好的挤压工艺条件、良好的操作过程中,模具的材质、设计、制作、热处理等,都将在此环节中得到检验和验证。
挤压筒温度、模具温度、铸棒温度是挤压生产的关键参数,统称挤压温度,其直接影响到挤压操作过程的顺利与否。
挤压速度是和挤压温度紧密相连的一个参数,挤压速度的选择,是操作人员根据挤压比大小、型材挤压难易程度、铝合金材质、生产环境等因素来确定的。
挤压温度选择不当、挤压速度选择不合适,就会引起闷车、挤出型材划裂、挤“大帽”等问题,既影响了生产效率,又影响了模具的使用寿命。
针对此类问题,要根据实际情况,制定合适的挤压温度,选择合适的挤压速度、减少生产环境的影响。
对每一种型材模具,都要建立使用记录,不断地分析、总结型材挤压生产的特点和规律,逐步提高挤压温度、挤压速度等参数的选择水平,达到每一种型材模具上机就能生产合格产品的最佳效果。
4、模具修正对使用寿命的影响及措施
模具的修正实际上是对模具设计工作的补充,设计只是在理论上的定形,而模具修正是在实际情况下,对金属流速进行调整,其作用显而易见。
但是,由于采用的修正方法不当、修理部位不准确、修模技术差、修模工具选用不当、氮化工艺采用不合适等问题,也将影响到模具的使用寿命。
因此,正确的做法是,新模具第一次上机试生产时,模具设计人员、修模人员必须在现场,对挤出型材情况进行观察,掌握第一手资料,做到心中有数、如何采用良好的氮化工艺和方法,应根据各自企业的实际情况,采用不同的管理方法和措施,目的是千方百计提高模具的使用寿命,降本増效!
5、模具的科学管理队模具的使用寿命和措施
模具的管理分技术资料管理、原始资料管理、库房管理三部分。
其虽不能直接影响模具使用寿命,但技术档案不健全、模具使用管理文件不规范或执行不严格,库房管理混乱、模具使用记录统计不准确等因素,却直接影响到对模具工作采取措施的正确性,建立每个型材、模具品种的设计、使用、修理、库存的档案,利用互联网、局域网等。
贯通整个模具管理的各个环节,对影响模具使用寿命的各种因素,进行分析,在企业管理之中,建立起有自己特点的模具管理体系,是间接提高模具使用寿命的有效的措施。
小结:在模具的设计模具制造模具装配及调试三个阶段中,会很大程度上影响到模具的寿命,从这几个方面入手能有效地延长模具寿命。