模具寿命与失效第一章绪论发展精密、高效、长寿命模具大量发展多工位模具和多型腔模具目的：提高成型机床一次行程生产的数量；满足市场竞争，产品不断更新换代的需要。高精密、高效率生产需要长寿命模具发展高效、精密、数控自动化加工设备模具制造实行标准化、专业化、商品化。模具成为一种高技术密集型产品。发展各种简易模具技术模具寿命的高低是衡量模具质量的重要指标之一。模具寿命的高低不仅影响产品质量，还影响生产率和成本。一、模具发展对模具寿命的影响传统的观念认为模具本身就是成本昂贵的工具，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。模具成本高已被接受，模具报废之后只需重做一套即可。因此缺乏从模具寿命的角度进行经济效益分析的意识。从模具发展趋势中的高精度要求来看：例如：通过现代的加工技术可以获得模具型腔或型孔的高精度，但由于模具表面的磨损，很小的磨损量都可能超过制件的使用精度，使模具的寿命终结。从模具发展趋势中大型化、复杂化要求来看大型、高效模具，受力大易使模架、模板、复杂型腔及顶出杆等结构产生过量的变形，造成模具无法正常工作而报废，因此需要提高这些模具零件的受力性能。这些事实说明提高模具寿命的研究对模具工业发展意义重大。二、失效分析的意义失效学是研究机械装备的失效诊断、失效预测和失效预防的理论、技术和方法及其工程应用的一门新兴的学科。借助工程力学、材料科学及交叉学科的发展和电子光学仪器测试技术的进步，实现对大量工程失效现象的行为规律与机理的研究。失效学的理论基础：近代材料科学与工程、工程力学和疲劳学科等对断裂、腐蚀和磨损的深入研究，积累了相当丰富的具有创新意义的观点、见解和物理模型；失效学的技术基础：现代检测仪器、仪表科学的迅猛发展，检测技术的不断提高，特别是断口、裂纹和痕迹分析等技术体系的建立、发展和完善；失效学的方法基础：数理统计学科的完善，模糊数学的突起，可靠性工程的发展与应用，以及电子计算机的广泛普及。因此失效学的发展依赖于上述三者的融会贯通，得以逐步建立、发展和完善。将失效学的理论、技术和方法用于对模具失效的科学分析，可以达到防止类似失效在模具设计寿命范围内再发生的目的。任何模具的失效都是在材料的强度、韧性与应力因素和环境条件不相适应的条件下发生的；失效总是从模具对服役条件最不适应的环节开始；失效模具的残骸上必然会保留失效过程的信息。通过对模具失效残骸的研究，可查明失效的机理和过程，并对失效的原因做出判断从而可有针对性地采取改进和预防措施，避免同类失效的再发生。研究模具寿命与失效的意义模具成型工艺及分类本课程的性质与任务3）掌握分析模具失效的方法，培养解决问题的能力，为合理的模具设计与模具加工奠定必备的基本理论知识，从而达到提高模具寿命的目的。课程学习要求：3）认识提高模具寿命的重要性，掌握有关因素对模具寿命的影响和影响模具失效的基本因素，并能正确应用这些规律指导模具的设计与制造。4）具有正确选择模具材料和模具热处理工艺的能力和将所学知识用于模具设计、模具加工、模具使用和管理的能力。本课程的知识基础:工程材料与加工基础、工程力学、金属塑性成型原理、塑料加工设备和工艺、模具设计、模具制造工艺等课程。学习中，需要运用学过的专业基础和专业课中的知识，结合模具结构和生产的特点，来掌握本课程的知识。学完之后又为合理的模具设计和加工服务。学习方法：为了更好的学习和掌握模具寿命与失效的学习内容，下面采用思维导图的学习方式介绍本课程的学习方法。思维导图是一种帮助记忆的流程图。本课程的性质与任务本课程的性质与任务学习中，通过思维导图可以了解到与模具寿命研究所关联的内容；在实际中，知道采用哪些方法去解决哪些因素的问题；解决问题需要掌握哪些理论和工艺知识；要想真正掌握失效分析方法还应学习哪些方面的知识。从中能够很容易的掌握学习的重点。第二章模具寿命与工业生产的关系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。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生产才有真正的实际意义。2.模具寿命对工业生产的影响3）模具的寿命影响到一些先进的高效率、多工位加工设备的正常效能的发挥。如多工位轴承环高速锻锤、多工位大型冷镦机、钢球滚球冷镦机等往往由于其模具寿命低而难以发挥效率。4）模具寿命也影响到模具钢的消耗，特别是合金模具钢的消耗，寿命低易造成人力、物力大量浪费。二、模具寿命与失效的术语定义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、成形次数、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、制件成形温度、冷却润滑条件等因素都有关系。3．模