《模具失效分析与故障处理-教学资料包》17861-模具失效分析与故障处理-模块2.ppt
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1、模块二 影响模具失效的因素,模具工作中,承受机械载荷、热负荷和环境介质等作用而不失效的能力,称为模具的承载能力。 实际上,分析影响模具失效的基本因素,也就是分析影响模具承载能力的因素,除了模具的工作条件以外,还有模具结构及零件结构、模具材料、模具毛坯的锻造与预处理、模具的冷加工缺陷、模具的热处理缺陷、模具的表面处理缺陷、模具的装配、模具的使用与保养等。,模块二 影响模具失效的因素,学会从模具设计的角度分析影响模具失效的因素。 掌握模具几何形状、模具结构形式对模具失效的影响。 熟悉模具工作条件中的各要素对其失效的影响形式。 掌握模具工作条件各要素影响其失效的对策措施。 掌握模具材料的各种使用性能
2、和工艺性能。 掌握模具材料的使用性能与失效的关系,模具钢冶金质量对模具失效的影响。 掌握模具材料的选用。 熟悉模具制造环节对其失效的影响的内容。 掌握模具零件毛坯锻造缺陷与预处理、模具的冷加工缺陷、模具的热处理缺陷、模具的表面处理缺陷和模具的装配缺陷对模具失效的影响因素及防止。 初步学会如何灵活运用失效分析理论来正确剖析失效的事例,从而找到相对应的延缓或防避的对策措施。,任务一 模具结构及零件结构的影响,模具失效的基本原因,按全面质量管理的观点,首先要从失效的源头找起。 一切产品质量的源头均来自于产品设计,模具失效的源头就是模具设计,模具的设计主要是指结构设计。对于模具的结构设计有哪些因素可能
3、导致模具失效呢?这是本任务要探讨的重点。,任务一 模具结构及零件结构的影响,模具的设计从概念上讲有两个层面,一个是模具产品的设计;另一个是制作工艺的设计。 本任务是研究模具产品的设计,工艺设计则安排在另一个任务里研究。 模具产品的设计主要是根据企业生产产品的工艺要求而进行的模具结构设计和几何形状的设计。 关于模具本身设计的零部件选材问题,因为很重要,将另做安排分析。 下面将重点研究模具结构与几何形状对模具失效的影响分析和解决办法。,任务一 模具结构及零件结构的影响,一、模具的几何形状对模具失效的影响 1. 圆角半径,不同拐角形式应力集中源的应力图,冷挤压凹模截面处圆角的大小对模具失效的影响,任
4、务一 模具结构及零件结构的影响,2. 几何角度,凹模锥角对挤压力的影响,任务一 模具结构及零件结构的影响,各种不同端部形状的反向挤压凸模,任务一 模具结构及零件结构的影响,反挤压黑色金属的凸模形状对单位挤压力的影响曲线,任务一 模具结构及零件结构的影响,冷冲压变薄 拉深过程示意图,任务一 模具结构及零件结构的影响,二、模具的结构形式对模具失效的影响 1. 整体式模具和组合式模具,塔形锻造凹模结构,任务一 模具结构及零件结构的影响,正挤压空心零件的结构形式,任务一 模具结构及零件结构的影响,凸模的组合形式,任务一 模具结构及零件结构的影响,弯曲凹模组合形式,任务一 模具结构及零件结构的影响,实心
5、镶块与空心镶块分割结构比较,任务一 模具结构及零件结构的影响,组合冷镦凹模,任务一 模具结构及零件结构的影响,预应力镶套式组合凹模 汽车轮胎螺母凹模结构示意图,任务一 模具结构及零件结构的影响,刃口间隙对冷冲模寿命的影响,2. 模具的工作间隙,任务一 模具结构及零件结构的影响,3. 模具的结构刚度,塑料注射模和冷冲裁模常用导向结构,任务一 模具结构及零件结构的影响,注射模支撑垫板的受力和变形 塑料注射模加支撑,用斜面加强凹模,任务一 模具结构及零件结构的影响,顶杆的结构形式,任务一 模具结构及零件结构的影响,4. 模具的工作载荷,冲头单位压力与其寿命的关系曲线,改变工件形状和冷挤压工艺,任务一
6、 模具结构及零件结构的影响,预成形毛坯,任务一 模具结构及零件结构的影响,顶杆的结构形式 细型芯侧进料注射模改进结构,任务一 模具结构及零件结构的影响,5. 模具基础件 模具基础件是机械载荷的最终承受者,如冷冲模上、下模架,凸、凹模固定板;型腔模上、下模及其固定板等。要根据实际工作载荷的大小,保证其足够的强度和刚度。 如果模具在使用过程中,基础件一旦发生变形,尤其是中、大型模具,将对有精确配合运动要求的零部件(如冲裁模中的凸模和凹模、导柱和导套等)产生极大影响,它改变了模具的初始精度,形成配合间隙不均、偏载,模具承受的载荷和摩擦力增加。对直接参与成形的工作零件,侧面和(或)端面磨损加剧。变形严
7、重者,对于直径较小的冲头,可能造成冲头折断、崩刃、掉块,凹模刃口塌陷、掉块等;对直径较大的冲头,可能造成冲头变形镦粗、刃口崩刃等,凹模刃口塌陷、断裂等,使模具无法修复而失效。,任务一 模具结构及零件结构的影响,塑料模具结构图片 单分型面注射模,任务一 模具结构及零件结构的影响,双分型面注射模,任务一 模具结构及零件结构的影响,压铸模,任务二 模具工作条件的影响,经分析查证,在排除了因模具设计基本因素影响模具使用寿命后,影响模具失效的基本因素主要是其工作条件。 模具正常工作状态应包括成形加工件的材质及成形温度区间、成形设备的工作特性、模具的正确使用和日常维护保养等方面的内容。由工作状态形成的特定
8、工作条件是否妥当,将会对模具的使用寿命产生怎样的影响,其一般规律如何,正是本任务的主题。,任务二 模具工作条件的影响,影响模具工作有效期质量的分析思路应从人、机、料、法、环境等“4M1E”五个主要因素切入进行分析。使用模具的人,对模具的正确使用方法和维护要领是否到位;模具使用的成形设备特性是否满足工艺要求;工艺要求的成形材质及成形温度是否达标都有可能对模具的失效产生直接的影响。经分析逐一排查验证后,必将最终确定影响模具工作的基本要因,则可采取行之有效的措施加以解决。 “4M1E”:4M是指Man(人),Machine(机器),Material(材料),Method(方法);1E是指Enviro
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