模具寿命复习资料

第一章绪论

一、 1、模具成型工艺包括：普通模锻，挤压，拉拔，冲压，压铸，塑料成

型。

2、模具的分类：（1）按模具加工材料的再结晶温度分,分为冷变形模具，

热作模具，温变形模具。

（2）按模具加工坯料的工作温度分，热作模具，冷

作模具，温作模具。

（3）按模具成形的材料分，金属成形模具，非金属

成形模具。

（4）按模具的用途分，锻造模具，冲压模具，挤压

模具，拉拔模具，压铸模具，塑料模具，橡胶模具，陶瓷模具，玻璃模具，其他模具。

3、模具寿命的基本概念：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。

4、模具失效： 模具受到损坏, 不能通过修复而继续服役。广义

上讲，模具失效是指一套模具完全不能再用。 生产中一般指模具的主要工作零件不能再用。

5、模具失效形式：非正常失效（早期失效），正常失效。

非正常失效： 模具末达到一定的工业技术水平下公认的寿命, 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。

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，称模具的正常失效。

6、模具正常寿命：模具正常失效前, 生产出的合格产品的数目 , 称模具

正常寿命，简称模具寿命S。

7、模具失效形式主义有三种：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。 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。

8、 模具成形坯料不同，使用状况不同，其磨损情况不同，但按磨

损机理可分为：磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、气蚀磨损、冲蚀磨损、腐蚀磨损。

9、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。

10、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。

11、粘着磨损按照磨损严重程度分为：轻微粘着磨损，严重粘着磨损

（涂抹，擦伤，胶合）。磨损程度排序：轻微粘着磨损，涂抹，擦伤，胶合。

12、模具和工件的材料对粘着磨损的影响 ： 根据强度理论，脆性材

料的破坏由正应力引起，塑性材料的破坏取决于切应力。

表面接触中最大正应力作用在表面，最大切应

力出现在离表面一定深度。 所以材料塑性越高，粘着磨损越严重。(故模具材料一般选取强度、硬度较高的材料.)

13、（1）相同金属或者互溶性大的材料组成的摩擦副，粘着效应较强，

容易发生粘着磨损。

（2）异性金属或者互溶性较小的材料组成的摩擦副，不易产生粘着磨

损。

相同金属、晶格类型、原子间距、电子密度、电化学性能相近的材料

副互溶性大，易于粘着而导致粘着磨损失

效。 金属与非金属(如塑料、石墨等)，互溶性小，粘着倾向小。

16、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。

17、模具疲劳磨损的外载有：机械载荷和热载荷。因此可分为：机械

疲劳磨损和冷热疲劳磨损。

18、 磨料磨损，粘着磨损，都是起因于固体间的直接接触，如果

两表面间被一层油膜隔开，而两表面中间又没有磨粒存在，则这两种磨损就不会发生，也即说是可以避免的。

但对于疲劳磨损来说，即使摩擦副表面有良好的润滑，疲劳磨损

仍可能发生，因为这种磨损是在循环变化的接触应力多次重复下材料因疲劳而发生的.

19、 对于任何一副机械零件,疲劳磨损一般是难以避免的. 20、磨损的机理：关于疲劳磨损的机理,目前比较集中的有两种学说: 第1种学说：疲劳裂纹从表面产生

第2种学说：疲劳裂纹从接触表面层下产生 21、疲劳裂纹从表面产生：由于外载荷的作用，表面层的应力及摩擦

力引起表层塑性变形，导致表层硬化,最后在表层出现初始裂纹

该裂纹由表面向里发展,经过交变加载后,裂纹发展到一定深度,并呈悬臂梁形状。

随后,在载荷继续作用下,裂纹折断,剥落,形成豆班状凹坑.

22、疲劳裂纹从接触表面层下产生：由于接触应力的作用，在离表面

一定深度的最大切应力处，塑性变形最激烈。在载荷反复作用下而反复变形，使材料局部弱化，在最大切应力处首先出现裂纹。

然后，沿最大切应力的方向扩展到表面，从而形成疲劳磨损。

如果在最大切应力处的附近存在夹杂物等缺陷，则初始裂纹就从这些缺陷处产生。

23、断裂失效： 模具出现大裂纹或分离为两部分和数部分，丧失服

役能力的现象。

24、 模具的断裂是由裂纹萌生及裂纹扩展两个过程来实现的，能对这

两个过程产生影响的因素，也就是影响断裂失效的因素。

25、断裂分类及断裂形式：一)断裂分类

(1)按断裂性质分：塑性断裂、脆性断裂

(2)按断裂路径分：沿晶断裂、穿晶断裂、混

晶断裂(3)按断裂机理分： 一次性断裂、疲劳断裂

模具材料多为中、高强度钢，断裂的性质多为脆性断裂。断裂时不发生或发生较小的宏观塑性变形(小于2％～5％)的断裂称脆性断裂。

26、一次性断裂：按裂纹扩展路径的走向，一次性脆性断裂可分为：

穿晶断裂和沿晶断裂两种类型:

（1）穿晶断裂：因拉应力作用而引起的解理断裂。(解理断裂：沿特

定晶面的断裂。)

当模具材料韧性差，存在表面缺陷、承受高的冲击载

荷时，易发生穿晶断裂。

（2）沿晶断裂:裂纹沿晶界面扩展而造成金属材料的脆断。 ( 一般来

讲晶界键合力高于晶内，只有晶界被弱化时才会产 生沿晶断裂。)

27、晶粒晶界强度和温度的关系：

当温度大于等强温度时，易产生沿晶断裂. 当温度小于等强温度时，易产生穿晶断裂。 28、断裂失效思考题

已知 K1c=20(查表),用探伤手段测得裂纹(或缺陷)尺寸( 即

ac )=0.0002mm 问:有裂纹的这个模具，能承受的最大外载荷是多少(Mpa)? 题2:

已知模具中发现的裂纹长度a0 = 0.0002mm,模具材料最大应力强度

因子Kmax=50,最小应力强度因子kmin=49,C=0.0001,

m=1,模具承受的最大外载荷σc =200 Mpa.

问:有裂纹的这个模具剩余寿命还有多少?

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