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模具寿命

在保证制件品质的前提下，所能成形出的制件数

模具寿命指在保证制件品质的前提下，所能成形出的制件数。它包括反复刃磨和更换易损件，直至模具的主要部分更换所成形的合格制件总数。

基本含义
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。
模具正常寿命
模具正常失效前，生产出的合格产品的数目，叫模具正常寿命，简称模具寿命，模具首次修复前生产出的合格产品的数目，叫首次寿命；模具一次修复后到下一次修复前所生产出的合格产品的数目，叫修模寿命。模具寿命是首次寿命与各次修复寿命的总和。
模具寿命与模具类形和结构有关，它是一定时期内模具材料性能、模具设计与制造水平。模具热处理水平以及使用及维护水平的综合反映。模具寿命的高低在一定程度上反映一个地区、一个国家的冶金工业、机械制造工业水平。
形式及机理
模具种类繁多，工作状态差别很大，损坏部位也各异，但失效形式归纳起来大致有三种，即磨损、断裂、塑性变形。
（1）磨损失效
模具在服役时，与成形坯料接触，产生相对运动。由于表面的相对运动，接触表面逐渐失去物质的现象叫磨损。磨损失效可分为以下几种：
1）疲劳磨损：两接触表面相对运动时，在循环应力（机械应力与热应力）的作用下，使表面金属疲劳脱落的现象称为疲劳磨损。
2）气蚀磨损和冲蚀磨损：气蚀磨损金属表面的气泡破裂，产生瞬间的冲击和高温，使模具表面形成微小麻点和凹坑的现象叫气蚀磨损。冲蚀磨损液体和固体微小颗粒反复高速冲击模具表面，使模具表面局部材料流失，形成麻点和凹坑的现象叫冲蚀磨损。
3）磨蚀磨损：在摩擦过程中，模具表面和周围介质发生化学或电化学反应，再加上摩擦力的机械作用，引起表面材料脱落的现象叫磨蚀磨损。
4）磨损的交互作用摩擦磨损情况很复杂，在一定的工况下模具与工件（或坯料）相对运动中，磨损一般不只是以一种形式存在，往往是以多种形式并存，并相互影响。
（2）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时，成为断裂失效。断裂可分为塑性断裂和脆性断裂。模具材料多为中、高强度钢，断裂的形式多为脆性断裂。脆性断裂又可分为一次性断裂和疲劳断裂。
（3）塑性变形失效
塑料模具在服役时承受很大的应力，而且不均匀。当模具的某个部位的应力超过了当时温度下模具材料的屈服极限时，就会以晶格滑移、孪晶、晶界滑移等方式产生塑性变形，改变了几何形状或尺寸，而且不能修复再服役时，叫塑性变形失效。塑性变形的失效形式表现为镦粗、弯曲、形腔胀大、塌陷等。
模具的塑性变形是模具金属材料的屈服过程。是否产生塑性变形，起主导作用的是机械负荷以及模具的室温强度。在高温下服役的模具，是否产生塑性变形，主要取决于模具的工作温度和模具材料的高温强度。
影响因素
（1）模具结构的影响
模具结构对模具受力状态的影响很大，合理的模具结构能使模具工作时受力均匀，不易偏载，应力集中小。模具种类繁多，形式差别很大，工作环境也不尽相同，下面从几个具有共性的方面加以讨论。
1）圆角半径圆角半径分为外（凸）圆角半径和内（凹）圆角半径。工作部位圆角半径的大小，不仅对成形过程及成形件品质有影响，也对模具的失效形式及寿命产生影响。
2）模具结构形式
①整体模具与镶拼模具整体模具的凹圆角半径很易造成应力集中，并由此引起开裂。
②模具的导向采用导向装置的模具，能保证在模具中各相关零件相互位置的精度，增加模具抗弯曲、抗偏载的能力，避免模具不均匀磨损。
（2）模具工作条件的影响
1）成形件的材料、温度
①材质成形件的材料有金属和非金属。一般来讲，非金属材料的强度低，所需的成形力小，模具受力小，模具寿命高。因此，金属件成形模比非金属成形模的寿命低。
②温度在成形高温工件时，模具因接受热量而升温，随着温度的上升，模具的强度下降，易产生塑性变形。同时，模具同工件接触的表面与非接触表面温度差别很大，在模具中造成温度应力。
2）设备特性
①设备的精度与刚度模具成形工件的力是由设备提供的，在成形过程中，设备因受力将产生弹性变形。
②速度设备对模具及工件的作用力是在一段时间内逐渐增加的，设备速度影响施力过程。设备速度愈高，模具在单位时间内受的冲击力愈大（冲量大）；时间愈短，冲击能量来不及传递和释放，易集中在局部，造成局部应力超过模具材料的屈服应力或断裂强度。因此，设备速度越高，模具越易断裂或塑性变形失效。
3）润滑
润滑模具与坯料的相对运动表面，可减少模具与坯料的直接接触，减少磨损，降低成形力。同时，润滑剂还能在一定程度上阻碍坯料向模具传热，降低模具温度，对提高模具寿命都是有利的。
（3）模具材料性能的影响
模具材料的性能对模具的寿命影响较大，这些性能包括：强度、冲击韧度、耐磨性、耐蚀性、硬度、热稳定性和耐热疲劳性。
（4）模具制造过程的影响
1）在模块锻造时，模块加热和冷却所带来的内外温差会产生温差应力；镦粗、冲孔和扩孔等过程如技术参数选择不当易使锻坯开裂。此外，当锻比超过一定值后，由于形成纤维组织，横向力学性能急剧下降，导致各向异性。
2）在模具的电加工中，会出现不同程度的变质层，此外由于局部骤热和骤冷，还容易形成残余应力和龟裂。
3）模具的热处理
模具热处理安排在模块锻造、粗加工之后，几乎是模具加工的最终工序。模具材料的选用及热处理工序的确定对模具性能的影响极大。
维护与保养
（1）目的：使设备能保持最佳的性能状态和延长使用寿命，确保生产的正常进行。
（2） 适用范围：适用模具的维修和保养。
（3）定时检查、维护：需由模具维修、上下模人员进行定时保养和检查。
（4）加工过后的模具使用电解工超声波清洗法清洗效果更好。清洗的同时起到防锈的作用
1． 每日的例行检查和维护：
1.1 运行中的模具是否处于正常状态
a． 是否有低压锁模保护；b． 活动部位如导柱、顶杆、行位是否磨损，润滑是否良好。要求至少12小时要加一次油，特殊结构要增加加油次数。c． 模具的固定模板的螺丝和锁模夹是否松动；
1.2生产正常状况:检查产品的缺陷是否与模具有关；
1.3下机时要对模具进行全面检查并进行防锈处理: 抹干型腔、型芯、顶出机构和行位等部位水份并喷洒模具防锈剂或涂抹黄油。
1.4下机后的模具要放在指定地点并作好记录：
a．模具状况：完好还是待修。b．下模时的防锈处理方式。
2． 每季的例行检查：
主要是对放置两个月以上没有使用的模具进行清理维护。
2.1打开模具，检查内部防锈效果，有异常情况，须重新进行防锈处理。 长期不使用的模具须涂抹黄油。
2.2 放回原位并作好记录。
制作和检验
模具是机械工业生产的基础工艺装备，是生产工业产品中不可缺少的工具，模具钢制作的模具的性能需要通过严格的生产工艺监督，对模具的制作的原材料也都要必须经过严格的把关，防止模具因材料问题形成早期失效的热处理开裂等缺陷。
模具的原材料的控制从下列几方面进行：
1、宏观检验
化学成分对保证钢材的性能是决定性的，但成分合格，不能全面来说明钢材性能，由于钢材内部组织和成分的不均匀性，宏观检验在很大程度上补充了这方面的不足。宏观检测可以观察钢的结晶情况，钢的连续性的破坏和某些成分的不均匀性。宏观常见8种缺陷：偏析、疏松、夹杂、缩孔、气泡、白点、裂缝、折叠。
2、退火组织的评定
退火的目的，降低钢的硬度，便于机加工，同时也为后续的热处理作组织准备。
3、碳化物不均匀性
Cr12型莱氏体钢，组织中含有大量的共晶碳化物，碳化物不均匀性对使用性能产生非常重要的影响，所以对其碳化物的分布必须有严格的控制。
总而言之，由于模具生产厂和车间的生产对象比较繁琐，并且多少又是单件、小批量，从而为模具生产定额的制定和管理带来一定的难度，再加上各厂和车间的生产方式、设备、技术素质又不太一样，所以在制定定额时，必须要根据本厂和车间的实际情况，找出适当的方法制定出既先进又合理的工时定额，以提高劳动生产率的目的。
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