【正文】 123 模具壽命的影響因素 夾具磨削法 將工件裝夾在專用夾具上，在加工過程中，通過夾具的調(diào)節(jié)或運(yùn)動使工件不斷改變位置、從而獲得所需的形狀。 磨削的原理是把復(fù)雜的成型表面分解為若干段簡單的直平面或圓弧直曲面，然后按照一定的順序，沿著輪廓方向逐點(diǎn)或逐段磨削，使之達(dá)到規(guī)定的加工要求。 105 模具壽命的影響因素 106 模具壽命的影響因素 高徑比對鐓粗變形的影響 107 模具壽命的影響因素 鐓粗鼓形的消除方法 108 模具壽命的影響因素 鐓粗鼓形的消除方法 109 模具壽命的影響因素 拔長類型 (1)平砧拔長 110 模具壽命的影響因素 拔長類型 (2)型砧拔長 111 模具壽命的影響因素 拔長類型 (3)空心件拔長 112 模具壽命的影響因素 拔長的變形與應(yīng)力分布 113 模具壽命的影響因素 拔長的變形與應(yīng)力分布 114 模具壽命的影響因素 橫向折疊 : L0（ h0h） /2 115 模具壽命的影響因素 鍛件截面為圓形時的拔長過程 116 模具壽命的影響因素 在自由鍛中，常用的擴(kuò)孔方法有：沖子擴(kuò)孔和芯軸擴(kuò)孔兩種。如 鼓形滾圓 、端面平整等。 (2)輔助工序 指在坯料進(jìn)入基本工序前預(yù)先變形的工序。 (1)基本工序 指能夠較大幅度地改變坯料形狀和尺寸的工序，也是鍛造過程中主要變形工序。 103 模具壽命的影響因素 組織應(yīng)力 鋼模塊在加熱時開裂的危險性不大，在冷卻過程中的開裂傾向大。 2 成型零部件或毛坯。 對同一產(chǎn)品同一模具材料，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品批量選取最合理的模具結(jié)構(gòu)。 降低產(chǎn)品成本費(fèi)，一方面要提高模具壽命，還要考慮產(chǎn)品批量與模具壽命之間的匹配，應(yīng)使模具壽命略大于產(chǎn)品批量。模具工作時間（ n/60N） 生產(chǎn)率 Q為： 60N/nTTTTnQ4321 ?????99 模具壽命及其對工業(yè)生產(chǎn)的影響 模具壽命與生產(chǎn)率的關(guān)系 模具壽命越長，可以減少安裝調(diào)試時間、減少修模次數(shù)和時間、減少模具裝配時間，從而提高設(shè)備工作率。模具安裝調(diào)試（ T3） 4。模具設(shè)計（ T1） 2。模具壽命的高低在一定程度上反映一個地區(qū)、一個國家的冶金工業(yè)、機(jī)械制造工業(yè)水平。 模具壽命是首次壽命與各次修復(fù)壽命的總和。 模具首次修復(fù)前生產(chǎn)出的合格產(chǎn)品的數(shù)目，叫 首次壽命 。 94 模具失效形式及機(jī)理 第三節(jié) 塑性變形失效及多種失效形式的交互作用 磨損、斷裂、塑性變形等失效形式交互作用，最終導(dǎo)致模具的失效。 93 模具失效形式及機(jī)理 六、影響 斷裂失效的主要因素 （一）模具表面形狀 增大圓角半徑，減少突變，避免尖角，減小應(yīng)力集中。 △ K應(yīng)力強(qiáng)度因子振幅（ △ K= Kmax Kmin） aaKKK ????? ??????? )( m inm a xm inm a xmaCdNda )( ????91 模具失效形式及機(jī)理 五、 斷裂力學(xué)在模具失效分析中的作用 （一）估計模具承載能力 ccCaK ???? cCc aK ?? /?（二）估計模具剩余壽命 由 得 （三）指導(dǎo)修模工藝 ccC aK ????利用 92 模具失效形式及機(jī)理 第三節(jié) 塑性變形失效及多種失效形式的交互作用 一、塑性變形失效 模具在使用過程中，發(fā)生了塑性變形，改變了幾何形狀和尺寸，而不能修復(fù)再服役時，稱為塑性變形失效。 mKCdNda )( ?? C、 m為材料常數(shù)。 89 模具失效形式及機(jī)理 四、 疲勞斷裂 90 模具失效形式及機(jī)理 四、 疲勞斷裂 （三）裂紋擴(kuò)展速率 在裂紋擴(kuò)展第二階段，裂紋每經(jīng)過一個加載 卸載循環(huán)后，便增加了一段長度 △ a。 當(dāng)應(yīng)力變?yōu)閴簯?yīng)力時，滑移沿相反方向進(jìn)行，裂紋表面被壓縮（ d）。 方向產(chǎn)生滑移，(b)中箭頭所示。 88 模具失效形式及機(jī)理 裂紋疲勞條帶的產(chǎn)生過程（疲勞裂紋的擴(kuò)展過程） 裂紋張開 —鈍化 —變銳的模型： (a)表示交變應(yīng)力為零時，裂紋閉合的圖形。 87 模具失效形式及機(jī)理 四、 疲勞斷裂 （二）裂紋擴(kuò)展 兩個階段： 第一階段： 裂紋與拉應(yīng)力方向呈 45o角。 （一）裂紋萌生 ：尺寸過渡處、刀痕、劃痕 86 模具失效形式及機(jī)理 （一）裂紋萌生 模具在尺寸過渡、刀痕、磨痕等處易產(chǎn)生應(yīng)力集中。 84 模具失效形式及機(jī)理 二、 斷裂分類 斷口形貌 結(jié)晶狀斷口 85 模具失效形式及機(jī)理 四、 疲勞斷裂 模具在循環(huán)載荷下服役一段時間后發(fā)生的斷裂。 一般來講，溫度較低時，易發(fā)生穿晶斷裂；溫度較高時，易發(fā)生沿晶斷裂。如鋼中晶界上存在 P、 S、 As、Sb、 Sn 等元素的化合物。 如 AlN粒子在晶面分布，將產(chǎn)生微孔聚合型沿晶斷裂。 根據(jù)斷裂能量消耗最小原理，裂紋的擴(kuò)展路徑總是沿著原子鍵合力最薄弱的表面進(jìn)行?？梢愿鶕?jù)河流花樣的流向，判斷解理裂紋在微觀區(qū)域內(nèi)的擴(kuò)展方向。解理裂紋擴(kuò)展過程中，眾多的臺階相互匯合，便形成了河流花樣。 81 模具失效形式及機(jī)理 解理斷裂通常是宏觀脆性斷裂，它的裂紋發(fā)展十分迅速，常常造成零件或構(gòu)件災(zāi)難性的總崩潰。但新形成的位錯線在 (001)面上，由于 (001)不是體心立方金屬的固有滑移面，故 [001]為不動位錯。這種應(yīng)力集中有兩種可能：一種為激發(fā)鄰近晶粒的位錯源，產(chǎn)生新位錯，使屈服從一晶粒傳播到另一晶粒；另一種假如不能使鄰近晶粒屈服，則在某一方面上（與滑移方向呈 θ角） 因產(chǎn)生的最大拉應(yīng)力達(dá)到理論斷裂強(qiáng)度時便會產(chǎn)生解理裂紋。 78 模具失效形式及機(jī)理 解理裂紋的產(chǎn)生，并不是靠先天存在的裂紋，而是靠塑性變形。 77 模具失效形式及機(jī)理 （一）穿晶斷裂 該理論的核心是位錯遇障礙受阻，形成位錯塞積群，產(chǎn)生應(yīng)力集中。 解理斷裂常見于體心立方和密排六方金屬及合金，低溫、沖擊載荷和應(yīng)力集中常促使解理斷裂的發(fā)生。 76 模具失效形式及機(jī)理 三、 一次性斷裂 包括穿晶斷裂，沿晶斷裂 （一）穿晶 斷裂 是一種解理斷裂，指沿著特定的晶面的斷裂。 2）疲勞斷裂 指在較低應(yīng)力下，經(jīng)反復(fù)使用，裂紋緩慢擴(kuò)展后發(fā)生的斷裂。 1）一次性斷裂 指在 承受很大變形力或在沖擊載荷的作用下，裂紋產(chǎn)生并迅速發(fā)展所造成的斷裂。 75 模具失效形式及機(jī)理 脆性斷裂 脆性斷裂 指斷裂時不發(fā)生塑性變形或只發(fā)生很小的塑性變形（小于 25%）的斷裂。一般規(guī)定光滑拉伸試樣的斷面收縮率小于 5％為脆性 斷裂 ；大于 5％為韌性斷裂。 下面計算 ry的值。 z?ys? s? sys ??? 22 022222rKRS?? ???220 4SKr????67 模具失效形式及機(jī)理 （四） 小范圍屈服條件下應(yīng)力強(qiáng)度因子 KI的修正 KI的修正 前面介紹，假設(shè)裂紋尖端不存在屈服區(qū)時，則在θ=0的裂紋平面內(nèi)， rKy ?? ? 20?? ? 其分布如 圖 321中 FBE，當(dāng)發(fā)生松弛后，屈服區(qū)域x 軸上的極限尺寸為 R，實(shí)際的應(yīng)力分布如圖 321中ABCD所示。 66 模具失效形式及機(jī)理 （四） 小范圍屈服條件下應(yīng)力強(qiáng)度因子 KI的修正 2. 考慮應(yīng)力松弛對塑性區(qū)大小的修正 平面應(yīng)變下，由于 為拉應(yīng)力，裂紋尖端的材料處于三向拉應(yīng)力狀態(tài)。 64 模具失效形式及機(jī)理 （四） 小范圍屈服條件下應(yīng)力強(qiáng)度因子 KI的修正 2. 考慮應(yīng)力松弛對塑性區(qū)大小的修正 令 AC=R，則 SrryySKdrrKdrR????? ?2000002)( ??? ???? ??0222 rKRS?? ???則： 由此可得，應(yīng)力松弛后，屈服區(qū)域在 x 軸上擴(kuò)大了一倍。 y? y? 由于 BE和 CD兩段均代表彈性應(yīng)力場的變化規(guī)律，因此其下的面積相等。 在未屈服以前，裂紋尖端 θ=0的平面內(nèi)法向應(yīng)力分布