23.6 模具寿命

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模具相互运动、摩擦的零件由于热疲劳，也会导致零件表面咬合。因此有的可选用热模 钢制造。

① 局部塑性变形失效注塑模模腔在成型压力和成型温度作用下，因局部发生塑性变 形而导致模具不能继续使用的现象叫做塑性变形失效，具体表现为：表面出现麻点、发生起 皱、局部出现型腔塌陷或凹陷、型腔胀大、型孔扩大、动模棱角纵向弯曲等。产生变形失效 的主要原因是用材质选用欠佳，模腔材料强度不足，热处理工艺不合理或不当，表面硬化层 太薄，造成氧化磨损、粘离磨损，造成模具零件工作部位强度偏低。

② 断裂失效注塑模在使用过程中，模腔内或动模芯局部因为应力集中而产生裂纹或 断裂的现象叫做断裂（裂缝、劈裂、折断、胀裂等）失效。这种失效形式多发生在几何形状 比较复杂的模具，发生部位一般都是在设计不当型腔中的尖角处或薄壁处。材质选用高韧性 的钢材，对模具结构进行合理设计，必要时采用镶块结构，当失效发生时便于对断裂部位进 行更换和维修。

注意：零件加工后，会产生加工应力，要做好应力消除处理。

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23.5.1模具寿命的定义

模具的使用寿命是指在保证产品零件质量的前提下，模具所能加工的制件的总数量，它 包括工作面的多次修磨和易损件更换后的使用寿命。模具寿命是指模具自正常服役至失效期 间内所能完成制品加工的次数。

模具使用寿命=工作面的一次使用寿命X修磨次数X易损件的更换次数 23.5.2影响模具寿命的因素

模具失效的原因很多，也就是影响模具寿命的因素很多，主要有六大方面：模具结构设 计、制造加工工艺、模具材料选用及热处理、使用和维护保养，如图23-1的鱼翅图所示。

     

        ① 模具结构设计。合理的模具结构有助于提高模具的承载能力，减轻模具零件的承载 机械负荷。例如，模具零件对应力集中十分敏感，当承力件横截面尺寸变化很大时，零件交 角处和尖角处，最容易由于应力集中而开裂。因此，零件横截面尺寸变化处理是否合理，模 具零件的插碰、锥度设计的合理性，对模具使用寿命影响较大。

② 模具材料选用。应根据产品零件生产批量的大小选择模具材料。生产批量越大，对 模具使用寿命的要求也越高，因此应选择承载能力强、使用寿命长的高性能模具材料。

模具材料的基本性能包括使用性能和工艺性能，提高模具的使用性能可以从强度、硬 度、耐磨性及热疲劳性能等方面考虑。模具的工艺性能，包括锻造工艺性能、切削加工性 能、热处理工艺性能及淬透性。

根据模具的工作条件合理选用高强度、高韧性的合金材料，是保证模具安全和经济合理 的关键因素。

③ 模具零件的制造工艺及加工质量。模具零件在机械加工、电火花加工、锻造、预处 理、淬火硬化以及表面处理时产生的缺陷，都会对模具的耐磨性、抗咬合能力、抗断裂能力 产生显著的影响。例如，模具表面粗糙度、残存的刀痕、电火花加工的显微裂纹、热处理时 的表层增碳和脱碳等缺陷，都会给模具的承载能力和使用寿命带来影响。切削加工中，不当 的磨削工艺如进给量过大、冷却不充足等，容易烧伤模具表面或产生磨削裂纹、降低模具疲 劳强度和断裂抗力以及产生显微裂纹，导致模具变形、开裂和表面剥落。加工中的质量问 题，尤其是加工表面的质量问题会显著影响模具的耐磨性、断裂力、疲劳强度及热疲劳 抗力。

④ 零件的尺寸及装配精度、表面质量、硬度等都与模具使用寿命有直接的关系。

⑤ 模具的维护。模具工作时，使用设备的精度与模具表面的清洁、滑动部件的润滑、 模具的热平衡等都会对模具使用寿命产生影响。

⑥ 模具的使用。如模温和熔料温度、注射压力、注塑量的参数选用不当，都会使模具 损坏，提前失效。