《塑料模具设计》课程电子教案（PPT教学课件）第一章 绪论、第二章 塑料制品的设计、第三章 塑料注射模具设计

对H13热作模具钢试样进行600 ℃等温疲劳实验，通过显微维氏硬度计、金相显微镜（OM）、超景深显微镜和扫描电子显微镜（SEM）等设备研究了0.7%，0.9%和1.1%三种不同应变幅对疲劳行为的影响。结果表明：应力应变滞后回线呈现对称性，应变幅越大，滞回环面积越大。H13钢在实验中呈现循环软化的特征，应变幅越大，疲劳寿命越短，1.1%应变幅试样寿命约为0.7%应变幅试样的61.2%。应变幅的增加对裂纹萌生和扩展起促进作用，1.1%应变幅试样裂纹扩展最明显。高温非真空实验条件下，材料表面产生的氧化物也会促进裂纹扩展。疲劳后试样微观组织发生明显的长大和粗化，较大应变幅对碳化物析出有更大的助力，还会加速材料软化。有应变幅试样显微硬度远低于无应变幅试样

采用圆环压缩法和挤压–模拟法测定Zr-4合金有润滑条件下的摩擦因子，讨论了2种方法所测定摩擦因子存在差异的原因。研究结果表明，在模具（砧面）粗糙度Ra = 0.6 μm、实验温度700～800 ℃的条件下，采用圆环压缩法获得的Zr-4合金与模具的摩擦因子为0.18～0.27，摩擦因子随实验温度的升高而增大。挤压温度为750 ℃时，采用挤压–模拟法获得的热挤压平均摩擦因子为0.35。测试结果存在较大差异的原因，是由于挤压过程润滑剂的剪切速率较圆环压缩实验大得多，且挤压过程中润滑剂所受压应力约为圆环压缩实验中的两倍，从而导致润滑剂黏度的增大，表现为摩擦因子较高。圆环压缩法获得的摩擦因子更适合于Zr-4合金的锻造等热加工工况

采用轴向应变幅控制的低周疲劳试验研究了总应变幅对4Cr5MoSiV1热作模具钢700 ℃低周疲劳行为的影响，包括循环应力响应行为、循环应力应变行为、循环迟滞回线和应变疲劳寿命行为等。结果表明：随着总应变幅从0.2%增大到0.6%，4Cr5MoSiV1钢在700 ℃时循环应力响应均表现为先循环硬化再循环软化的特性，并且应力幅最大值从220 MPa增大到308 MPa。同时，随着总应变幅的增大，4Cr5MoSiV1钢在700 ℃下的低周疲劳寿命由6750循环周次降低到210循环周次，且其过渡寿命约为1313循环周次。疲劳断口形貌分析结果显示，高温低周疲劳过程中裂纹主要萌生于试样表面处，且随着应变幅增大，裂纹源逐渐增多，疲劳条纹间距变宽，其断裂方式由韧性断裂转变为脆性断裂。透射电镜分析结果显示，循环软化可能与板条结构转变为胞状结构、基体发生位错湮灭、碳化物的析出和粗化有关

上次课我们一起学习了“第八节冲裁模的典型结构”。在这节里,我们 认识了冲裁模常见的三大类模具的典型结构。 点:“1单工序冲裁模、级进模、复合模的特点比较” 单工序冲裁模、级进模、复合模。我们一起来回顾一下

一、模具CAD的基本概念 二、冲模CAD应用系统介绍 三、模具CAD的基础理论 四、冲模CAD/CAM系统的开发方法

通过热处理制备出具有回火马氏体组织、下贝氏体组织以及粒状贝氏体组织的718钢，利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、万能拉伸实验机比较其显微组织及力学性能。同时借助高速铣削实验及光学轮廓仪，研究力学性能以及组织结构对切削性能的影响。结果表明，当切削速度低于145 m·min?1时，贝氏体组织类型比回火马氏体组织更易切削，切削贝氏体组织比切削回火马氏体组织的刀具使用寿命高30%～40%。当切削速度高于165 m·min?1时，马氏体组织发生了加工软化现象，刀具使用寿命提高，切削性能上升。粒状贝氏体组织加工表面因为严重的刀具黏附而出现背脊纹路，马氏体组织具有最佳的切削表面粗糙度。综合考虑之下，三种组织的综合切削性能从高到低排序为：下贝氏体组织、马氏体组织、粒状贝氏体组织，采用300 ℃等温淬火工艺可以有效提升718塑料模具钢的综合切削性能

轧件发生局部变形是楔横轧的主要工艺特征，尤其小断面收缩率轧件轴向流动能力弱，内外变形差异显著导致楔横轧成形困难.除了容易产生心部破坏缺陷，在轧件表层一定范围内出现的螺旋组织缺陷，也会降低产品的机械性能.本文通过轧制实验，展示出轧件螺旋组织缺陷宏观上呈现为车削后在表层一定深度范围内沿展宽螺旋线分布的亮带，微观上由轧件表面折叠向内部延伸呈带状分布的组织形态.结合有限元数值模拟方法研究了缺陷产生的主要原因，发现由于成形区的金属发生沿展宽负向的金属流动，导致轧件形成沿展宽螺旋线分布的表面折叠和小轴向应变带.同时，螺旋带附近较大的径向压缩使轧件由表面向内部沿折叠裂纹方向组织具有方向性.采用对模具楔尖倒圆角局部改善金属沿负展宽方向的轴向流动，可以既消除表层螺旋组织缺陷，又避免轧件心部损伤风险，使成形质量满足使用要求.经实验验证，确定了模具楔尖圆角的最优取值

采用高温摩擦磨损试验机研究了HTCS-130和DAC55两种热作模具钢在100~700℃范围内的耐磨性差异及磨损机制, 并结合X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光学轮廓仪等手段对表面相组成、磨损表面、截面形貌等进行分析. 结果表明: 两种钢的磨损率均在100~700℃范围内呈现先增后减的趋势; 其磨损机制表现为在100℃和300℃分别发生黏着磨损和黏着-轻微氧化磨损; 500℃时磨损机制转变为单一氧化磨损, 磨损表面氧化层由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成, 亚表面发生轻微软化并出现塑性变形层; 700℃时磨损进入严重氧化磨损阶段, 氧化物数量急剧增多, 同时由于马氏体基体回复导致材料出现严重软化, 磨损表面形成连续的氧化层. HTCS-130钢优异的热稳定性能使得基体具有较高硬度和更窄的摩擦软化区, 能够更好地支撑氧化层, 从而在700℃下比DAC55钢更耐磨

❖ 机床 Machine Tools ❖ 普通机加工 Machining ❖ 数控加工 NC machining ❖ 电火花加工 Electric-Discharge Machining (EDM) ❖ 整修与抛光 Mould Surface Finishing & Polishing ❖ 电铸 Electroforming ❖ 快速制模 Rapid Tooling