模具寿命与失效

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出版者:化学工业出版社
作者:曾珊琪
出品人:
页数:215
译者:
出版时间:2005-3
价格:25.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787502565435
丛书系列:
图书标签:
  • 模具寿命
  • 模具失效
  • 模具设计
  • 模具材料
  • 模具制造
  • 模具维修
  • 金属材料
  • 疲劳失效
  • 腐蚀失效
  • 磨损失效
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具体描述

本书是材料成型与控制工程专业课教材之一。主要讲述:模具工业的发展状况;模具寿命的基本概念及模具寿命与工业生产的关系;模具失效形式及分析方法;模具性能的指标与测试;模具寿命的影响因素;新型模具材料;模具表面处理技术等。书末还附有模具失效分析实例。全书内容围绕着模具寿命与失效的关系进行论述,力求拓宽理论基础,紧密结合实际,反映国内外模具业的新发展、新材料、新技术。

本书可作为材料成型与控制工程、模具设计与制造、塑性成型工艺与设备及机械制造工艺与设备等专业教学使用。也可供从事模具研究、设计与制造的工程技术人员参考。

机械设计与制造前沿探索:高精度五轴联动加工技术详解 作者:张伟 教授 出版社:高等教育出版社 ISBN:978-7-04-045123-4 --- 内容提要 本书聚焦于当前高端制造领域的核心技术之一——高精度五轴联动加工技术。在全球制造业向智能化、复杂化转型的浪潮中,五轴加工以其卓越的柔性、高效性和对复杂曲面零件的完美适应性,成为了航空航天、模具制造、生物医疗器械等高精尖行业不可或缺的关键技术。本书并非简单地介绍数控技术基础,而是深入剖析了五轴加工从理论基础、误差补偿、刀具路径规划到实际应用的全过程,旨在为读者提供一套系统、深入且极具实战指导意义的知识体系。 全书共分七个主要部分,逻辑清晰,层层递进,力求全面覆盖高精度五轴加工的各个关键环节,特别强调了误差的量化、控制与补偿这一核心挑战。 --- 第一部分:五轴联动基础理论与结构原理 本部分首先回顾了传统三轴加工的局限性,引出了五轴加工在自由曲面制造中的必然性。随后,详细阐述了五轴机床的运动学模型,涵盖了回转轴(A/B/C)与直线轴(X/Y/Z)的各种布局形式(如并联式、串联式、混合式),并对其运动学变换矩阵的构建进行了严谨的数学推导。 重点内容包括: 运动学正解与逆解: 深入分析了在不同轴系配置下,如何精确求解刀尖点与机床坐标系之间的关系,特别是对于奇异点的识别与规避策略。 坐标系转换与对刀点定义: 阐述了工件坐标系、机床坐标系、刀具坐标系之间的复杂转换关系,以及如何通过虚拟轴或机床补偿来简化编程和设置。 刚度分析与动态特性: 探讨了五轴机床在不同姿态下刚度的变化规律,为后续的加工参数优化奠定基础。 --- 第二部分:高级插补算法与运动控制 高精度五轴加工的实现,有赖于先进的插补技术。本部分将视角从硬件结构转向软件控制层面。 五轴插补算法的演进: 对比分析了空间圆弧插补(S-A/B/C)、五轴等步长插补和高速高精度插补(HSC/HPC)算法的优劣。 刀轴矢量控制策略: 详细介绍了多轴同步插补的核心思想,重点讲解了如何保证切削过程中的刀轴方向平稳性,避免因轴间耦合导致的运动中断或加速度突变。 时间同步与伺服控制: 讨论了高速加工中各轴之间的时间延迟补偿和前馈控制,以保证在复杂的空间轨迹下,实际加工点与理想轨迹的高度吻合。 --- 第三部分:误差的建模、识别与实时补偿 这是全书最核心、最具挑战性的部分。五轴机床的误差源比三轴复杂得多,包括几何误差、运动学误差、反向间隙、丝杠螺距误差、机床热变形等。 系统误差模型构建: 基于D-H(Denavit-Hartenberg)参数和变换矩阵,系统地建立了五轴机床的综合误差模型,将所有系统误差量化为坐标轴上的系统性偏差。 误差辨识技术: 介绍并实践了多种激光跟踪仪和球杆仪测试方法,用于精确测量和识别机床的几何误差参数(如轴的垂直度、平行度、回转轴的径向跳动等)。 误差补偿策略: 详细阐述了三种主要的补偿方法: 1. 后处理补偿: 在CAM/NC代码层面修正轨迹。 2. 机床内置补偿: 固化补偿参数到控制器中。 3. 基于反馈的实时补偿: 结合传感器数据对运动进行动态修正(侧重于热误差和残余误差)。 --- 第四部分:高效刀具路径规划与表面质量控制 五轴加工的优势在于其灵活的刀轴方向,这直接影响了加工效率和最终表面质量。 倾斜角度优化策略: 探讨了如何根据材料去除率(Material Removal Rate, MRR)和刀具受力,动态调整刀具的倾斜角度(Tilt Angle),以实现最大化切削效率。 刀具干涉的预防与检测: 重点讲解了加工区域重建(Volume Reconstruction)技术,以及如何通过高级碰撞检测算法,在程序模拟阶段排除刀柄、机床主体与工件间的潜在干涉。 光顺性与残余误差: 论述了如何通过优化刀路步距(Stepover)和进给速率,控制“弓高误差”(Scallop Height),以满足航空叶片等高精度零件对表面粗糙度的严苛要求。 --- 第五部分:特殊曲面加工策略与工艺应用 本部分将理论知识应用于具体的复杂制造场景。 叶片与导管加工: 针对航空发动机叶片(如五轴五面加工),详细解析了“跟随曲面策略”与“基于残余材料的迭代加工策略”。 复杂自由曲面模具的精加工: 讨论了如何利用五轴加工的高刚性,在模具型腔的侧壁和底部实现一刀成型,减少或消除二次修磨环节。 加工策略的自适应: 介绍如何根据切削力的实时监测,在加工过程中动态调整进给速率和主轴转速,确保切削过程的稳定性。 --- 第六部分:机床的精度维护与验证 确保五轴机床长期保持其高精度状态,需要科学的维护流程。 周期性精度检验: 提出了针对五轴机床的ISO 10791等国际标准的周期性检测方案,重点关注其交变误差的测量。 热漂移分析与补偿: 深入探讨了主轴、丝杠因温升导致的热位移模型,并介绍了主动冷却系统和基于温度传感器的补偿技术。 刀具磨损对精度的影响: 分析了刀具磨损对加工精度的渐进性影响,并提出了基于视觉或接触式测量的自动刀具长度和半径补偿方案。 --- 总结与展望 本书通过严谨的理论分析、详尽的数学模型和丰富的工程案例,构建了一个从机理到应用的完整知识体系。它不仅是数控技术专业学生和研究人员的必备参考书,更是面向航空航天、高端装备制造企业中从事高精度五轴编程、工艺优化和设备维护的工程师的实战宝典。本书的最终目标是帮助读者掌握驾驭复杂数控系统的能力,实现从“能加工”到“高精度稳定加工”的跨越。

作者简介

目录信息

读后感

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研究表明:模具的使用寿命与模具结构设计、模具钢材选用、热处理、表面处理、机械加工研磨、线切割工艺,冲压设备、冲压材料及工艺,模具润滑、保养维修水平差等诸多因素有关。其中引起模具失效的各种因素中,模具结构不合理、选材不当约占25%,热处理不当约占45%,工艺问题约...

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研究表明:模具的使用寿命与模具结构设计、模具钢材选用、热处理、表面处理、机械加工研磨、线切割工艺,冲压设备、冲压材料及工艺,模具润滑、保养维修水平差等诸多因素有关。其中引起模具失效的各种因素中,模具结构不合理、选材不当约占25%,热处理不当约占45%,工艺问题约...

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通常情况下,当生产的产品数量很大,模具尺寸较小时,模具材料的成本份额很小,材料的价格可不作为主要考虑的指标,可以尽量选择比较高级的适用模具材料。对于大型形状比较简单的模具,由于模具材料的成本在总成本中占较大的份额,所以应选用价格较低的模具材料,或者是模具本...  

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通常情况下,当生产的产品数量很大,模具尺寸较小时,模具材料的成本份额很小,材料的价格可不作为主要考虑的指标,可以尽量选择比较高级的适用模具材料。对于大型形状比较简单的模具,由于模具材料的成本在总成本中占较大的份额,所以应选用价格较低的模具材料,或者是模具本...  

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研究表明:模具的使用寿命与模具结构设计、模具钢材选用、热处理、表面处理、机械加工研磨、线切割工艺,冲压设备、冲压材料及工艺,模具润滑、保养维修水平差等诸多因素有关。其中引起模具失效的各种因素中,模具结构不合理、选材不当约占25%,热处理不当约占45%,工艺问题约...

用户评价

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《模具寿命与失效》这个书名,就像是一份关于“模具健康档案”的邀请函,我迫不及待地想翻开它,去了解那些关于模具“健康”的秘密。在我接触模具技术的这些年里,我常常为模具的精巧结构和复杂工艺所折服,但同时也对它们脆弱的一面感到无奈。每一次模具的提前失效,都意味着生产线的停滞,意味着不菲的经济损失,更意味着团队士气的低落。我一直想探究,究竟是什么样的“病症”会导致模具“早夭”?是材料本身的缺陷?是设计的不合理?还是生产过程中的“粗暴对待”?我非常期待书中能够详细介绍各种常见的模具失效模式,并对其产生的原因进行深入的剖析,比如塑性变形、脆性断裂、疲劳损伤、磨损、腐蚀等等。我也希望书中能够提供一些关于模具寿命预测的理论模型和实际应用方法,这样我们就可以在模具寿命即将结束时,提前做好准备,避免措手不及。此外,我也想了解,如何通过优化模具材料、改进热处理工艺、以及采用先进的表面强化技术来提高模具的耐磨损性和抗疲劳性,从而延长其使用寿命。我特别希望书中能够包含一些关于模具失效分析的案例研究,通过真实的案例来印证理论知识,让我更容易理解和吸收。

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《模具寿命与失效》这个书名,让我想到了工业生产中一个永恒的难题:如何在保证产品质量的前提下,最大限度地延长关键生产工具的使用寿命,降低生产成本。这不仅仅是一个技术问题,更是一个经济效益和社会效益的综合考量。我一直对模具的设计、制造、使用和维护的整个生命周期充满好奇。尤其是在我工作的领域,我们依赖模具生产高精度的零部件,一旦模具出现问题,整个生产线就会陷入停滞,给公司带来的损失是巨大的。我希望这本书能够提供一些关于模具材料选择、热处理工艺、表面改性技术等方面的深入探讨,这些因素都直接影响着模具的性能和寿命。同时,我也想了解,在实际生产过程中,有哪些因素是导致模具过早失效的“罪魁祸首”?是设计上的缺陷?是制造工艺的不当?还是操作人员的使用不规范?我期待书中能够提供一些系统的分析方法,帮助我们识别和规避这些风险。此外,我特别关注书中是否会探讨一些先进的监测技术,比如在线监测、无损检测等,这些技术可以帮助我们实时了解模具的工作状态,及时发现潜在的隐患。我也希望书中能够提供一些关于模具修复和再制造的技术,延长模具的“二次生命”,这对于节约资源和降低成本都具有重要意义。

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《模具寿命与失效》这个书名,立刻引发了我对生产一线那些“幕后英雄”的思考。在我看来,模具是现代工业的基石,它们默默无闻地工作,生产出我们日常生活中所需的各种产品。然而,模具的“寿命”和“失效”却是每一个制造业从业者都必须面对的现实挑战。我总是好奇,模具的“生命周期”究竟是如何被界定的?是什么样的“病因”会导致它们过早地“告别舞台”?我强烈地期望这本书能够深入浅出地讲解模具在使用过程中所经历的各种磨损、疲劳、腐蚀等现象,并详细阐述这些现象的内在机理。我尤其希望能从书中学习到一些关于如何科学地评估模具剩余寿命的方法,这样我们就可以提前做出合理的维护计划,避免因为模具突然失效而造成的生产中断。此外,我也想了解,除了被动地应对失效,是否有什么主动的方法可以显著延长模具的寿命?例如,是否可以通过改进模具材料的性能,优化模具的设计结构,或者采用更先进的表面处理技术来提升模具的整体耐久性?我也希望书中能够包含一些关于模具失效的典型案例分析,通过这些生动的实例,让我更直观地理解书中的理论知识,并将所学应用于实际工作中。

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这本书的名称《模具寿命与失效》,立刻勾起了我对工程领域中那些微妙平衡的思考。模具,作为工业生产中的核心部件,它们的“寿命”是一个复杂而多维度的概念,而“失效”则意味着生产的停滞和经济的损失。我一直对模具从诞生到最终“退役”的整个生命周期充满好奇。我希望这本书能够深入剖析导致模具失效的各种物理和化学机制,例如材料的疲劳累积、塑性变形的累积、表面磨损的进程,以及在高温、高压、腐蚀性介质等极端工况下的化学反应。我迫切地想知道,是否有什么方法可以让我们“预知”模具的“病变”?书中是否会介绍一些先进的监测技术和数据分析方法,能够帮助我们实时掌握模具的工作状态,并对其剩余寿命进行科学的评估?我更希望能从书中学习到如何通过优化模具的设计、选择合适的材料、采用先进的制造工艺和有效的维护策略,来最大限度地延长模具的使用寿命,提高其可靠性。我也期待书中能够涵盖不同类型模具(例如金属成形模具、塑料模具等)在寿命和失效方面的共性与差异,从而形成更全面的知识体系。

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《模具寿命与失效》这个书名,触及了我内心深处对于“延长工具生命”的渴望。在我的工作中,模具就像是精密操作的“指挥官”,它们的每一次精准动作都依赖于其内在的稳定性和坚固性。然而,我也曾亲身经历过,当这个“指挥官”出现“疲劳”或“损伤”时,整个“战役”就会瞬间陷入混乱。我一直想深入了解,模具的“衰老”过程是如何发生的?是什么样的“外力”或者“内因”加速了它们的“生命流逝”?我猜想,书中一定会详细阐述模具在实际工作中所承受的各种复杂应力状态,以及这些应力是如何在材料内部累积,最终导致微观结构的改变,进而引发宏观的变形或断裂。我尤其希望能从书中学习到关于如何通过精细化的设计和材料选择,来“武装”模具,让它们拥有更强的“抵抗力”,抵御磨损和疲劳的侵蚀。同时,我也期待书中能够提供一些关于模具“健康体检”的实用方法,例如如何通过非破坏性的检测手段来及时发现模具的潜在隐患,以及在问题出现早期,如何采取有效的“急救措施”来阻止其进一步恶化。我也好奇书中是否会涉及到一些关于模具表面工程技术的应用,例如PVD、CVD涂层等,这些技术是否能为模具提供更坚固的“铠甲”。

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这本书的名字《模具寿命与失效》,让我脑海中浮现出无数次因为模具问题而停产的场景,以及团队为此付出的巨大努力。模具作为精密制造的关键环节,其稳定性和可靠性直接关系到生产效率和产品质量。我一直对模具的“健康”问题非常关注,渴望能够找到一种系统性的方法来理解和解决模具的寿命与失效问题。我期待书中能够从宏观到微观,全方位地解析模具在长期服役过程中可能遇到的各种挑战,包括但不限于材料本身的性能退化、在循环加载下的疲劳损伤、以及在恶劣工作环境下的腐蚀与磨损。我希望书中能够提供一些关于失效模式的详细分类和辨析,例如应力腐蚀开裂、疲劳裂纹扩展、表面擦伤、粘着磨损、以及热疲劳等,并且深入探讨每种失效模式的发生机理和影响因素。更重要的是,我渴望书中能够提供一套行之有效的解决方案,指导我们如何通过优化模具设计、选择高性能材料、改进制造工艺,以及实施科学的维护和监测策略,来最大限度地延长模具的使用寿命,降低失效的发生概率。我也期待书中能够包含一些关于模具寿命预测模型和可靠性工程的介绍,帮助我们建立更科学的评估体系。

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这本书的书名《模具寿命与失效》,让我仿佛置身于一个充满挑战的机械世界。在我看来,模具不仅仅是生产线上的冰冷工具,更是承载着精密制造的希望和艺术。然而,模具也并非无坚不摧,它们的“生命”终有尽头,“失效”的阴影也常常笼罩在生产的进程中。我一直对模具为何会“生病”,又如何才能让它们“健康长寿”充满好奇。我猜想,书中一定会深入探讨模具在工作中承受的各种复杂应力,例如拉伸、压缩、弯曲、扭转以及冲击等,并详细分析这些应力是如何累积并最终导致模具材料发生疲劳、塑性变形甚至断裂的。我迫切地想知道,书中是否会为我们揭示各种失效模式的具体发生机制,例如微观层面的裂纹萌生与扩展,宏观层面的磨损痕迹和变形形貌,以及腐蚀性环境对模具材料的侵蚀作用。我更希望能从中学习到一些行之有效的预防措施,例如如何通过优化模具结构设计来分散应力集中,如何选择更具韧性和耐磨性的材料,以及如何通过精密的制造工艺和恰当的热处理来提升模具的整体性能。我也期待书中能够提供一些关于模具状态监测和故障诊断的先进技术,帮助我们在模具出现早期报警信号时,能够迅速定位问题并采取相应的措施。

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这本书的名字《模具寿命与失效》,瞬间勾起了我对精密制造领域那些难以言说的复杂性的思考。在我过去的职业生涯中,我曾亲眼目睹过无数因为模具问题导致的生产中断,那不仅仅是经济上的损失,更是对整个供应链节奏的严重扰乱。每一次模具的突然失效,都像是在平静的水面投下了一颗石子,激起层层涟漪,让原本顺畅的生产流程陷入混乱。我总是忍不住去思考,模具的“寿命”究竟是如何被定义的?它是一个固定不变的数值,还是受到多种因素影响的可变参数?而“失效”这个词,听起来就充满了技术上的挑战和探索的空间。我设想着,书中是否会详细地阐述模具在承受高压、高温、高速运动以及腐蚀性介质等极端条件下的形变和损伤机制?是否会深入剖析材料疲劳、应力腐蚀、磨损、粘着、热损伤等具体失效模式的物理和化学本质?更重要的是,我渴望书中能够提供一些切实可行的方法论,来预测模具的残余寿命,从而进行预防性的维护和及时的更换,避免“事后诸葛亮”式的被动局面。我猜想,书中或许会结合大量的实验数据和模拟分析,来佐证其理论观点,并且提供一套系统性的评估体系,帮助工程师们更科学地判断模具的健康状况。我也期望书中能涵盖不同类型模具(如注塑模、压铸模、冲压模等)在寿命和失效方面的共性与特性,这样我的知识体系会更加全面和系统。

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当我在书架上看到《模具寿命与失效》这本书时,我的脑海中立即闪现出无数与模具相关的场景,那些曾经让我们头疼不已的模具问题,仿佛又浮现在眼前。我记得有一次,一个重要的模具在生产过程中突然出现了裂纹,导致整个批次的零件报废,那次事件对我们团队的士气造成了很大的打击。从那时起,我就开始思考,模具的“生命”究竟是怎样一个过程?它会不会像人类一样,有成长、成熟、衰老、直至最终的“死亡”?我特别想知道,导致模具失效的内在和外在因素到底有哪些?是否可以对这些因素进行量化分析,从而更科学地预测模具的寿命?我希望这本书能够提供一些关于模具失效机理的深入解析,例如材料的疲劳裂纹扩展、表面磨损的机理、以及热应力引起的变形等。我也期望书中能够提供一些关于模具设计优化和制造工艺改进的建议,以提高模具的初始性能和抗疲劳能力。更重要的是,我希望这本书能够提供一些关于模具维护和保养的实用技巧,以及在模具出现早期失效迹象时,如何进行有效的诊断和修复。我也好奇书中是否会涉及一些关于模具寿命试验和寿命评估方法的研究,这些对于我们进行科学决策非常有帮助。

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这本《模具寿命与失效》的书名,让我一下子就联想到了无数个在生产一线摸爬滚打的日日夜夜。记得我刚入行那会儿,对模具的理解仅仅停留在“金属块”的层面,对它的结构、原理、甚至最基本的维护都知之甚少。那时候,每一次模具出现问题,对我来说都是一场突如其来的“灾难”,总是手足无措,只能眼巴巴地看着生产线停摆,听着领导的责骂,心里别提有多窝火。我经常在想,为什么同样是模具,有的能用很久,有的却总是“水土不服”,没过多久就闹脾气?难道这仅仅是运气问题?我内心深处总有一种渴望,想要去探究模具身上那些看不见的“秘密”,想知道它们为什么会“生病”,又该如何去“治愈”。这本书的名字,就像是为我量身定做的一把钥匙,我迫切地希望它能为我打开一扇通往模具深层奥秘的大门,让我不再仅仅是个旁观者,而是能够真正理解模具的“生命周期”,掌握延长它们“寿命”的秘诀,并且在它们“告老还乡”之前,能够预知并解决那些潜在的“健康隐患”。我期待书中能够深入浅出地讲解模具在不同工况下的受力情况,分析导致疲劳、磨损、断裂等各种失效模式的根本原因,甚至能够提供一些实用的检测和维修技巧,让我能够学以致用,在实际工作中少走弯路,提高工作效率,也让我的职业生涯更加顺遂。我尤其好奇,书中是否会提到一些最新的模具设计理念和材料科学的应用,例如新型合金、表面处理技术等,这些前沿的知识无疑能极大地拓宽我的视野,让我站在更高的起点去审视模具工程这个领域。当然,我也希望这本书能够包含一些案例分析,通过真实的生产场景来印证理论知识,让我更容易理解和记忆。

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