【文章內容簡介】 具企業(yè)需要做大做精，要根據市場需求，及技術、資金、設備等條件，確定產品定位和市場定位，這些做法尤其值得小型模具企業(yè)學習和借鑒，集中力量逐步形成自己的技術優(yōu)勢和產品優(yōu)勢。所以，我國模具企業(yè)必須積極努力借鑒國外這些先進企業(yè)的經驗，以便其未來更好的發(fā)展。 模具種類模具種類很多，根據加工對象和加工工藝可分為：①加工金屬的模具。包括沖壓模 ( 如沖裁模、彎曲模、拉深模、翻孔模、縮孔模、起伏模、脹形模、整形模等)、鍛模(如模鍛模、鐓鍛模等)以及擠壓模和壓鑄模等。②加工非金屬和粉末冶金的模具。包括塑料模(如注射模、壓塑模和擠塑模等) 、橡膠模和粉末冶金模等。根據結構特點，模具又可分為平面的沖裁模和具有空間的型腔模。模具一般為單件，小批生產。圖45 1078烤盤整底模具 模具選材模具選材是整個模具制作過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)。模具選材需要滿足三個原則，模具滿足耐磨性、強韌性等工作需求，模具滿足工藝要求，同時模具應滿足經濟適用性。 模具制作經驗模具的原材料的控制從下列幾方面進行：（1）宏觀檢驗化學成分對保證鋼材的性能是決定性的，但成分合格，不能全面來說明鋼材性能，由于鋼材內部組織和成分的不均勻性，宏觀檢驗在很大程度上補充了這方面的不足。宏觀檢測可以觀察鋼的結晶情況，鋼的連續(xù)性的破壞和某些成分的不均勻性。標準《結構鋼的低倍組織缺陷評級圖》GB1979宏觀常見8種缺陷：偏析、疏松、夾雜、縮孔、氣泡、白點、裂縫、折疊。（2）退火組織的評定退火的目的，降低鋼的硬度，便于機加工，同時也為后續(xù)的熱處理作組織準備。碳素工具鋼退火組織按GB1298第一級別評級圖評定。（3）碳化物不均勻性Cr12型萊氏體鋼，組織中含有大量的共晶碳化物，碳化物不均勻性對使用性能產生非常重要的影響，所以對其碳化物的分布必須有嚴格的控制。總而言之，由于模具生產廠和車間的生產對象比較繁瑣，并且多少又是單件、小批量，從而為模具生產定額的制定和管理帶來一定的難度，再加上各廠和車間的生產方式、設備、技術素質又不太一樣，所以在制定定額時，必須要根據本廠和車間的實際情況，找出適當的方法制定出既先進又合理的工時定額，以提高勞動生產率的目的。 模具制造模具設計制作的要求是：尺寸精確、表面光潔；結構合理、生產效率高、易于自動化；制造容易、壽命高、成本低；設計符合工藝需要，經濟合理。模具結構設計和參數選擇須考慮剛性、導向性、卸料機構、定位方法、間隙大小等因素。模具上的易損件應容易更換。對于塑料模和壓鑄模，還需要考慮合理的澆注系統(tǒng)、熔融塑料或金屬流動狀態(tài)、進入型腔的位置與方向。為了提高生產率、減少流道澆注損失，可采用多型腔模具，在一模具內能同時完成多個相同或不同的制品。在大批量生產中應采用高效率、高精度、高壽命的模具。沖壓模應采用多工位級進模，可采用硬質合金鑲塊級進模，以提高壽命。在小批量生產和新產品試制中，應采用結構簡單、制造快、成本低的簡易模具，如組合沖模、薄板沖模、聚氨酯橡膠模、低熔點合金模、鋅合金模、超塑性合金模等。模具已開始采用計算機輔助設計(CAD)，即通過以計算機為中心的一整套系統(tǒng)對模具進行最優(yōu)化設計。這是模具設計的發(fā)展方向。圖46 蒸蛋杯成型凹模模具制造按結構特點，分為平面的沖裁模和具有空間的型腔模。沖裁模利用凸模與凹模的尺寸精確配合，有的甚至是無間隙配合。其他鍛模如冷擠壓模、壓鑄模、粉末冶金模、塑料模、橡膠模等都屬于型腔模，用于成形立體形狀的工件。型腔模在長、寬、高 3個方向都有尺寸要求，形狀復雜，制造困難。模具生產一般為單件、小批生產，制造要求嚴格、精確，多采用精密的加工設備和測量裝置。平面沖裁模可用電火花加工初成形，再用成形磨削，坐標磨削等方法進一步提高精度。成形磨削可用光學投影曲線磨床，或帶有縮仿、修打砂輪機構的平面磨床，也可在精密平面磨床上采用專用成形磨削工具磨削。坐標磨床可用于模具的精密定位，以保證精密孔徑和孔距。也可用計算機數控(CNC)連續(xù)軌跡坐標磨床磨削任何曲線形狀的凸模和凹模。型腔模多用仿形銑床加工、電火花加工和電解加工。將仿形銑加工與數控聯合應用和在電火花加工中增加三向平動頭裝置，都可提高型腔的加工質量。電解加工中增加充氣電解可提高生產效率。計算機數控多軸銑床加工、坐標磨削和加工中心機床，是型腔模加工的重要設備。型腔的表面研磨和拋光一般采用電動或風動工具，配以各種研磨、拋光輪和研磨膏粉，也可采用超聲波研磨、擠壓珩磨、化學拋光等方法。三坐標測量機和光學投影比較儀是模具制造中常用的精密測量設備。 模具滿足工作條件要求（1）耐磨性 坯料在模具型腔中塑性變性時，沿型腔表面既流動又滑動，使型腔表面與坯料間產生劇烈的摩擦，從而導致模具因磨損而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。硬度是影響耐磨性的主要因素。一般情況下，模具零件的硬度越高，磨損量越小，耐磨性也越好。另外，耐磨性還與材料中碳化物的種類、數量、形態(tài)、大小及分布有關。（2）強韌性 模具的工作條件大多十分惡劣，有些常承受較大的沖擊負荷，從而導致脆性斷裂。為防止模具零件在工作時突然脆斷，模具要具有較高的強度和韌性。模具的韌性主要取決于材料的含碳量、晶粒度及組織狀態(tài)。（3）疲勞斷裂性能 模具工作過程中，在循環(huán)應力的長期作用下，往往導致疲勞斷裂。其形式有小能量多次沖擊疲勞斷裂、拉伸疲勞斷裂接觸疲勞斷裂及彎曲疲勞斷裂。模具的疲勞斷裂性能主要取決于其強度、韌性、硬度、以及材料中夾雜物的含量。（4）高溫性能 當模具的工作溫度較高進，會使硬度和強度下降，導致模具早期磨損或產生塑性變形而失效。因此，模具材料應具有較高的抗回火穩(wěn)定性，以保證模具在工作溫度下，具有較高的硬度和強度。（5）耐冷熱疲勞性能 有些模具在工作過程中處于反復加熱和冷卻的狀態(tài)，使型腔表面受拉、壓力變應力的作用，引起表面龜裂和剝落，增大摩擦力，阻礙塑性變形，降低了尺寸精度，從而導致模具失效。冷熱疲勞是熱作模具失效的主要形式之一，幫這類模具應具有較高的耐冷熱疲勞性能。（6）耐蝕性 有些模具如塑料模在工作時，由于塑料中存在氯、氟等元素，受熱后分解析出HCI、HF等強侵蝕性氣體，侵蝕模具型腔表面，加大其表面粗糙度，加劇磨損失效。 模具工藝性能模具的制造一般都要經過鍛造、切削加工、熱處理等幾道工序。為保證模具的制造質量，降低生產成本，其材料應具有良好的可鍛性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；還應具有小的氧化、脫碳敏感性和淬火變形開裂傾向。（1）可鍛性 具有較低的熱鍛變形抗力，塑性好，鍛造溫度范圍寬，鍛裂冷裂及析出網狀碳化物傾向低。（2）退火工藝性 球化退火溫度范圍寬，退火硬度低且波動范圍小，球化率高。（3）切削加工性 切削用量大，刀具損耗低，加工表面粗糙度低。（4）氧化、脫碳敏感性 高溫加熱時抗氧化懷能好，脫碳速度慢，對加熱介質不敏感，產生麻點傾向小。（5）淬硬性 淬火后具有均勻而高的表面硬度。（6）淬透性 淬火后能獲得較深的淬硬層，采用緩和的淬火介質就能淬硬。（7）淬火變形開裂傾向 常規(guī)淬火體積變化小，形狀翹曲、畸變輕微，異常變形傾向低。常規(guī)淬火開裂敏感性低，對淬火溫度及工件形狀不敏感。（8）可磨削性 砂輪相對損耗小，無燒傷極限磨削用量大，對砂輪質量及冷卻條件不敏感，不易發(fā)生磨傷及磨削裂紋。 模具使用性能（1）密度?。核芰厦芏刃。瑢τ跍p輕機械設備重量和節(jié)能具有重要的意義，尤其是對車輛、船舶、飛機、宇宙航天器而言。（2）比強度和比剛度高：塑料的絕對強度不如金屬高，但塑料密度小，所以比強度(σb/ρ)、比剛度(E/ρ)相當高。尤其是以各種高強度的纖維狀、片狀和粉末狀的金屬或非金屬為填料制成的增強塑料，其比強度和比剛度比金屬還高。（3）化學穩(wěn)定性好：絕大多數的塑料都有良好的耐酸、堿、鹽、水和氣體的性能，在一般的條件下，它們不與這些物質發(fā)生化學反應。（4）電絕緣、絕熱、絕聲性能好。（5）耐磨和自潤滑性好：塑料的摩擦系數小、耐磨性好、有很好的自潤滑性，加上比強度高，傳動噪聲小，它可以在液體介質、半干甚至干摩擦條件下有效地工作。它可以制成軸承、齒輪、凸輪和滑輪等機器零件，非常適用于轉速不高、載荷不大的場合。（6）粘結能力強。（7）成型和著色性能好。 模具維護㈠修模據不完全統(tǒng)計，機械加工行業(yè)中每年模具的消耗量價值是各種機床總價值的五倍，可想而知，機械、冶金、輕工、電子等行業(yè)中模具市場是如此的巨大。又如：在冶金行業(yè)，每年僅熱軋軋輥消耗量就在三十萬噸以上，熱軋輥價值占鋼材生產成本的5%以上。模具的大量消耗，不僅直接增加生產成本，而且因頻繁更換模具而造成大量生產線頻繁停產造成更大的經濟損失。圖47 1078烤盤外沿成型模具模具的失效事實上均因其表層局部材料磨損等原因而報廢，而且模具的加工周期很長、加工費用極高（尤其是精密復雜模具或大型模具制造加工費高達數十萬元乃至數百萬元）。因此，對模具真正承受磨損作用的特定部位進行表面強化，以大幅度延長、提高工模具的使用壽命，無疑是一種具有重要經濟意義的方法。另外，大多數模具只因表面很薄一層材料被磨損后即失效報廢，因此，只須對模具及關鍵金屬零部件表面磨損局部區(qū)域進行修復，并在修復過程中把模具表面真正實際承受磨損的表面涂上一層高硬度高耐磨金屬層，就可“變廢為寶”，不僅使模具得到修復，修復后的模具的使用壽命還將較原模具大幅度提高，經濟效益巨大（例如：修復一根電廠電機大型軸包括各種準備時間在內用微束冷焊機也僅需數天時間，但可創(chuàng)造上百萬元的經濟效益）。模具修補機是修復模具表面磨損、加工缺陷的高新設備。模具修補機的原理是利用高頻電火花放電原理，對工件進行無熱堆焊，來修補金屬模具的表面缺陷與磨損，主要特點是熱影響區(qū)域小，模具修復后不會變形、不退火、無應力集中、不出現裂紋，保證了模具的完好性；也可以利用它的強化功能對模具工件進行表面強化處理，實現模具的耐磨性、耐熱性、耐蝕性等。模具修補機強化模具壽命長，經濟效益好?？梢詰酶鞣N鐵基合金（碳鋼、合金鋼、鑄鐵）等、鎳基合金等各種金屬材料模具及工件的表面強化及修復并大幅提高使用壽命。應用范圍：機械、汽車、輕工、家電、石油、化工、電力等工業(yè)裝備制造部門及使用部門，航空發(fā)動機關鍵耐磨件、熱擠壓模具、溫擠壓膜具、熱鍛摸、軋鋼滾動導衛(wèi)、軋輥、汽車發(fā)動機凸輪軸等零件及模具。㈡維修保養(yǎng)①模具長時間使用后必須磨刃口，研磨后刃口面必須進行退磁，不能帶有磁性，否則易發(fā)生堵料。模具使用企業(yè)要做詳細記載、統(tǒng)計其使用、護理(潤滑、清洗、防銹)及損壞情況，據此可發(fā)現哪些部件、組件已損壞，磨損程度大小，以提供發(fā)現和解決問題的信息資料，以及該模具的成型工藝參數、產品所用材料，以縮短模具的試車時間，提高生產效率。應在注塑機、模具正常運轉情況下，測試模具各種性能，并將最后成型的塑件尺寸測量出來，通過這些信息可確定模具的現有狀態(tài)，找出型腔、型芯、冷卻系統(tǒng)以及分型面等的損壞所在，根據塑件提供的信息，即可判斷模具的損壞狀態(tài)以及維修措施。②彈簧等彈性零件在使用過程中彈簧最易損壞，通常出現斷裂和變形現象。采取的辦法就是更換，在更換過程中一定要注意彈簧的規(guī)格和型號，彈簧的規(guī)格和型號通過顏色、外徑和長度三項來確認，只有在三項都相同的情況下才可以更換。彈簧以進口的質量為佳，著名品牌有Raymond模具彈簧等。③模具使用過程中沖頭易出現折斷、彎曲和啃壞的現象，沖套一般都是啃壞的。沖頭和沖套的損壞一般都用相同規(guī)格的零件進行更換。沖頭的參數主要有工作部分尺寸、安裝部分尺寸、長度尺寸等。④緊固零件，檢查緊固零件是否松動、損壞現象，采取的辦法是找相同規(guī)