如何提高模具制造質量

黃成強

近年來,在世界范圍內,制造業的競爭變得越來越激烈,企業是否具備能在盡可能短的時間內高效率、低消耗地為顧客提供個性化、高質量產品的能力,已成為企業競爭力的一個重要指標。模具被稱為工業之父,模具質量的高低,將直接影響到產品的質量、產量、成本及新老產品更新周期、產品結構調整速度與市場競爭力,因此市場對模具的質量提出了越來越高的要求。

一、模具質量的衡量

1.制品質量

制品尺寸的穩定性、符合性,制品表面的光潔度、制品材料的利用率等等。

2.使用壽命

在確保制品質量的前提下,模具所能完成的工作循環次數或生產的制件數量。

3.模具的使用維護

是否屬最方便使用、脫模容易、生產輔助時間盡可能地短。

另外,還有維修成本、維修周期性等等。

二、提高模具制造質量的基本途徑

1.制件的設計要合理

盡可能選用最好的結構方案,設計者要考慮到制件的技術要求,及其結構必須符合模的工藝性和可行性。

2.模具設計要考慮的因素

(1)模具材料的選用既要滿足客戶對產品質量的要求,還需考慮到材料的成本及其在設定周期內的強度,當然還要根據模具的類型、使用方式、加工速度、主要失效形式等因素來選材。例如:沖裁模的主要失效形式是刃口磨損,要選擇表面硬度高、耐磨性好的材料;沖壓模主要承受周期性載荷,易引起表面疲勞裂紋,導致表層剝落,因此要選擇表面韌性好的材料。另外,還需要考慮采用與制件親和力較小的模具材料,以防粘模加劇模具零件的磨損,從而影響模具的質量。

(2)模具結構設計時,盡量做到結構緊湊、操作方便,還要保證模具零件有足夠的強度和剛度;在模具結構允許的情況下,模具零件各表面的轉角應盡可能設計成圓角過渡,以避免應力集中;對于凹模、型腔及部分凸模、型芯,可采用組合或鑲拼結構來消除應力集中,細長凸模或型芯在結構上需采取適當的保護措施;對于冷沖模,應配置防止制件或廢料堵塞的裝置,如:彈頂銷、壓縮空氣等。與此同時,還要考慮如何減少滑動配合件,及頻繁撞擊件在長期使用中磨損對模具質量的影響。

(3)在設計中必須減少在維修某一零部件時需拆裝的范圍,特別是易損件更要盡可能減少其拆裝范圍。

3.模具制造過程是確保其質量的重要環節

模具制造過程中的加工方法和加工精度也會影響到模具的使用壽命:各零部件的精度直接影響到模具的整體裝配情況,除去設備自身精度的影響外,還需通過改善零件的加工方法,提高鉗工在模具裝配過程中的技術水平,來提高模具零件的加工精度;若模具整體裝配效果達不到要求,會提高試模中模具在不正常狀態下動作的幾率,對模具的質量將會有很大的影響。

因此,為保證模具具有良好的原始精度即原始的模具質量,在制造過程中首先要合理選擇高精度的加工方法,如電火花、線切割、數控加工等等。同時應注意模具的精度檢查,包括模具零件的加工精度、裝配精度及通過試模驗收工作綜合檢查模具的精度。在檢查時還需盡量選用高精度的測量儀器,對于那些成形表面曲面結構復雜的模具零件,若用普通的直尺、游標卡是無法達到精確的測量數據的,這時就需選用三坐標測量儀之類的精密測量設備,來確保測量數據的準確性。

4.對模具主要成形零部件進行表面強化

目的是提高模具零件表面的耐磨性,從而更好地提高模具質量。對不同用途的模具要選用不同的強化方法,例如:沖裁模可采用電火花強化、硬質合金堆焊等,以提高模具零件表層的耐磨性和抗壓強度。另外,近幾年發展起來的一種稱為FCVA真空鍍金剛的石膜技術,能在零件表層形成一層與基體結合異常牢固又十分光滑均勻密實的保護膜,這種技術特別適合于模具表面保護性處理,也是提高模具質量的一種效果顯著的方法。

5.模具的正確使用與維護是質量的重要因素

例如:模具的安裝調試方式應恰當,在有熱流道的情況下電源接線要正確,冷卻水路要滿足設計要求,模具在生產中注塑機、壓鑄機、壓力機的參數需與設計要求相符合等等。在正確使用模具時,還需對模具進行定期維護保養,模具的導柱、導套及其他有相對運動的部位應經常加注潤滑油,對于鍛模、塑料模、壓鑄模之類模具成形前都應將潤滑劑或起模劑噴涂于成形零件表面。對模具進行有計劃的防護性維護,并通過維護過程中的數據處理,可預防模具在生產中可能出現的問題,還可提高維修工作效率。

(作者單位:山東省濟寧技術學院)