如何提高模具制造质量

黄成强

近年来,在世界范围内,制造业的竞争变得越来越激烈,企业是否具备能在尽可能短的时间内高效率、低消耗地为顾客提供个性化、高质量产品的能力,已成为企业竞争力的一个重要指标。模具被称为工业之父,模具质量的高低,将直接影响到产品的质量、产量、成本及新老产品更新周期、产品结构调整速度与市场竞争力,因此市场对模具的质量提出了越来越高的要求。

一、模具质量的衡量

1.制品质量

制品尺寸的稳定性、符合性,制品表面的光洁度、制品材料的利用率等等。

2.使用寿命

在确保制品质量的前提下,模具所能完成的工作循环次数或生产的制件数量。

3.模具的使用维护

是否属最方便使用、脱模容易、生产辅助时间尽可能地短。

另外,还有维修成本、维修周期性等等。

二、提高模具制造质量的基本途径

1.制件的设计要合理

尽可能选用最好的结构方案,设计者要考虑到制件的技术要求,及其结构必须符合模的工艺性和可行性。

2.模具设计要考虑的因素

(1)模具材料的选用既要满足客户对产品质量的要求,还需考虑到材料的成本及其在设定周期内的强度,当然还要根据模具的类型、使用方式、加工速度、主要失效形式等因素来选材。例如:冲裁模的主要失效形式是刃口磨损,要选择表面硬度高、耐磨性好的材料;冲压模主要承受周期性载荷,易引起表面疲劳裂纹,导致表层剥落,因此要选择表面韧性好的材料。另外,还需要考虑采用与制件亲和力较小的模具材料,以防粘模加剧模具零件的磨损,从而影响模具的质量。

(2)模具结构设计时,尽量做到结构紧凑、操作方便,还要保证模具零件有足够的强度和刚度;在模具结构允许的情况下,模具零件各表面的转角应尽可能设计成圆角过渡,以避免应力集中;对于凹模、型腔及部分凸模、型芯,可采用组合或镶拼结构来消除应力集中,细长凸模或型芯在结构上需采取适当的保护措施;对于冷冲模,应配置防止制件或废料堵塞的装置,如:弹顶销、压缩空气等。与此同时,还要考虑如何减少滑动配合件,及频繁撞击件在长期使用中磨损对模具质量的影响。

(3)在设计中必须减少在维修某一零部件时需拆装的范围,特别是易损件更要尽可能减少其拆装范围。

3.模具制造过程是确保其质量的重要环节

模具制造过程中的加工方法和加工精度也会影响到模具的使用寿命:各零部件的精度直接影响到模具的整体装配情况,除去设备自身精度的影响外,还需通过改善零件的加工方法,提高钳工在模具装配过程中的技术水平,来提高模具零件的加工精度;若模具整体装配效果达不到要求,会提高试模中模具在不正常状态下动作的几率,对模具的质量将会有很大的影响。

因此,为保证模具具有良好的原始精度即原始的模具质量,在制造过程中首先要合理选择高精度的加工方法,如电火花、线切割、数控加工等等。同时应注意模具的精度检查,包括模具零件的加工精度、装配精度及通过试模验收工作综合检查模具的精度。在检查时还需尽量选用高精度的测量仪器,对于那些成形表面曲面结构复杂的模具零件,若用普通的直尺、游标卡是无法达到精确的测量数据的,这时就需选用三坐标测量仪之类的精密测量设备,来确保测量数据的准确性。

4.对模具主要成形零部件进行表面强化

目的是提高模具零件表面的耐磨性,从而更好地提高模具质量。对不同用途的模具要选用不同的强化方法,例如:冲裁模可采用电火花强化、硬质合金堆焊等,以提高模具零件表层的耐磨性和抗压强度。另外,近几年发展起来的一种称为FCVA真空镀金刚的石膜技术,能在零件表层形成一层与基体结合异常牢固又十分光滑均匀密实的保护膜,这种技术特别适合于模具表面保护性处理,也是提高模具质量的一种效果显著的方法。

5.模具的正确使用与维护是质量的重要因素

例如:模具的安装调试方式应恰当,在有热流道的情况下电源接线要正确,冷却水路要满足设计要求,模具在生产中注塑机、压铸机、压力机的参数需与设计要求相符合等等。在正确使用模具时,还需对模具进行定期维护保养,模具的导柱、导套及其他有相对运动的部位应经常加注润滑油,对于锻模、塑料模、压铸模之类模具成形前都应将润滑剂或起模剂喷涂于成形零件表面。对模具进行有计划的防护性维护,并通过维护过程中的数据处理,可预防模具在生产中可能出现的问题,还可提高维修工作效率。

(作者单位:山东省济宁技术学院)