模具是现代工业生产中最重要的工艺装备之一。作为一种工具,它被用于制件的批量生产。模具具有高质量、高效率、低消耗的特点。作为一种产品,它是单件、小批量生产的类型。对模具零件的制造和装配提出了更高的要求。


由于模具的主要零件是成套单件小批量生产的,加工方法因加工条件而异。在工业生产中,模具应用的目的是保证产品质量,提高生产率,降低成本。为此,除了正确的模具设计,还必须以先进的模具制造技术作为保证。制造模具时,无论使用哪种方法,都需要满足以下基本要求。



模具制造的基本要求


(1)制造精度高模具制造不仅要求加工精度高,而且还要求加工表面质量要好。模具精度主要是由制品精度和模具结构的要求来决定的,为了保证制品精度,模具的工作部分精度通常要比制品精度高2~4级。一般来说,模具工作部分的制造公差都应控制在±0.01mm以内,有的甚至要求在微米级范围内;模具加工后的表面不仅不允许有任何缺陷,而且工作部分的表面粗糙度应小于Ra0.8μm。此外,还应保证装配质量。


(2)使用寿命长模具是比较昂贵的工艺装备。目前,模具制造费用约占产品成本的10%~30%,其使用寿命长短将直接影响产品的成本高低。因此,除了小批量生产和新产品试制等特殊情况外,一般都要求模具有较长的使用寿命,在大批量生产的情况下,模具的使用寿命更加重要。


(3)制造周期短模具制造周期的长短主要决定于制模技术和生产管理水平的高低。为了满足生产的需要,提高产品的竞争能力,必须在保证质量的前提下尽量缩短模具的制造周期。


(4)模具成本低模具成本与模具结构的复杂程度、模具材料、制造精度要求及加工方法等有关。模具技术人员必须根据制品要求合理设计和制定其加工工艺。


模具制造的工艺特点


模具制造属于机械制造范畴,但与一般机械制造相比,它具有制造精度高、形状复杂、材料硬度高、单件生产等特点。


1)从制造角度考虑,影响制造的主要因素如下:


① 表面“外表面加工”较“内表面加工”容易,规则表面比异型表面加工容易,型孔较型腔加工容易。


② 精度:精度提高则制造难度可能成几何级数增加。


③ 表面粗糙度:占用制造时间较多(一般多达1/3)。


④ 型孔和型腔的数量:增加了模具的复杂性和制造难度。


⑤ 热处理:影响各道工序的生产率。


2)目前,由于我国模具加工的技术手段还普遍偏低,同时具有上述生产特点,因此,我国模具制造上的工艺特点主要表现如下:


① 模具加工上尽量采用万能通用机床、通用刀量具和仪器,尽可能地减少专用二类工具的使用数量。


② 在模具设计和制造上较多地采用“实配法”、“同镗法”等,使模具零件的互换性降低,但这是保证加工精度,减小加工难度的有效措施。今后随着加工技术手段的不断改进,互换性程度将会逐渐提高。


③ 在制造工序安排上,工序相对集中,以保证模具加工质量和进度,简化管理和减少工序周转时间。


模具制造不仅以普通的加工工艺为基础,而且更多地采用了特种加工工艺为保证,在制造过程中采用了配、调整的方法进行。模具制造的生产周期较长,成本也较高。随着新设备、新工艺、新工艺的不断应用,模具制造的缺点将逐步得到改善。


参考资料:《模具制造工艺学》