模具管理教案

1、模 具 管 理三河世原 內 容 第一章 模具管理概述 第二章 模具的早期管理 第三章 模具日常管理 第四章 模具保養(yǎng)與修理技術 第五章 特殊模具管理 第六章 模具管理的發(fā)展方向第一章 模具管理概述 模具的定義定義：模具就是用來成型物品的工具，這種工具有各種零件構成，并通過所成型材料物理狀態(tài)的改變來實現(xiàn)物品外形的加工。模具可分為： 五金模 沖壓模 壓鑄模 粉末冶金模 注塑模具 連續(xù)模具 單沖模 復合模 拉伸模 沖壓模具的分類沖壓模具可分為： 按功能分：沖孔模、下料模、折彎模、鉚合模、整形模等按結構分：單一模、復合模、連續(xù)模按加工方式分：單工程模、多工程模 模具的用途 使用模具制造產品具有成型復雜

2、，精度高，成本低等特點，因此廣泛用于國民生產生活的方方面面。 沖壓模具的基本構造 沖壓模具的基本構造 一副模具由上模和下模兩大部分組成 上模中有 上模座/上墊板/上夾板/脫料板/凸模/彈簧/導柱等零件 下模部分有 下模板（凹模）/下墊板/下模座/導套/定位銷等零件 注塑模具的基本結構注塑模具的基本結構注塑模具的基本結構1、成型零部件： 型 腔 型 芯 成型桿 鑲 塊2、澆注系統(tǒng)： 主流道 分流道 澆 口 冷料穴3、導向部分： 導向柱 導向孔 相互吻合的 內外錐面 頂出板導向 裝置注塑模具的基本結構注塑模具的基本結構4、分型抽芯機構滑塊抽芯機構導柱鑲塊5、頂出裝置： 頂桿 頂板 頂出承板 拉料桿

3、6、加熱、冷卻 系統(tǒng)：7、排氣系統(tǒng)：8、其他輔助 裝置： 模具的作用與要求n 模具的作用： 成型產品 滿足產品質量要求 提升產品的生產效率n 對模具的要求與其他作用密切相關： 精度足夠 對產品質量有足夠的保證 生產效率高 制造成本低 使用壽命長 模具管理及主要內容n 模具管理是通過有效的策劃，并對模具的設計、制造、使用、維護、保養(yǎng)等過程監(jiān)控，以最經濟的手段提高模具的使用效率的一種手段。n 模具管理的主要內容涉及： 需求管理 模具設計與制造管理 模具驗收管理 模具日常使用管理 模具壽命與經濟性分析全生命周期的模具管理模式n 模具管理的全生命周期圖 模具前期管理使用期管理退出期管理制造安裝驗收使用

4、維修改造報廢更新管理系統(tǒng)（文件化的管理系統(tǒng)）+員工執(zhí)行力經濟評價/殘余價值分析自主維護/預防性維護/模具備件管理經濟性管理/技術方案評估/可靠性可維修性管理規(guī)劃籌措經費設計信息流基礎管理系統(tǒng)是全生命周期管理的重點 模具管理系統(tǒng)n 模具管理系統(tǒng)是從模具報價、設計、計劃、采購、制造、試模、驗收、投產、移交到領用、還回、維修和保養(yǎng)直至報廢的全過程的管理系統(tǒng)。n 模具的設計和制造可以由組織自行完成，也可以采用外包的方式管理完成，這首先需要外包決策。n 外包決策的主要依據： 經濟性 技術可行性 風險評估的結果 模具管理制度n 制度建設是管理的基礎，模具管理制度的建立可以有效的規(guī)范有關的工作。其主要內容可

5、以包括： 模具設計開發(fā)程序 模具制造管理制度 模具采購與外包管理制度 模具驗收制度 模具保管制度 模具定期檢修制度 模具領用及日常管理制度 模具報廢制度等第二章 模具早期管理 模具的需求識別n 無論自行設計，制造還是外包，模具的需求管理是第一步，也是重要的一步。n 模具的需求包括：u產品質量的要求 制品的形狀、尺寸精度、表面粗糙度u經濟性要求： 成本控制要求 使用壽命要求 生產效率要求 營銷策略 模具需求的評審n 需求復雜且難以全面滿足，可能相互矛盾，也可能無法實現(xiàn)，因此當模具需求識別完成后，應進行系統(tǒng)評審。n 評審實施要點： 參與的人員 以往相似模具的使用信息 可能的風險 產品的營銷點 技術

6、經濟分析 應形成評審報告，以啟動模具設計生產或外包的后期工作。 模具設計原則n 無論何種模具，設計時均應遵守以下原則： 在保證產品質量的前提下力爭所設計的模具易于制造，工藝簡便，成本低，使用方便。 零部件標準化程度最大化 模塊化 方便切換n 一個好的模具設計師，一定也是工藝高手 模具設計階段評審關注點n 模具設計評審時應關注以下要點： 產品質量要求的滿足程度 主要工作部位的設計合理性 定位面設計的合理性 材料流動方向 與設備的連接部位 不同的模具設計評審要點可能各不相同 設計評審檢查表示例 模具設計失效n 模具設計時需要考慮嚴格的失效模式驗證，典型的失效模式包括 材料選擇不當 強度不夠 結構不

7、合理 不符合人體功效學 失效是否發(fā)生，需要進行驗證 模具設計驗證手段n 設計驗證與設計評審有不同的作用，所采用的方法也不同。n 模具驗證是利用客觀的評價方式對所設計的模具進行的一種考驗，主要手段包括： 計算 運動與配合模擬 耐久性試驗 環(huán)境試驗 虛擬驗證手段是未來發(fā)展的方向 驗證需要提供相應的報告模具設計更改控制n 設計更改必須加以控制，必要時應當： 再次驗證 重新驗證 經一定級別的批準 應保留更改記錄 模具制造過程管理n 圍繞制造的每一步驟開展人、機、料、法、環(huán)的管理，以確保模具制造質量達到相應的要求。n 由于模具的特殊性，在制造環(huán)節(jié)需要特別關注： 特種加工：焊接、鑄造、鍛造、熱處理 尺寸精

8、度 表面質量 人員技能 應實行產品質量“三檢制”，嚴把質量關。 模具外包管理n 模具外包管理的主要內容 選擇與評價外包方 報價評審 簽訂合同 參與設計評審 制造過程管控 模具驗收 模具報價管理n 影響模具價格的因素 成產成本 生產成本是模具價格的主要組成部分，是影響價格的主要因素。 制造周期 模具企業(yè)向用戶提供模具的周期是用戶相關產品能否盡早問世的重要條件之一 市場狀況 模具市場也受淡季與旺季的影響，價格也隨之上下浮動。模具企業(yè)可以根據目前以承接的合同情況對價格尺度做出調整。 技術含量 模具本身并不是機械零件的簡單堆積，模具是一種技術密集型產品。 模具壽命 模具價格組成n 模具銷售價格可以表示

9、為： 式中：M-模具銷售價格，元；Me-模具銷售成本，元；m-稅金和利潤，元；Mo-模具生產成本，元；e-模具銷售費用，元。meMomMeM 模具價格組成n 模具生產成本的構成： 式中： C-材料費（鑄件、鍛件、棒材、板材、模具標準件及外購件等），元； Q-能源費（煤、燃油、電、水、氣），元； G-人工費（工人工資、獎金、按規(guī)定提取的福利基金），元； W-管理費（管理人員與服務人員工資、消耗性材料、辦公費、差旅費、水電費、運輸費、折舊費、修理費、低值易耗品攤銷、材料與產品盤虧和毀損、利息支付及其他費用），元； D-設計及技術服務費（模具不具有重復生產性，每套模具在投產前均需首先進行設計），元；

10、 E-專用工具、工裝費（專用刀具電極、靠模、樣板、模型等），元； U-試模費（模具生產本身具有試制性，在交貨前均需反復試模與修整），元； F-試制性不可預見費（由于模具制造中存在著試制，成本中包含著不可預見費和風險費），元。FUEDWGQCMo模具價格簡易估算方法n 經驗估算法 依照模具價格組成的基本原則： 模具價格=完成成本+稅金和利潤 =（材料費+工本費）+稅金和利潤 其中，通常按下列比例估算：v材料費-模具原材料及標準件占模具總費用的20%-30%；v工本費-模具設計費和制造費，占總價格成本的70%-80%；v稅金-上繳所得稅是利潤的33%，增值稅是增值部分的17%；n 材料價格系數法模

11、具設計方案大致確定后，模具尺寸及其基本材料費用和所需標準件可初步確定，材料費可隨時估算出來，以此作為估算模具價格的依據，根據經驗可得：模具價格=（3.5-6）材料費 模具驗收n 模具驗收是一個重要步驟，需要建立標準和規(guī)范，以防止后期出現(xiàn)使用及質量問題。n 模具驗收的主要步驟為： 驗收人員組織 驗收準備 制定驗收計劃 準備試產材料 準備試產條件 生產性與質量評價 動靜態(tài)驗收 模具驗收主要活動n 量產成型性 模具成型的穩(wěn)定性 模具生產的適應性n 保全性 標準件的使用，所有廠家是否一致 模具結構合理性 模具的加工裝配n 安全性 結構安全性，安全裝置的使用 與機床的匹配n 作業(yè)性 取放件的方便性 廢料

12、的流出與排放的順暢性第三章 模具日常管理 模具日常管理n 模具日常管理工作主要包括以下內容： 日常檢查和保養(yǎng) 定期檢修與測量 易損模具的磨損監(jiān)控 模具的啟用與停用存封等首先來了解一下模具失效機理 模具的失效過程與失效形式n 模具的失效過程 早期失效 早期失效發(fā)生在模具使用初期，屬于非正常失效。 隨機失效 隨機失效是模具經大量的生產使用，因緩慢塑性變形或較均勻的磨損或疲勞斷而不能繼續(xù)服役，屬于正常失效。 耗損失效 耗損失效屬于正常失效。 模具的失效過程與失效形式n 模具的失效形式 模具的失效形式主要有三大類：表面磨損、過量變形和斷裂。 要正確的分析出模具失效的原因，找出提高模具壽命的措施，首先要

13、認識 模具的工作條件和可能產生的失效形式。 模具按工作條件可分為：冷作模具、熱作模具和塑料模具。 模具工作條件不同，在服役過程中發(fā)生失效的形式和特點也各不相同。冷作模具的工作條件和失效形式n 沖裁模 沖裁模工作 沖裁模包括落料、沖孔、切邊等，沖裁模的主要工作部位是凸模、凹模刃口，工 作時口承受著沖擊力、剪切力和彎曲力，同時還受到沖板料的強烈摩擦。 沖裁模失效形式 模具刃口在壓力摩擦力的作用下，最常見的失效形式是磨損，尤其是凸模。冷作模具的工作條件與失效形式n 拉深模 拉深模的工作條件 一般凸模主要承受壓力和摩擦力，凹模主要承受徑向張力和摩擦力。 拉深模的失效形式 因為拉深模在工作中收到較大的摩

14、擦力，所以這種模具的主要失效形式是摩損熱作模具的工作條件與失效形式n 壓鑄模 壓鑄模工作條件 壓鑄模是在高壓（一般為30150Mpa）下，將4001600的熔融 金屬壓入 模具型腔，熔融金屬高速噴射到型腔內，和模壁不斷接觸，沖蝕模 具，使模具型腔極快升溫，摩擦也很激烈。 壓鑄模的失效形式 主要有熱疲勞失效、熱溶蝕失效、沖蝕和氣蝕失效、粘模失效等。塑料模具的工作條件和失效形式n 塑料模工作條件 塑料模具直接與塑料接觸，經受壓力、溫度、摩擦和腐蝕的作用。壓制時，塑料模型腔所承受的壓力一般為40140Mpa,合模壓力80300Mpa或更高，受熱溫度為150300。 塑料模一般形狀復雜，存在許多凹角、

15、薄壁等位置，易產生應力集中；模具型腔要求質量高，特別是透明件，少量的磨損或腐蝕便可導致模具失效。n 塑料模失效形式 型腔表面的磨損和腐蝕 塑性變形 斷裂 疲勞和熱疲勞模具的使用與維護對失效的影響n 模具的壽命與其正確的操作、作用及維護有很大的關系 工作前，對模具進行正確的安裝和調整。 工作中，定時檢查，及時排除故障，并注意潤滑和冷卻。 工作后，進行維護保養(yǎng)，消除應力。首末件質量對比n 模具對產品質量的影響極大，為了防止因模具問題造成批量性質量事故，日常生產中應進行首件檢查。n 推薦使用首末件對比法進行產品質量確認。n 推行首件“三檢”制 工人自檢 工人互檢 專職人員檢查n 保留首件“三檢”記錄

16、模具壽命管理n 模具壽命的定義 對模具制造的可靠品質數量進行規(guī)定并管理。n 模具壽命管理的目的 通過對模具壽命的管理，防止因模具自然磨損和老化帶來的品質事故發(fā)生。 通過業(yè)體的壽命管理體系，確保原材料部品品質的穩(wěn)定。n 模具壽命管理的對象 注塑類部品 沖壓類部品模具壽命數據的獲得n 技術部門的計算 設計及工程技術人員應根據設計手冊確定模具壽命。n 設計過程中的壽命試驗 通過實驗獲得數據。n 歷史數據積累 以往的數據 行業(yè)數據模具使用狀況監(jiān)控n 模具使用狀況應當監(jiān)控，以及時調整和修理，確保產品質量。n 監(jiān)控方法是多樣的，可以包括： 通過監(jiān)控產品加以觀察 如首末件對比，同類模具相互對比，不同模具型腔

17、對比等。 利用儀器對模具的使用狀況進行在線監(jiān)控 定期對模具的重要尺寸和精度進行測量模具使用狀況監(jiān)控-SPC應用n SPC:“統(tǒng)計過程控制”的英文縮寫。n 其工具通常是指： 控制圖：質量特性隨時間變化的圖形。模具定檢制 n 模具實行定期檢修制度n 應規(guī)定模具定檢周期，明確定檢責任人，定檢內容，定檢方法。n 定檢后： 記錄檢查結果 若合格需加貼合格證 不合格應辦理處理手續(xù) 保留記錄模具的啟用和停用n 由于生產計劃的安排，模具可能會停用，停用時，應按要求加以封存保管。n 停用期間必須根據情況，周期性進行檢查。n 停用超過一定的期限后重新啟用，應： 重新驗證 重新檢查 通知顧客 辦理手續(xù)并保留記錄第四

18、章 模具保養(yǎng)與修理模具的保養(yǎng)n 總目標 通過模具的日常保養(yǎng)及定期檢修，確保產品質量，延長模具使用壽命。n 日常保養(yǎng)內容 緊固、潤滑、清潔n 定期保養(yǎng)任務 重點部位檢查 惡化復原n 應建立保養(yǎng)規(guī)范沖壓模具操作易產生的失誤n 模具安裝表面有雜物未發(fā)現(xiàn)即安裝。n 模具安裝或拆卸時上模板夾模器或壓板未全部安裝完畢即開動設備。n 模具安裝完畢后未將存放限位塊取下即工作。n 模具拆卸時設備閉合高度沒有上調至大于存放限位高度即安裝存放限位合模。n 重料疊壓n 廢料盒廢料沒有及時清理。n 工件未擺正沖壓。n 超出模具工作范圍任意調整設備參數。沖壓模具工作中易出現(xiàn)的故障n 分離工序類模具因凸凹模刃口碎、磨損變鈍

19、、間隙大等原因造成工件沖裁質量差，例如：工件毛刺大、變形等問題。n 變形工序類模具因工作表面有雜物、缺少拉延液、粗糙度差、壓邊圈氣墊、液壓墊壓力大，坯料材質變化、表面不清潔、擺放位置偏差等原因造成工件破裂、拉傷。另外，因壓料圈氣墊、液壓墊壓力小、彈簧損壞，工作表面磨損等原因造成工件起皺、變形。n 使用者是模具日常保養(yǎng)得責任者。沖壓模具日常維護保養(yǎng)n 裝模前要保證模具安裝面清潔。n 生產中定期清理模具工作面的污垢及對模具各滑動部件進行潤滑，并對修邊、沖孔模的廢料道、廢料盒進行清理。n 生產結束后對模具進行全面的清擦，保證模具的清潔度，清除廢料道、廢料盒的廢料。注塑模具的使用要求n 模具由鋼材制造

20、：其中模腔部分采用優(yōu)質模具鋼。n 一般由前模/后模組成，接觸面為分模面，兩半模利用導柱、導套進行對準定位。n 模具決定產品的形狀，規(guī)格，尺寸，外觀光潔度。n 兩個半模中都開有冷卻水道，冷卻水的滲漏會造成模具生銹。n 后模有膠件的頂出裝置。n 模具的維修費用一般較高，所以要小心謹慎。注塑模具保養(yǎng)n 模具連續(xù)使用一個月以上時，因運動部件磨損，潤滑油變質，漏水腐蝕，膠料分解腐蝕，膠漬壓傷等問題，需要下模進行模具保養(yǎng)。n 模具保養(yǎng)內容包括： 除銹（外觀，分型面，模腔，型芯，頂出，行位等） 重新加油（頂出機構，行位等） 更換磨損件（拉機，螺栓等） 維修缺陷 其他模具的維修與修復n 模具修復的方法 堆焊

21、電阻焊 電刷鍍 加工修復v鑲拼法v擠脹法v擴孔法v更換新件法沖壓模修復n 沖壓模的隨機故障修復 更換或調整易損件 隨機修模凸、凹模 模具緊固 模具使用過程中，由于振動和沖擊，緊固件可能會產生松動，需要經常檢查，隨機緊固。沖壓模拆卸后的修復n 合理確定拆卸順序，一般順序是先外后內。n 對拆卸下的零件做好標記和具體位置，必要時可畫簡圖以便裝配，擦凈涂油，統(tǒng)一擺放，對于凸、凹模的工作零件，最好放置在盛油的容器中，以防生銹。n 對所有損壞的零件進行檢查，根據損壞程度確定解決方案，然后進行修復和更換。n 損壞的零件修復或更換后，經裝配、試沖、調整、檢查，必須達到制件的質量要求。塑料模的修復n 磨損的修復

22、 定位及導向元件磨損的修復 分型面磨損的修復 型腔表面磨損的修復n 意外損壞修復 推桿折斷 在正常使用中，推桿折斷現(xiàn)象時有發(fā)生，產生的原因有多種。 異物掉入損壞型腔 這是意外事故中較為常見的一種，要立足于預防第五章 特殊模具管理檢具n 用于檢查零部件加工質量的模具可稱為檢具 測量設備的一種 應加以標識，并避免與加工用模具混淆 在管理時需要考慮準確性和一致性 需要定期校準 要求時應進行測量系統(tǒng)分析檢具的驗收n 檢具到廠后，應組織相關人員進行驗收。 檢具的外觀、尺寸委托品質部實驗室工程師依據檢具圖紙進行驗證，輸出樣品檢測報告交予產品開發(fā)部檢具設計工程師。 品質部質量工程師依據檢具操作指導書進行操作

23、和使用驗證，輸出監(jiān)視和測量裝置驗收單，相關人員在其上簽字。 驗收合格后，應在檢具上做合格和有效期標識，然后辦理入庫手續(xù)，在監(jiān)視和測量裝置收發(fā)臺賬登記管理。檢具的周期檢定n 質量工程師依據檢具的使用頻次規(guī)定檢定周期，輸出監(jiān)視和測量裝置周期檢定計劃表。n 應按照檢定周期進行自檢和委外檢測，并記錄監(jiān)視和測量裝置周期檢定歷史記錄和樣品檢測報告存檔。n 應對失準檢具進行統(tǒng)計并組織重新制作。n 當檢定時發(fā)現(xiàn)檢具偏離合格狀態(tài)時，應立即停止使用該檢具，交予品質部組織相關人員及時維修/調整，經重新鑒定合格后才能投入使用。第六章 模具管理的發(fā)展方向模具技術與管理發(fā)展趨勢n 數字化、信息化、系統(tǒng)化 CAD/CAE/CAM(Pro/E、UG)等計算機輔助技術的應用v美國參數技術公司（PTC）v上海交通大學國家模具工程中心v浙江大學旭日科技開發(fā)公司v北航海爾軟件有限公司（CAXA品牌）n 高精尖技術的逐步應用n 材料和切削刀具的開發(fā)能力不斷改進和提升n 關注全生命周期的技術與經濟管理模具加工技術的發(fā)展n 電火花技術（20世紀40年代創(chuàng)立） 應用于難加工材料，復雜曲面，向微細化，高效化、精密化、自動化、智能化方向發(fā)展。n 數控加工技術 數控機床以其精度高、效率高、能適應小批量多品種復雜零件的加工等優(yōu)點，在機械加工中得到日益廣泛的應用。 發(fā)