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什么样模具质量才够用，才能做出好的模具呢？好模具什么说了算?

近年来，世界范围内制造业的竞争变得越来越激烈，企业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，已成为企业竞争能力的一个标志。

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、新产品投产及老产品更新换代的周期、企业产品结构调整速度与市场竞争力，因此，经济形势对模具的质量提出了越来越高的要求。那么，如何才能更合理地提高模具质量呢？也就是说，怎么样才能让模具在高精度、低成本、高效率条件下，更长时间地、更多模次地生产出质量合格的模具制件呢？这已经越来越成为人们关注的焦点。

　　一、模具质量的范畴

　　模具质量，并不是一个简单的话题，它包括以下几个方面：

　　(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的短;

　　(4)维修成本、维修周期性等等。

　　二、提高模具质量的基本途径

　　1.首先，制件的设计要合理，尽可能选用最好的结构方案，制件的设计者要考虑到制件的技术要求及其结构必须符合模具制造的工艺性和可行性。

　　2.模具的设计，是提高模具质量的最重要的一步，需要考虑到很多因素，包括模具材料的选用，模具结构的可使用性及安全性，模具零件的可加工性及模具维修的方便性，这些在设计之初应尽量考虑得周全些。

　　3.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、使用工作方式、加工速度、主要失效形式等因素来选材。

　　例如：

　　(1)冲裁模的主要失效形式是刃口磨损，就要选择表面硬度高、耐磨性好的材料;

　　(2)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，那就要选择表面韧性好的材料;

　　(3)拉深模应选择磨擦系数特别低的材料;

　　(4)压铸模由于受到循环热应力作用，故应选择热疲劳性强的材料;

　　(5)对于注塑模，当塑件为ABS、PP、PC之类材料时，模具材料可选择预硬调质钢;当塑件为高光洁度、透明的材料时，可选耐蚀不锈钢;当制品批量大时，可选择淬火回火钢。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。

　　4.模具结构设计时，尽量结构紧凑、操作方便，还要保证模具零件有足够的强度和刚度;在模具结构允许时，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。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所带来的对模具质量的影响。

　　5.在设计中，必须减少在维修某一零部件时需拆装的范围，特别是易损件更换时，尽可能减少其拆装范围。

　　6.模具的制造过程，也是确保模具质量的重要一环，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整体装配情况，除掉设备自身精度的影响外，则需通过改善零件的加工方法，提高钳工在模具磨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，则会在试模中让模具在不正常状态下动作的几率提高，对模具的总体质量将会有很大影响。

　　7.对模具主要成形零部件进行表面强化，以提高模具零件表面耐磨性，从而更好地提高模具质量。对于表面强化，要根据不同用途的模具，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;压铸模、塑料模等热加工模具钢零件可采用渗氮(硬氮化)处理，以提高零件的耐磨性、耐热疲劳性和耐磨蚀性;拉深模、弯曲模可采用渗硫处理，以减少摩擦系数，提高材料的耐磨性;碳氮共渗(软氮化)可应用于各类模具的表面强化处理。当然，如果制件属试制产品或生产批量相当小的话，就不一定非要进行模具零件的表面强化处理。

　　8.模具的正确使用与维护，也是提高模具质量的一大因素。

　　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、压铸模之类模具在每模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，则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。

　　总之，要想提高模具的质量，首先，必须每个环节都要考虑到对模具质量的影响;其次，还须通过各部门的通力合作。模具的质量是模具企业自身实力的真实体现。

  三、模具满足工作条件要求

1、耐磨性

  坯料在模具型腔中塑性变性时，沿型腔表面既流动又滑动，使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。

硬度是影响耐磨性的主要因素。一般情况下，模具零件的硬度越高，磨损量越小，耐磨性也越好。另外，耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。

2、强韧性

模具的工作条件大多十分恶劣，有些常承受较大的冲击负荷，从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断，模具要具有较高的强度和韧性。

模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。

3、疲劳断裂性能

模具工作过程中，在循环应力的长期作用下，往往导致疲劳断裂。其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。

模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。

4、高温性能

当模具的工作温度较高进，会使硬度和强度下降，导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。因模具材料应具有较高的抗回火稳定性，以保证模具在工作温度下，具有较高的硬度和强度。

5、耐冷热疲劳性能

有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态，使型腔表面受拉、压力变应力的作用，引起表面龟裂和剥落，增大摩擦力，阻碍塑性变形，降低了尺寸精度，从而导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一，帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。

6、耐蚀性

有些模具如塑料模在工作时，由于塑料中存在氯、氟等元素，受热后分解析出hci、hf等强侵蚀性气体，侵蚀模具型腔表面，加大其表面粗糙度，加剧磨损失效。

四、模具满足工艺性能要求

模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的制造质量，降低生产成本，其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。

1、可锻性

具有较低的热锻变形抗力，塑性好，锻造温度范围宽，锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。

2、退火工艺性

球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。

3、切削加工性

切削用量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。

4、氧化、脱碳敏感性

高温加热时抗氧化怀能好，脱碳速度慢，对加热介质不敏感，产生麻点倾向小。

5、淬硬性

淬火后具有均匀而高的表面硬度。

6、淬透性

淬火后能获得较深的淬硬层，采用缓和的淬火介质就能淬硬。

7、淬火变形开裂倾向

常规淬火体积变化小，形状翘曲、畸变轻微，异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低，对淬火温度及工件形状不敏感。

8、可磨削性

砂轮相对损耗小，无烧伤极限磨削用量大，对砂轮质量及冷却条件不敏感，不易发生磨伤及磨削裂纹。

五、模具满足经济性要求

在给模具选材是，必须考虑经济性这一原则，尽可能地降低制造成本。因此，在满足使用性能的前提下，首先选用价格较低的，能用碳钢就不用合金钢，能用国产材料就不用进口材料。另外，在选材时还应考虑市场的生产和供应情况，所选钢种应尽量少而集中，易购买。

汽车冲压模具的选用

由于模具中各种零部件的功能不同，所以对其材料的要求和选用的原则也不同。因此，合理选用模具材料也是冲模设计中一项十分重要的工作，它不仅与制件的成本有关，而会严重影响生产。

随着汽车工业的发展，人们对汽车的需求日益增长，其中影响生产的最大因素，是如何选用冲模材料。

虽然，模具的工作零件所用材料应比其他零件所用材料要好。一般说来，视其模具的使用条件以及要求不同而异，主要有如下四种：

1.对于形状简单、冲压件尺寸不大的模具工作零件。常用碳素工具钢，如T8A、T10A等。2.对于形状复杂，冲压件尺寸较大的模具工作零件，常常用合金工具钢或高速工具钢，如Cr12、CrWMn、Cr12MoV、W18Cr4V、W6MoSCr4V2等。

2.对于冲压件精度或模具寿命要求比较高的模具工作零件，常用硬质合金或钢结硬质合金，如YG15、YG20、GW50等。

3.对于大型模具(如汽车覆盖件冲模)的工作零件，常用普通铸铁或者铸造碳钢，且有的还在刃口部位加以堆焊强化，如灰铸铁HT250、铸钢2G270-500等。

模具零件材料选用中，除了工作零件选用最为重要外，较为突出的是导柱、导套零件，一般选用优质碳素钢中的低碳钢渗碳淬火或选用轴承钢。

必须指出，模具工作零件的材料选用是最为重要和严格的，还包括对其热处理工业的要求必须合理。

除上述零件之外的其他模具零件，选择用碳素结构钢或优质碳素钢中的中碳钢就可以了。

大型拉深件、汽车覆盖件的拉深模具材料

可以选用合金铸铁或高强度球墨铸铁。球墨铸铁能够浸入润滑油，组织中的石墨具有自润滑作用，能有效地减轻拉深中的摩擦，而且成本较低、容易加工。

高强度球墨铸铁可以采用双介质延迟冷却马氏体等温淬火，以获得较高的强度和韧性，硬度为55~58HRC。先将模具缓慢预热后再加热至880~900℃，保温后先空气预冷，然后盐水淬冷至550℃左右即转入油冷，当模温降至250℃左右，放入180~200℃的热油中等温保持2~3小时，再将油温降至170℃左右等温5~7小时，最后转入空冷。

球墨铸铁经过合金化、热处理和表面处理,完全能够用作汽车覆盖件拉伸模具,并介绍了球墨铸铁用作汽车覆盖件模具的实际使用情况。

六、把握好试模，好模具才能出好产品！

新模具注塑成型之前或机台更换其他模具生产时，试模是必不可少的部分。试模结果结果的好坏将直接影响工厂的后续生产是否顺畅。因此在试模过程中必须遵循合理的操作步骤和记录试模过程中有用的技术参数，以利于产品的批量生产。

（一）、试模前的注意事项

1.了解模具的有关资料：

最好能取得模具的设计图面，详予分析，并约得模具技师参加试模工作。

2.先在工作台上检查其机械配合动作：

要注意有否刮伤，缺件及松动等现象，模向滑板动作是否确实，水道及气管接头有无泄漏，模具之开程若有限制的话也应在模上标明。以上动作若能在挂模前做到的话，就可避免在挂模时发现问题，再去拆卸模具所发生的工时浪费。

3.当确定模具各部动作得宜后，就要选择适合的试模射出机，在选择时应注意：

(a)注塑机台的最大射出量是多少

(b)拉杆内距是否放的下模具

(c)活动模板最大的移动行程是否符合要求

(d)其他相关试模用工具及配件是否准备齐全

一切都确认没有问题后则下一步骤就是吊挂模具，吊挂时应注意在锁上所有夹模板及开模之前吊钓不要取下，以免夹模板松动或断裂以致模具掉落。模具装妥后应再仔细检查模具各部份的机械动作，如滑板、顶针、退牙结构及限制开关等之动作是否确实。

并注意射料嘴与进料口是否对准。下一步则是注意合模动作，此时应将关模压力调低，在手动及低速的合模动作中注意看及听是否有任可不顺畅动作及异声等现象。吊装模具过程其实比较简单，需要仔细的地方主要是模具浇口与射嘴的校中心比较困难，通常可以采用试纸的方式调校中心。

4.提高模具温度：

依据成品所用原料之性能及模具之大小选用适当的模温控制机将模具之温度提高至生产时所须的温度。等模温提高之后须再次检视各部份的动作，因为钢材因热膨胀之后可能会引起卡模现象，因此须注意各部的滑动，以免有拉伤及颤动的产生。

5.若工厂内没有推行实验计划法则，我们建议在调整试模条件时一次只能调整一个条件，以便区分单一条件变动对成品之影响。

6.依原料不同，对所采用的原枓做适度的烘烤。

7.试模与将来量产尽可能采用同样的原料。

8.勿完全以次料试模，如有颜色需求，可一并安排试色。

9.内应力等问题经常影响二次加工，应于试模后待成品稳定后即加以二次加工模具在慢速合上之后，要调好关模压力，并动作几次，查看有无合模压力不均等现象，以免成品产生毛边及模具变形。

以上步骤都检查过后再将关模速度及关模压力调低，且将安全扣杆及顶出行程定好，再调上正常关模及关模速度。如果涉及最大行程的限制开关时，应把开模行程调整稍短，而在此开模最大行程之前切掉高速开模动作。此乃因在装模期间整个开模行程之中，高速动作行程比低速者较长之故。在塑料机上机械式顶出杆也必须调在全速开模动作之后作用，以免顶针板或剥离板受力而变形。

在作第一模射出前请再查对以下各项：

(a)加料行程有否过长或不足。

(b)压力是否太高或太低。

(c)充模速度有否太快或太慢。

(d)加工周期是否太长或太短。

以防止成品短射、断裂、变形、毛边甚至伤及模具。若加工周期太短，顶针将顶穿成品或剥环挤伤成品。这类情况可能会使你花费两三个小时才能取出成品。若加工周期太长，则模蕊的细弱部位可能因胶料缩紧而断掉。当然您不可能预料试模过程所可能发生的一切问题，但事先做的充份考虑及时的措施必可帮助您避免严重并昂贵的损失。

（二）、试模的主要步骤

为了避免量产时无谓的浪费时间及困扰，的确有必要付出耐心来调整及控制各种加工条件，并找出最好的温度及压力条件，且制订标准的试模程序，并可资利用于建立日常工作方法。

1.查看料筒内的塑料料是否正确无误，及有否依规定烘烤，（试模与生产若用不同的原料很可能得出不同的结果）。

2.料管的清理务求彻底，以防劣解胶料或杂料射入模内，因为劣解胶料及杂料可能会将模具卡死。检查料管的温度及模具的温度是否适合于加工之原料。

3.调整压力及射出量以求生产出外观令人满意的成品，但是不可跑毛边尤其是还有某些模穴成品尚未完全凝固时，在调整各种控制条件之前应思考一下，因为充模率稍微变动，可能会引起甚大的充模变化。

4.要耐心的等到机器及模具的条件稳定下来，即是中型机器可能也要等30分钟以上。可利用这段时间来查看成品可能发生的问题。

5.螺杆前进的时间不可短于闸口塑料凝固的时间，否则成品重量会降低而损及成品之性能。且当模具被加热时螺杆前进时间亦需酌予加长以便压实成品。

6.合理调整减低总加工周期。

7.把新调出的条件至少运转30分钟以至稳定，然后至少连续生产一打全模样品，在其盛具上标明日期、数量，并按模穴分别放置，以便测试其确实运转之稳定性及导出合理的控制公差。（对多穴模具尤有价值）。

8.将连续的样品测量并记录其重要尺寸（应等样品冷却至室温时再量）。

9.把每模样品量得的尺寸作个比较，应注意：

(a)制品尺寸是否稳定。

(b)是否某些尺寸有增加或降低的趋势而显示机器加工条件仍在变化，如不良的温度控制或油压控制。

(c)尺寸之变动是否在公差范围之内。

10.如果成品尺寸不甚变动而加工之条件亦正常，则需观察是否每一模穴之成品其质量都可被接受，其尺寸都能在容许公差之内。把量出连续或大或小于平均值的模穴号记下，以便检查模具之尺寸是否正确。

（三）、记录试模过程中所得到的参数

记录且分析数据以做为修改模具及生产条件之需要，且为未来量产时之参考依据。

1.使加工运转时间长些，以稳定熔胶温度及液压油温度。

2.按所有成品尺寸的过大或过小以调整机器条件，若缩水率太大及成品显得射料不足，也可资参考以增加闸口尺寸。

3.各模穴尺寸的过大或过小予以修正之，若模穴与门口尺寸尚属正确，那么就应试改机器条件，如充模速率，模具温度及各部压力等，并检视某些模穴是否充模较慢。

4.依各模穴成品之配合情形或模蕊移位，予以各别修正，也许可再试调充模率及模具温度，以便改善其均匀度。

5.检查及修改射出机之故障，如油泵、油阀、温度控制器等等的不良都会引起加工条件之变动，即使再完善的模具也不能在维护不良的机器发挥良好工作效率。在检讨所有的记录数值之后，保留一套样品以便校对比较已修正之后的样品是否改善。妥善保存所有在试模过程中样品检验的记录，包括加工周期各种压力、熔胶及模具温度、料管温度、射出动作时间、螺杆加料时期等，简言之，应保存所有将来有助于能藉以顺利建立相同加工条件之数据，以便获得合乎质量标准的产品。

目前工厂试模时往往忽略模具温度，而在短时试模及将来量产时模具温度最不易掌握，而不正确的模温足以影响样品之尺寸、光度、缩水、流纹及欠料等现象，若不用模温控制器予以当握将来量产时就可能出现困难