模具管理教案

1、模 具 管 理 三河世原 内 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 模具保养与修理技术 第五章 特殊模具管理 第六章 模具管理的发展方向 第一章 模具管理概述 模具的定义 定义：模具就是用来成型物品的工具，这种工具有各种零件构成， 并通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。 模具可分为： 五金模 冲压模 压铸模 粉末冶金模 注塑模具 连续模具 单冲模 复合模 拉伸模 冲压模具的分类 冲压模具可分为： 按功能分：冲孔模、下料模、折弯模、铆合模、整形模等 按结构分：单一模、复合模、连续模 按加工方式分：单工程模、多工程模 模具的用途 使用模具制造

2、产品具有成型复杂，精度高，成本低等特点，因此 广泛用于国民生产生活的方方面面。 冲压模具的基本构造 冲压模具的基本构造 一副模具由上模和下模两大部分组成 上模中有 上模座/上垫板/上夹板/脱料板/凸模/弹簧/导柱等零件 下模部分有 下模板（凹模）/下垫板/下模座/导套/定位销等零件 注塑模具的基本结构 注塑模具的基本结构 注塑模具的 基本结构 1、成型零部件： 型 腔 型 芯 成型杆 镶 块 2、浇注系统： 主流道 分流道 浇 口 冷料穴 3、导向部分： 导向柱 导向孔 相互吻合的 内外锥面 顶出板导向 装置 注塑模具的基本结构 注塑模具的 基本结构 4、分型抽芯机构 滑块 抽芯机构 导柱 镶

3、块 5、顶出装置： 顶杆 顶板 顶出承板 拉料杆 6、加热、冷却 系统： 7、排气系统： 8、其他辅助 装置： 模具的作用与要求 n 模具的作用： 成型产品 满足产品质量要求 提升产品的生产效率 n 对模具的要求与其他作用密切相关： 精度足够 对产品质量有足够的保证 生产效率高 制造成本低 使用寿命长 模具管理及主要内容 n 模具管理是通过有效的策划，并对模具的设计、制造、使用、维 护、保养等过程监控，以最经济的手段提高模具的使用效率的一 种手段。 n 模具管理的主要内容涉及： 需求管理 模具设计与制造管理 模具验收管理 模具日常使用管理 模具寿命与经济性分析 全生命周期的模具管理模式 n 模

4、具管理的全生命周期图 模具 前期 管理 使用 期管 理 退出 期管 理 制造 安装 验收 使用 维修 改造 报废 更新 管理系统 （文件化的 管理系统） +员工执行 力 经济评价/残余 价值分析 自主维护/预防 性维护/模具备 件管理 经济性管理/ 技术方案评估 /可靠性可维修 性管理 规划 筹措经费 设计 信息流 基 础 管 理 系 统 是 全 生 命 周 期 管 理 的 重 点 模具管理系统 n 模具管理系统是从模具报价、设计、计划、采购、制造、试模、 验收、投产、移交到领用、还回、维修和保养直至报废的全过程 的管理系统。 n 模具的设计和制造可以由组织自行完成，也可以采用外包的方式 管理

5、完成，这首先需要外包决策。 n 外包决策的主要依据： 经济性 技术可行性 风险评估的结果 模具管理制度 n 制度建设是管理的基础，模具管理制度的建立可以有效的规范有 关的工作。其主要内容可以包括： 模具设计开发程序 模具制造管理制度 模具采购与外包管理制度 模具验收制度 模具保管制度 模具定期检修制度 模具领用及日常管理制度 模具报废制度等 第二章 模具早期管理 模具的需求识别 n 无论自行设计，制造还是外包，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产品质量的要求 制品的形状、尺寸精度、表面粗糙度 u经济性要求： 成本控制要求 使用寿命要求 生产效率要求 营销策略

6、模具需求的评审 n 需求复杂且难以全面满足，可能相互矛盾，也可能无法实现，因 此当模具需求识别完成后，应进行系统评审。 n 评审实施要点： 参与的人员 以往相似模具的使用信息 可能的风险 产品的营销点 技术经济分析 应形成评审报告，以启动模具设计生产或外包的后期工作。 模具设计原则 n 无论何种模具，设计时均应遵守以下原则： 在保证产品质量的前提下力争所设计的模具易于制造，工艺简便，成 本低，使用方便。 零部件标准化程度最大化 模块化 方便切换 n 一个好的模具设计师，一定也是工艺高手 模具设计阶段评审关注点 n 模具设计评审时应关注以下要点： 产品质量要求的满足程度 主要工作部位的设计合理性

7、 定位面设计的合理性 材料流动方向 与设备的连接部位 不同的模具设计评审要点可能各不相同 设计评审检查表示例 模具设计失效 n 模具设计时需要考虑严格的失效模式验证，典型的失效模式包括 材料选择不当 强度不够 结构不合理 不符合人体功效学 失效是否发生，需要进行验证 模具设计验证手段 n 设计验证与设计评审有不同的作用，所采用的方法也不同。 n 模具验证是利用客观的评价方式对所设计的模具进行的一种考验， 主要手段包括： 计算 运动与配合模拟 耐久性试验 环境试验 虚拟验证手段是未来发展的方向 验证需要提供相应的报告 模具设计更改控制 n 设计更改必须加以控制，必要时应当： 再次验证 重新验证

8、经一定级别的批准 应保留更改记录 模具制造过程管理 n 围绕制造的每一步骤开展人、机、料、法、环的管理，以确保模 具制造质量达到相应的要求。 n 由于模具的特殊性，在制造环节需要特别关注： 特种加工：焊接、铸造、锻造、热处理 尺寸精度 表面质量 人员技能 应实行产品质量“三检制”，严把质量关。 模具外包管理 n 模具外包管理的主要内容 选择与评价外包方 报价评审 签订合同 参与设计评审 制造过程管控 模具验收 模具报价管理 n 影响模具价格的因素 成产成本 生产成本是模具价格的主要组成部分，是影响价格的主要因素。 制造周期 模具企业向用户提供模具的周期是用户相关产品能否尽早问世的重要条件之一

9、市场状况 模具市场也受淡季与旺季的影响，价格也随之上下浮动。模具企业可以根据目 前以承接的合同情况对价格尺度做出调整。 技术含量 模具本身并不是机械零件的简单堆积，模具是一种技术密集型产品。 模具寿命 模具价格组成 n 模具销售价格可以表示为： 式中： M-模具销售价格，元； Me-模具销售成本，元； m-税金和利润，元； Mo-模具生产成本，元； e-模具销售费用，元。 meMomMeM 模具价格组成 n 模具生产成本的构成： 式中： C-材料费（铸件、锻件、棒材、板材、模具标准件及外购件等），元； Q-能源费（煤、燃油、电、水、气），元； G-人工费（工人工资、奖金、按规定提取的福利基金）

10、，元； W-管理费（管理人员与服务人员工资、消耗性材料、办公费、差旅费、水电费、运输 费、折旧费、修理费、低值易耗品摊销、材料与产品盘亏和毁损、利息支付及其他费 用），元； D-设计及技术服务费（模具不具有重复生产性，每套模具在投产前均需首先进行设 计），元； E-专用工具、工装费（专用刀具电极、靠模、样板、模型等），元； U-试模费（模具生产本身具有试制性，在交货前均需反复试模与修整），元； F-试制性不可预见费（由于模具制造中存在着试制，成本中包含着不可预见费和风险 费），元。 FUEDWGQCMo 模具价格简易估算方法 n 经验估算法 依照模具价格组成的基本原则： 模具价格=完成成本+税

11、金和利润 =（材料费+工本费）+税金和利润 其中，通常按下列比例估算： v材料费-模具原材料及标准件占模具总费用的20%-30%； v工本费-模具设计费和制造费，占总价格成本的70%-80%； v税金-上缴所得税是利润的33%，增值税是增值部分的17%； n 材料价格系数法 模具设计方案大致确定后，模具尺寸及其基本材料费用和所需标准 件可初步确定，材料费可随时估算出来，以此作为估算模具价格的 依据，根据经验可得： 模具价格=（3.5-6）材料费 模具验收 n 模具验收是一个重要步骤，需要建立标准和规范，以防止后期出 现使用及质量问题。 n 模具验收的主要步骤为： 验收人员组织 验收准备 制定验

12、收计划 准备试产材料 准备试产条件 生产性与质量评价 动静态验收 模具验收主要活动 n 量产成型性 模具成型的稳定性 模具生产的适应性 n 保全性 标准件的使用，所有厂家是否一致 模具结构合理性 模具的加工装配 n 安全性 结构安全性，安全装置的使用 与机床的匹配 n 作业性 取放件的方便性 废料的流出与排放的顺畅性 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内容： 日常检查和保养 定期检修与测量 易损模具的磨损监控 模具的启用与停用存封等 首先来了解一下模具失效机理 模具的失效过程与失效形式 n 模具的失效过程 早期失效 早期失效发生在模具使用初期，属于非正常失效。

13、 随机失效 随机失效是模具经大量的生产使用，因缓慢塑性变形或较均匀的磨损或疲劳断 而不能继续服役，属于正常失效。 耗损失效 耗损失效属于正常失效。 模具的失效过程与失效形式 n 模具的失效形式 模具的失效形式主要有三大类：表面磨损、过量变形和断裂。 要正确的分析出模具失效的原因，找出提高模具寿命的措施，首先要认识 模具的工作条件和可能产生的失效形式。 模具按工作条件可分为：冷作模具、热作模具和塑料模具。 模具工作条件不同，在服役过程中发生失效的形式和特点也各不相同。 冷作模具的工作条件和失效形式 n 冲裁模 冲裁模工作 冲裁模包括落料、冲孔、切边等，冲裁模的主要工作部位是凸模、凹模刃口，工 作

14、时口承受着冲击力、剪切力和弯曲力，同时还受到冲板料的强烈摩擦。 冲裁模失效形式 模具刃口在压力摩擦力的作用下，最常见的失效形式是磨损，尤其是凸模。 冷作模具的工作条件与失效形式 n 拉深模 拉深模的工作条件 一般凸模主要承受压力和摩擦力，凹模主要承受径向张力和摩擦力。 拉深模的失效形式 因为拉深模在工作中收到较大的摩擦力，所以这种模具的主要失效形式是摩损 热作模具的工作条件与失效形式 n 压铸模 压铸模工作条件 压铸模是在高压（一般为30150Mpa）下，将4001600的熔融 金属压入 模具型腔，熔融金属高速喷射到型腔内，和模壁不断接触，冲蚀模 具，使模具型腔极快升温，摩擦也很激烈。 压铸模

15、的失效形式 主要有热疲劳失效、热溶蚀失效、冲蚀和气蚀失效、粘模失效等。 塑料模具的工作条件和失效形式 n 塑料模工作条件 塑料模具直接与塑料接触，经受压力、温度、摩擦和腐蚀的作用。压制 时，塑料模型腔所承受的压力一般为40140Mpa,合模压力80300Mpa或更高， 受热温度为150300。 塑料模一般形状复杂，存在许多凹角、薄壁等位置，易产生应力集中； 模具型腔要求质量高，特别是透明件，少量的磨损或腐蚀便可导致模具失效。 n 塑料模失效形式 型腔表面的磨损和腐蚀 塑性变形 断裂 疲劳和热疲劳 模具的使用与维护对失效的影响 n 模具的寿命与其正确的操作、作用及维护有很大的关系 工作前，对模具

16、进行正确的安装和调整。 工作中，定时检查，及时排除故障，并注意润滑和冷却。 工作后，进行维护保养，消除应力。 首末件质量对比 n 模具对产品质量的影响极大，为了防止因模具问题造成批量性质 量事故，日常生产中应进行首件检查。 n 推荐使用首末件对比法进行产品质量确认。 n 推行首件“三检”制 工人自检 工人互检 专职人员检查 n 保留首件“三检”记录 模具寿命管理 n 模具寿命的定义 对模具制造的可靠品质数量进行规定并管理。 n 模具寿命管理的目的 通过对模具寿命的管理，防止因模具自然磨损和老化带来的品质事故发生。 通过业体的寿命管理体系，确保原材料部品品质的稳定。 n 模具寿命管理的对象 注塑

17、类部品 冲压类部品 模具寿命数据的获得 n 技术部门的计算 设计及工程技术人员应根据设计手册确定模具寿命。 n 设计过程中的寿命试验 通过实验获得数据。 n 历史数据积累 以往的数据 行业数据 模具使用状况监控 n 模具使用状况应当监控，以及时调整和修理，确保产品质量。 n 监控方法是多样的，可以包括： 通过监控产品加以观察 如首末件对比，同类模具相互对比，不同模具型腔对比等。 利用仪器对模具的使用状况进行在线监控 定期对模具的重要尺寸和精度进行测量 模具使用状况监控-SPC应用 n SPC:“统计过程控制”的英文缩写。 n 其工具通常是指： 控制图：质量特性随时间变化的图形。 模具定检制 n

18、 模具实行定期检修制度 n 应规定模具定检周期，明确定检责任人，定检内容，定检方法。 n 定检后： 记录检查结果 若合格需加贴合格证 不合格应办理处理手续 保留记录 模具的启用和停用 n 由于生产计划的安排，模具可能会停用，停用时，应按要求加以 封存保管。 n 停用期间必须根据情况，周期性进行检查。 n 停用超过一定的期限后重新启用，应： 重新验证 重新检查 通知顾客 办理手续并保留记录 第四章 模具保养与修理 模具的保养 n 总目标 通过模具的日常保养及定期检修，确保产品质量，延长模具使用寿命。 n 日常保养内容 紧固、润滑、清洁 n 定期保养任务 重点部位检查 恶化复原 n 应建立保养规范

19、 冲压模具操作易产生的失误 n 模具安装表面有杂物未发现即安装。 n 模具安装或拆卸时上模板夹模器或压板未全部安装完毕即开动设 备。 n 模具安装完毕后未将存放限位块取下即工作。 n 模具拆卸时设备闭合高度没有上调至大于存放限位高度即安装存 放限位合模。 n 重料叠压 n 废料盒废料没有及时清理。 n 工件未摆正冲压。 n 超出模具工作范围任意调整设备参数。 冲压模具工作中易出现的故障 n 分离工序类模具因凸凹模刃口碎、磨损变钝、间隙大等原因造成 工件冲裁质量差，例如：工件毛刺大、变形等问题。 n 变形工序类模具因工作表面有杂物、缺少拉延液、粗糙度差、压 边圈气垫、液压垫压力大，坯料材质变化、

20、表面不清洁、摆放位 置偏差等原因造成工件破裂、拉伤。另外，因压料圈气垫、液压 垫压力小、弹簧损坏，工作表面磨损等原因造成工件起皱、变形。 n 使用者是模具日常保养得责任者。 冲压模具日常维护保养 n 装模前要保证模具安装面清洁。 n 生产中定期清理模具工作面的污垢及对模具各滑动部件进行润滑， 并对修边、冲孔模的废料道、废料盒进行清理。 n 生产结束后对模具进行全面的清擦，保证模具的清洁度，清除废 料道、废料盒的废料。 注塑模具的使用要求 n 模具由钢材制造：其中模腔部分采用优质模具钢。 n 一般由前模/后模组成，接触面为分模面，两半模利用导柱、导 套进行对准定位。 n 模具决定产品的形状，规格

21、，尺寸，外观光洁度。 n 两个半模中都开有冷却水道，冷却水的渗漏会造成模具生锈。 n 后模有胶件的顶出装置。 n 模具的维修费用一般较高，所以要小心谨慎。 注塑模具保养 n 模具连续使用一个月以上时，因运动部件磨损，润滑油变质，漏 水腐蚀，胶料分解腐蚀，胶渍压伤等问题，需要下模进行模具保 养。 n 模具保养内容包括： 除锈（外观，分型面，模腔，型芯，顶出，行位等） 重新加油（顶出机构，行位等） 更换磨损件（拉机，螺栓等） 维修缺陷 其他 模具的维修与修复 n 模具修复的方法 堆焊 电阻焊 电刷镀 加工修复 v镶拼法 v挤胀法 v扩孔法 v更换新件法 冲压模修复 n 冲压模的随机故障修复 更换或

22、调整易损件 随机修模凸、凹模 模具紧固 模具使用过程中，由于振动和冲击，紧固件可能会产生松动，需要经常检查， 随机紧固。 冲压模拆卸后的修复 n 合理确定拆卸顺序，一般顺序是先外后内。 n 对拆卸下的零件做好标记和具体位置，必要时可画简图以便装配， 擦净涂油，统一摆放，对于凸、凹模的工作零件，最好放置在盛 油的容器中，以防生锈。 n 对所有损坏的零件进行检查，根据损坏程度确定解决方案，然后 进行修复和更换。 n 损坏的零件修复或更换后，经装配、试冲、调整、检查，必须达 到制件的质量要求。 塑料模的修复 n 磨损的修复 定位及导向元件磨损的修复 分型面磨损的修复 型腔表面磨损的修复 n 意外损坏

23、修复 推杆折断 在正常使用中，推杆折断现象时有发生，产生的原因有多种。 异物掉入损坏型腔 这是意外事故中较为常见的一种，要立足于预防 第五章 特殊模具管理 检具 n 用于检查零部件加工质量的模具可称为检具 测量设备的一种 应加以标识，并避免与加工用模具混淆 在管理时需要考虑准确性和一致性 需要定期校准 要求时应进行测量系统分析 检具的验收 n 检具到厂后，应组织相关人员进行验收。 检具的外观、尺寸委托品质部实验室工程师依据检具图纸进行验证， 输出样品检测报告交予产品开发部检具设计工程师。 品质部质量工程师依据检具操作指导书进行操作和使用验证，输 出监视和测量装置验收单，相关人员在其上签字。 验

24、收合格后，应在检具上做合格和有效期标识，然后办理入库手续， 在监视和测量装置收发台账登记管理。 检具的周期检定 n 质量工程师依据检具的使用频次规定检定周期，输出监视和测 量装置周期检定计划表。 n 应按照检定周期进行自检和委外检测，并记录监视和测量装置 周期检定历史记录和样品检测报告存档。 n 应对失准检具进行统计并组织重新制作。 n 当检定时发现检具偏离合格状态时，应立即停止使用该检具，交 予品质部组织相关人员及时维修/调整，经重新鉴定合格后才能 投入使用。 第六章 模具管理的发展方向 模具技术与管理发展趋势 n 数字化、信息化、系统化 CAD/CAE/CAM(Pro/E、UG)等计算机辅助技术的应用 v美国参数技术公司（PTC） v上海交通大学国家模具工程中心 v浙江大学旭日科技开发公司 v北航海尔软件有限公司（CAXA品牌） n 高精尖技术的逐步应用 n 材料和切削刀具的开发能力不断改进和提升