『壹』 淺析如何降低模具的製造成本
中國模具工業協會 周永泰[摘要] 近年來，模具製造成本不斷攀升，所以我們無論在何時何地總會討論一些如何才能降低模具成本的話題。因此本文試從模具製造各環節入手進行分析，以望能降低模具製造成本。 質量、價格、周期、服務，這是模具的生產者和使用者都十分關心的四大要素。近年來主要是由於人工費用的不斷增加和原材料能源價格的不斷上漲，致使模具製造成本也不斷攀升，而與之成反比的是模具製造企業的利潤率卻在不斷地下降。曾有一些模具製造企業反映，目前生產的部分模具的質量和水平反而比五年前要差了。這乍一聽確實令人費解：五年間技術進步了不少，怎麼質量水平反而下降了呢？他們解釋說：由於有些用戶（或模具采購人員）片面地、單純地要求壓價，而對模具質量水平則漠不關心，所以只好被迫選用低價材料、低檔模具標准件、不合理地簡化模具結構和採用縮減工藝及加工成本的辦法來對付了。所以這並不是企業製造不出高質量和高水平的模具來，這實在是企業的無奈之舉。這一現象在行業中雖然存在，但這種不正常的低成本製造不但不能提倡，而且應該進行疏導、抑止，所以我們要提倡在保證和提高模具質量及水平前提下進行低成本製造。一、分析可製造性，合理確定模具類型和結構，並按需選材。現在多數用戶訂購模具時都會向模具企業提供產品的數字信息，但由於使用模具的產品企業往往對模具不太熟悉，設計時並未考慮到可製造性，因此在工藝上考慮不周甚至根本製造不出來的現象時有發生。為了避免在模具設計製造過程中造成反復和浪費，所以模具企業在模具設計開始前就應該進行可製造性分析，以保證設計製造成功。此後接著就應確定模具類型與結構。從降低成本出發，在能夠滿足用戶要求的情況下，快速經濟模具、鋁合金模具、鑄鐵模架等都應該在考慮范圍之內。巧妙的結構有時能大幅降低模具製造的成本。此外正確選材也十分重要，所以除了用戶指定以外，我們應遵循材盡其用的選材原則。高檔材料用於製造中低檔模具會增加成本造成浪費，相應的熱處理應與技術要求和材料結合起來考慮。所以在能夠滿足用戶要求下，有時選用低融點合金、鋁材或加工塑料及樹脂等來製造模具也是可取的。二、從各個環節來縮短模具製造周期。縮短模具製造周期不但是用戶的要求，而且也是模具企業所共同追求的，因為一般情況下，對模具企業來說，模具製造周期的縮短就意味著效率的提高和成本的降低。模具生產一般可分為設計、加工、裝配與調試等幾個主要階段，所以我們必須抓住每個階段的關鍵環節，這樣才能有效縮短整個模具的生產周期。1.努力縮短模具設計時間。在計算機輔助設計（CAD）已經普及的今天，因此選好軟體、用好軟體以及逐步普及3D軟體是關鍵。所以積累經驗，將知識電子化，及建設資料庫已變得十分重要。採用CAD快速設計技術和優化技術並與計算機輔助分析（CAE）技術相結合以及採用模具專用軟體，並盡量將設計工作往前推移等等，都是一些行之有效的方法。提前介入和參與產品開發，與模具用戶一起進行設計，不但能將模具設計工作前移，使模具生產技術准備時間大為縮短，而且能使模具及其製品更加合理化，避免由於模具用戶對產品的修改及其產品工藝性不好造成生產反復的現象。2.實現數字化製造和信息化管理。用高新技術和信息化來改造和提升傳統產業，搞好工業化與信息化深度融合是大勢所趨。CAD/CAE/CAM一體化技術，C3P、C4P、KBE技術，模具柔性製造（FMS）和自動化加工技術等都無不依賴於數字化。逆向工程、並行工程、敏捷製造和虛擬製造（包括虛擬設計、虛擬加工、虛擬裝配乃至組成虛擬企業及虛擬現實等）同樣要依賴於數字化。因此，數字化是模具製造從「經驗」走向「科學」的關鍵。實現數字化製造不但能縮短製造周期、降低成本，而且更重要的是能提高模具的質量、精度和可靠性。搞好信息化建設，實現信息化管理是模具企業又一重要課題。模具企業信息化管理已經從過去的財務管理發展到工藝管理、產品數據管理、項目管理、生產製造過程管理、知識庫管理、產品全生命周期管理、成本管理、電子商務和資源管理等，先進而便捷的條形碼和晶元技術以及適用於單件小批生產的管理軟體已被應用於模具企業的信息化管理中。信息化管理應用得好不但能大幅度縮短模具生產周期和降低成本，而且能提高整個企業的經營管理水平和效益。現在，企業信息化的發展應用水平已經成為衡量一個企業綜合競爭力的顯著標志，智能化、集成化和網路化也已成為信息化的發展方向。3.先進技術和細節同時並舉。包括高速切削和高速電加工在內的高速加工是模具行業公認的縮短模具生產周期的有效方法。有統計資料表明，高速切削結合CAD/CAM技術可使模具製造周期縮短約40%，CNEDM附設機器人可提高生產率50%、減少成本30%。用機械手安裝工件，選用合適的高質量刀具和夾具，選用合適的切削液、電加工介質、潤滑液，使用耐腐蝕低損耗的電極材料，基於RP技術結合特種加工工藝快速製造電加工電極，電火花混粉加工，以及應用快速成型技術和快速制模技術等都可有效縮短模具生產周期。光整加工和裝配調試對模具製造周期的影響也很大。努力減少光整加工和裝配調試時間，逐步提高機鉗比（即機加工工時與鉗工工時的比例），逐步發展數控自動化拋光技術和數字化模擬試模調試技術以及復合加工、柔性加工、自動化及智能化加工技術等，都可有效縮短模具生產周期，而且還有利於模具質量水平的提高。4.標准化與標准件。有統計資料表明，搞好模具標准化工作，廣泛採用模具標准件，可使模具生產周期縮短30%～40%。在標准方面，除了國家標准和行業標准之外，對廣大模具企業來說，建立自己的企業標准更為重要，這是因為標準是基礎，數字化製造、標准化自動化生產都離不開乃至依賴於標准。許多企業的實踐也證明了標准化能大幅度提高勞動生產率和縮短模具生產周期。因此，搞好標准化工作，建立各種標准化體系，對模具企業的發展十分重要。三、「專、精、特」，社會協作與企業文化。按照國家對工業企業類型的劃分標准，模具生產企業絕大多數都是中小型企業，大型企業不足千分之一。對於廣大中小型企業來說，做精、做特、做新、做強、做活，做出效益來至關重要。國家也在大力支持「專、精、特」企業。「專、精、特」能降低成本出效益，「專、精、特」能提高產品質量水平，「專、精、特」能促進企業轉型升級，「專、精、特」能推動技術進步和行業發展。專業化分工是隨著社會進步與發展而不斷細化的。隨著專業化分工不斷細化，社會協作就越來越廣泛深入。對模具製造來說，專業化分工細化和社會協作的廣泛深入能降低成本、提高效率和效益，這是不言而喻的，但關鍵是如何作為。除了以前的零部件外協和加工工序等外協之外，產學研用相結合、組建各種產業聯盟、技術外包和利用公共服平台正在逐漸興起。只要運用得好，這些也都能降低模具製造成本。針對特定用戶單獨設計、單件製造是模具生產的特點之一。由於不同模具的要求各不相同，必須有不同的工藝和不同的裝備與之適應，所以即使已經注意並進行了社會協作，但模具生產企業某些設備利用率低，某些環節變成了「瓶頸」的現象還仍舊比較普遍。這時，企業的管理者就要在分析研究的基礎上採取有效措施來盡量提高設備利用率和盡快消除「瓶頸」。藉助信息化管理對平衡負荷，搞好均衡生產十分有效。設備利用率提高了，「瓶頸」消除了，模具製造成本也就降下來了。一個好的企業必然會有好的企業文化，「以人為本」應該是企業文化的核心。好的企業文化能充分調動廣大職工的積極性。職工的積極性調動起來了，他們就能提出許多好意見、好建議來。小到小改小革和各方面的合理化建議，大到整個企業的經營管理與發展，人人都關注，人人都動腦子想辦法，模具製造成本自然就能降下來，企業自然就能不斷發展壯大。傳統的模具製造主要依靠工人的技能，所以調試必不可少，所以交貨期也會延長。隨著技術發展和社會進步，現在和今後，要逐漸做到不依靠技能也能製造出好模具來；模具製造逐步實現高度自動化；只裝不配省去試模工程將變成可能；模具交貨期越來越短，模具成本也將越來越低。最後，我認為還應再分析一下關於模具的低成本製造與模具用戶的低成本生產之間的關系。降低模具的製造成本一般情況下都能降低模具用戶的生產成本，這兩者之間應該是一致的，但這里不但有一個度的問題，而且還有一個兩者合理匹配的問題。所謂「度」，就是降低模具製造成本要有度，切不可過度，即如本文一開始說的那樣，降低模具製造成本必須要在不降低模具質量水平和滿足用戶要求的前提下進行，這是比較容易理解的。關於兩者之間合理匹配的問題其核心是要綜合考慮，應該使模具能給用戶帶來最大的效益。產品要求低或者是批量小，那麼模具就更要成本低，但是如果產品要求高或者是批量很大，那麼就不能單純追求模具的低成本了。這就產生了合理匹配的問題。例如一套常規模具和一套熱流道模具都能滿足用戶生產出一定量的合格注塑件的要求，單從模具成本來說，常規模具價格低於熱流道，好像是佔有優勢的，但是如果從用戶生產的總成本來看，由於使用熱流道模具不但產品質量更有保證，而且生產效率和原材料利用率都可以大幅度提高，因而從用戶全面核算總成本來看，使用比常規模具貴得多的熱流道模具反而更能降低生產成本。這里的關鍵就是合理匹配。這樣的例子很多，高效、多功能模具多有類似情況，因此模具企業應該在努力降低模具製造成本的同時，多從用戶企業的利益著想，提出合理匹配的建議，多與用戶溝通與協商，大家都全面考慮，共同來決定最合理的方案。
『貳』 如何縮短模具開模天數
其實,不是說設計一點都沒有辦法.拿到產品後,最好叫有關的部門項目跟進人開一會,討論一下加工工藝,最好將模具排期確定下來.將產品加工最費時間的部分列出來.再同客戶去開會,將最費時的部分分開幾件料來做,將有夾線的地方同客戶商討.一般只要不是外觀客戶都同意的.這樣加工時的靈活性就加大了.很多東東可以同時進行,工藝優化才不是一句空話.不能確定的地方可以先預防留,其它的先加工,我們通常都是邊做邊同客戶談的,我們LCD外殼通常是25天的.最急的只有15天都做過.
『叄』 如何提高模具數控加工效率
要想提高模具數控加工效率，必須把重點放在模具的結構工藝性設計上，就是在設計模具的時候。首先應該考慮到模具在數控機床上的加工過程及合理性（包括效率），尤其是一些細小的工藝問題；如模具形腔的圓弧過渡、退刀糟等，這就要求設計人員必須熟悉數控制加工的工藝過程。當然從工藝本身想一些提高效率的方法也是需要的，但效果沒有前者好。
『肆』 模具加工的難點
加工流程：裝夾模具 找中心坐標 傳輸程序 加工 測量深度 卸模具
注意的問題要看你是加工什麼樣的模具了，拿分上下模具的來說 裝夾時要打表 測量模具的平行度以及 上平面是否平整；然後是找中心坐標，對刀時要用相對坐標，以確保2台加工中心加工出來的模具能夠吻合；後面的就沒什麼難點了 測量時要量2邊以免刀有磨損，建議使用鈦合金刀 精修加工一天誤差不超過2絲
『伍』 如何節省時間
先烤第一片和第二片，再把第三片疊放在第二片上面....................................................1分鍾
再把第一片翻面，第二第三片整體翻面。第一片烤好了，第二片第三各烤了一面.........2分鍾
把第三片和第二片未烤的面分開再烤..............................................................................3分鍾
『陸』 模具廠如何實現精益生產
首先，要轉變長期以來慣例使用的技術和思考方式，不能只盯著原本就存在缺陷的工序上不放，而應該仔細觀察每一道工序具體的操作過程，識別出浪費和瓶頸，思考改進的方法。改善是無止盡的，看似不存在任何問題的工序，或許潛藏著很大的改善空間。
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第二，仔細考慮車間里的每一道工序，哪些是不創造任何價值的？哪些工序是制約生產效率的瓶頸？是什麼原因導致它成為瓶頸？能不能改進？如何改進？用客觀冷靜的眼光去看待車間的生產過程，你一定能夠發現許多問題。當公司試圖找出哪些工序不創造任何價值時，會在生產車間里發現一些普遍浪費。
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第三，在很多模具工廠，浪費是一個大問題。對於這個問題，模具企業可以通過使用能生產較高質量零件的機器，最終能夠減少時間的浪費和廢料。對模具企業來說，機器能夠直接生產出好的零件，不需要返工，並且不需要或只要很少的時間加工，無疑是最好的現象。假如我們使用切割表面拋光更好的機床來節省一個小時的人工拋光。這樣生產幾十件零件，就能節省大量的時間和勞動力。生產一次就通過質檢的零件是一個增加附加值的手段。如果使用一部質量很好並且維護地很好的機床，一些質量把關步驟就可以省去。若零件能被更迅速准確地切割，並且不需要加工或仔細地檢查來保證切割的質量，就能很快的進入下一個步驟。
『柒』 注塑模具如何降低成型周期
可以增加水口的截面，縮短水口的長度，同時改良冷卻系統。
總的而言，就是加快入膠的時間和產品定型的時間。
『捌』 模具加工的常見方法
摘要：本文介紹了模具零部件的機加工方法及工藝規程的制定，並以電器盒模具模芯高效數控加工工藝為例，結合自己多年的注射模具加工經驗，精闢地介紹了模具零部件高效銑削加工工序的編制，希望對工程技術人員有一定的幫助和借鑒作用。
關鍵詞：CAD/CAM 模具 加工 工藝
一、引言
在現代模具的成形製造中，由於模具的形面設計日趨復雜，自由曲面所佔比例不斷增加，因此對模具加工技術提出了更高要求，即不僅應保證高的製造精度和表面質量，而且要追求加工表面的美觀。隨著對高速加工技術研究的不斷深入，尤其在機床加工、數控系統、刀具系統、CAD/CAM軟體等相關技術不斷發展的推動下，高速加工技術已越來越多地應用於模具的製造加工。高速加工技術對模具加工工藝產生了巨大影響，改變了傳統模具加工採用的「退火→銑削加工→熱處理→磨削」或「電火花加工→手工打磨、拋光」等復雜冗長的工藝流程。
但是，在實踐中為了提高模具的加工效率，不能一味地去追求高速加工，有時為了節約生產成本與提高生產效率，必須採用高效加工方法，使一部分加工工序在普通機床上就可高效率完成。這樣就要求設計者編制合理的模具加工工藝，以便提高模具的加工效率，降低模具的製造成本，減少模具的製造周期。
二、模具零部件的機加工方法
用機械加工方法加工模具零部件時要充分考慮零件的材料、結構形狀、尺寸、精度和使用壽命等方面的不同要求，採用合理的加工方法和工藝路線。盡可能通過加工設備來保證模具零部件的加工質量，減少鉗工修配工作量，提高生產效率和降低成本。
常用機械加工方法在模具零部件加工中的應用如表1所示。
表1 常用機加工方法可能達到的粗糙度及應用
三、模具高效加工工藝規程與策略制定
1.工藝規程制定
工藝規程必須針對加工對象，結合本企業實際生產條件進行制定，技術上要先進、經濟上要合理。模具零部件加工工藝規程制定的一般步驟及所包含的基本內容如表2所示。
表2 加工工藝規程
2.數控加工工藝策略
1）粗加工
模具粗加工的主要目標是追求單位時間內的材料去除率，並為半精加工准備工件的幾何輪廓。在粗加工過程中通過利用國外先進的CAD/CAM軟體可通過以下措施保持切削條件恆定，從而獲得良好的加工質量。
（1）恆定的切削載荷；
通過計算獲得恆定切削層面積和材料去除率，使切削載荷與刀具磨損速率保持均衡，以提高刀具壽命和加工質量；
（2）避免突然改變刀具進給方向；
（3）避免將刀具埋入工件。如加工模具型腔時，應避免刀具垂直插入工件，而應採用傾斜下刀方式(常用傾斜角為20°～30°)，最好採用螺旋式下刀以降低刀具載荷；加工模具型芯時，應盡量先從工件外部下刀然後水平切入工件；
（4）刀具切入、切出工件時應盡可能採用傾斜式(或圓弧式)切入、切出，避免垂直切入、切出；
（5）採用攀爬式切削(Climb cutting)可降低切削熱，減小刀具受力和加工硬化程度，提高加工質量。
2）半精加工
模具半精加工的主要目標是使工件輪廓形狀平整，表面精加工餘量均勻，這對於工具鋼模具尤為重要，因為它將影響精加工時刀具切削層面積的變化及刀具載荷的變化，從而影響切削過程的穩定性及精加工表面質量。
粗加工是基於體積模型(Volume model)，精加工則是基於面模型(Su rface model)。而以前開發的CAD/CAM系統對零件的幾何描述是不連續的，由於沒有描述粗加工後、精加工前加工模型的中間信息，故粗加工表面的剩餘加工餘量分布及最大剩餘加工餘量均是未知的。
因此應對半精加工策略進行優化以保證半精加工後工件表面具有均勻的剩餘加工餘量。優化過程包括：粗加工後輪廓的計算、最大剩餘加工餘量的計算、最大允許加工餘量的確定、對剩餘加工餘量大於最大允許加工餘量的型面分區(如凹槽、拐角等過渡半徑小於粗加工刀具半徑的區域)以及半精加工時刀心軌跡的計算等。
現有的模具加工CAD/CAM軟體大都具備剩餘加工餘量分析功能，並能根據剩餘加工餘量的大小及分布情況採用合理的半精加工策略。CIMATRON軟體提供清根加工（CLEAN UP）來清除粗加工後剩餘加工餘量較大的角落以保證後續工序均勻的加工餘量。Pro/Engineer軟體的局部銑削(Local milling)具有相似的功能，如局部銑削工序的剩餘加工餘量取值與粗加工相等，該工序只用一把小直徑銑刀來清除粗加工未切到的角落，然後再進行半精加工；如果取局部銑削工序的剩餘加工餘量值作為半精加工的剩餘加工餘量，則該工序不僅可清除粗加工未切到的角落，還可完成半精加工。
3）精加工
模具的精加工策略取決於刀具與工件的接觸點，而刀具與工件的接觸點隨著加工表面的曲面斜率和刀具有效半徑的變化而變化。對於由多個曲面組合而成的復雜曲面加工，應盡可能在一個工序中進行連續加工，而不是對各個曲面分別進行加工，以減少抬刀、下刀的次數。然而由於加工中表面斜率的變化，如果只定義加工的側吃刀量(Step over)，就可能造成在斜率不同的表面上實際步距不均勻，從而影響加工質量。CIMATRON軟體解決上述問題的方法是在定義側吃刀量的同時，使用Clean Between Pass(清除刀間殘留面積高度)來調整步距。Pro/Engineer 軟體解決上述問題的方法是在定義側吃刀量的同時，再定義加工表面殘留面積高度(Scallop machine)。一般情況下，精加工曲面的曲率半徑應大於刀具半徑的1.5倍，以避免進給方向的突然轉變。在模具的精加工中，在每次切入、切出工件時，進給方向的改變應盡量採用圓弧或曲線轉接，避免採用直線轉接，以保持切削過程的平穩性。
四、高效加工實例
在現代化的模具生產中，隨著對產品功能要求的提高，產品內部結構也變得越來越復雜，相應的模具結構也要隨之復雜化。
下面闡述了在電器盒塑料模具製造中所採用的新的設計製造工藝方法路線：首先利用Pro/ENGINEER或CIMATRON等先進的CAD/CAM軟體進行產品的3D圖形設計；然後根據產品的特點設計模具結構，生成模具型腔實體圖和工程圖；再在CIMATRON中根據模具型腔的特點繪制CNC數控加工工藝圖，擬定數控加工工藝路線，輸入加工參數，生成刀具路徑；最後進行三維加工動態模擬，生成加工程序，並輸送到數控機床進行自動加工。
在實際加工時需用內六角螺釘將四個方鐵塊固定於模芯上，然後再將這四個方鐵塊固定在機床工作台上即可。
圖1 電器盒模芯圖
以下就以電器盒模具動、定模芯（如圖1所示,動模芯材料為P20，定模芯材料為2738，經調質處理，硬度為HRC32左右）為例，重點體說明這一加工流程。為減少篇幅，本文假定從生成三維加工工藝模型後開始，只涉及數控銑削加工部分。
表3 動模芯數控加工工序
表4 定模芯數控加工工序
五、結束語
數控編程是目前CAD/CAPP/CAM系統中最能明顯發揮效益的環節之一，其在實現設計加工自動化、提高加工精度和加工質量、縮短產品研製周期等方面發揮著重要作用。採用CIMATRON或Pro/ENGINEER等先進軟體進行三維建模，然後根據模具型腔的特點，確定模具型腔、分模面，生成模具型腔實體圖、工程圖、加工工藝圖。根據CAM系統的功能，從CAPP資料庫獲取加工過程的工藝信息，進行零部件加工工藝路線的控制，輸入加工參數，然後再在CAM中編制刀具路徑，進行三維加工動態模擬，生成加工程序並輸送到數控機床完成自動化加工。
這些加工步驟是現代化模具生產的過程和發展趨勢，它使復雜模具型芯的生產簡化為單個機械零件的數控自動化生產，全部模具設計和數控加工編程過程都可以藉助CAD/CAM軟體在計算機上完成。它改變了傳統的模具製造手段，有效地縮短了模具製造周期，大大提高了模具的質量、精度和生產效率。
參考文獻:
[1]李偉光主編．現代製造技術．北京：機械工業出版社，2001．
[2]塑料模具設計手冊編寫組.塑料模具設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2002
『玖』 模具加工如何實現記件或者按小時計算工資，我廠主要加工1米多長的大模具。。。
一套模具下來要很多工序，可以承包，一套多少錢有利於提高積極性，當然是多套模具同時進行，不然的話，上加工中心，電脈沖都很浪費時間的，不能乾等著吧