『壹』 浅析如何降低模具的制造成本
中国模具工业协会 周永泰[摘要] 近年来，模具制造成本不断攀升，所以我们无论在何时何地总会讨论一些如何才能降低模具成本的话题。因此本文试从模具制造各环节入手进行分析，以望能降低模具制造成本。 质量、价格、周期、服务，这是模具的生产者和使用者都十分关心的四大要素。近年来主要是由于人工费用的不断增加和原材料能源价格的不断上涨，致使模具制造成本也不断攀升，而与之成反比的是模具制造企业的利润率却在不断地下降。曾有一些模具制造企业反映，目前生产的部分模具的质量和水平反而比五年前要差了。这乍一听确实令人费解：五年间技术进步了不少，怎么质量水平反而下降了呢？他们解释说：由于有些用户（或模具采购人员）片面地、单纯地要求压价，而对模具质量水平则漠不关心，所以只好被迫选用低价材料、低档模具标准件、不合理地简化模具结构和采用缩减工艺及加工成本的办法来对付了。所以这并不是企业制造不出高质量和高水平的模具来，这实在是企业的无奈之举。这一现象在行业中虽然存在，但这种不正常的低成本制造不但不能提倡，而且应该进行疏导、抑止，所以我们要提倡在保证和提高模具质量及水平前提下进行低成本制造。一、分析可制造性，合理确定模具类型和结构，并按需选材。现在多数用户订购模具时都会向模具企业提供产品的数字信息，但由于使用模具的产品企业往往对模具不太熟悉，设计时并未考虑到可制造性，因此在工艺上考虑不周甚至根本制造不出来的现象时有发生。为了避免在模具设计制造过程中造成反复和浪费，所以模具企业在模具设计开始前就应该进行可制造性分析，以保证设计制造成功。此后接着就应确定模具类型与结构。从降低成本出发，在能够满足用户要求的情况下，快速经济模具、铝合金模具、铸铁模架等都应该在考虑范围之内。巧妙的结构有时能大幅降低模具制造的成本。此外正确选材也十分重要，所以除了用户指定以外，我们应遵循材尽其用的选材原则。高档材料用于制造中低档模具会增加成本造成浪费，相应的热处理应与技术要求和材料结合起来考虑。所以在能够满足用户要求下，有时选用低融点合金、铝材或加工塑料及树脂等来制造模具也是可取的。二、从各个环节来缩短模具制造周期。缩短模具制造周期不但是用户的要求，而且也是模具企业所共同追求的，因为一般情况下，对模具企业来说，模具制造周期的缩短就意味着效率的提高和成本的降低。模具生产一般可分为设计、加工、装配与调试等几个主要阶段，所以我们必须抓住每个阶段的关键环节，这样才能有效缩短整个模具的生产周期。1.努力缩短模具设计时间。在计算机辅助设计（CAD）已经普及的今天，因此选好软件、用好软件以及逐步普及3D软件是关键。所以积累经验，将知识电子化，及建设数据库已变得十分重要。采用CAD快速设计技术和优化技术并与计算机辅助分析（CAE）技术相结合以及采用模具专用软件，并尽量将设计工作往前推移等等，都是一些行之有效的方法。提前介入和参与产品开发，与模具用户一起进行设计，不但能将模具设计工作前移，使模具生产技术准备时间大为缩短，而且能使模具及其制品更加合理化，避免由于模具用户对产品的修改及其产品工艺性不好造成生产反复的现象。2.实现数字化制造和信息化管理。用高新技术和信息化来改造和提升传统产业，搞好工业化与信息化深度融合是大势所趋。CAD/CAE/CAM一体化技术，C3P、C4P、KBE技术，模具柔性制造（FMS）和自动化加工技术等都无不依赖于数字化。逆向工程、并行工程、敏捷制造和虚拟制造（包括虚拟设计、虚拟加工、虚拟装配乃至组成虚拟企业及虚拟现实等）同样要依赖于数字化。因此，数字化是模具制造从“经验”走向“科学”的关键。实现数字化制造不但能缩短制造周期、降低成本，而且更重要的是能提高模具的质量、精度和可靠性。搞好信息化建设，实现信息化管理是模具企业又一重要课题。模具企业信息化管理已经从过去的财务管理发展到工艺管理、产品数据管理、项目管理、生产制造过程管理、知识库管理、产品全生命周期管理、成本管理、电子商务和资源管理等，先进而便捷的条形码和芯片技术以及适用于单件小批生产的管理软件已被应用于模具企业的信息化管理中。信息化管理应用得好不但能大幅度缩短模具生产周期和降低成本，而且能提高整个企业的经营管理水平和效益。现在，企业信息化的发展应用水平已经成为衡量一个企业综合竞争力的显著标志，智能化、集成化和网络化也已成为信息化的发展方向。3.先进技术和细节同时并举。包括高速切削和高速电加工在内的高速加工是模具行业公认的缩短模具生产周期的有效方法。有统计资料表明，高速切削结合CAD/CAM技术可使模具制造周期缩短约40%，CNEDM附设机器人可提高生产率50%、减少成本30%。用机械手安装工件，选用合适的高质量刀具和夹具，选用合适的切削液、电加工介质、润滑液，使用耐腐蚀低损耗的电极材料，基于RP技术结合特种加工工艺快速制造电加工电极，电火花混粉加工，以及应用快速成型技术和快速制模技术等都可有效缩短模具生产周期。光整加工和装配调试对模具制造周期的影响也很大。努力减少光整加工和装配调试时间，逐步提高机钳比（即机加工工时与钳工工时的比例），逐步发展数控自动化抛光技术和数字化模拟试模调试技术以及复合加工、柔性加工、自动化及智能化加工技术等，都可有效缩短模具生产周期，而且还有利于模具质量水平的提高。4.标准化与标准件。有统计资料表明，搞好模具标准化工作，广泛采用模具标准件，可使模具生产周期缩短30%～40%。在标准方面，除了国家标准和行业标准之外，对广大模具企业来说，建立自己的企业标准更为重要，这是因为标准是基础，数字化制造、标准化自动化生产都离不开乃至依赖于标准。许多企业的实践也证明了标准化能大幅度提高劳动生产率和缩短模具生产周期。因此，搞好标准化工作，建立各种标准化体系，对模具企业的发展十分重要。三、“专、精、特”，社会协作与企业文化。按照国家对工业企业类型的划分标准，模具生产企业绝大多数都是中小型企业，大型企业不足千分之一。对于广大中小型企业来说，做精、做特、做新、做强、做活，做出效益来至关重要。国家也在大力支持“专、精、特”企业。“专、精、特”能降低成本出效益，“专、精、特”能提高产品质量水平，“专、精、特”能促进企业转型升级，“专、精、特”能推动技术进步和行业发展。专业化分工是随着社会进步与发展而不断细化的。随着专业化分工不断细化，社会协作就越来越广泛深入。对模具制造来说，专业化分工细化和社会协作的广泛深入能降低成本、提高效率和效益，这是不言而喻的，但关键是如何作为。除了以前的零部件外协和加工工序等外协之外，产学研用相结合、组建各种产业联盟、技术外包和利用公共服平台正在逐渐兴起。只要运用得好，这些也都能降低模具制造成本。针对特定用户单独设计、单件制造是模具生产的特点之一。由于不同模具的要求各不相同，必须有不同的工艺和不同的装备与之适应，所以即使已经注意并进行了社会协作，但模具生产企业某些设备利用率低，某些环节变成了“瓶颈”的现象还仍旧比较普遍。这时，企业的管理者就要在分析研究的基础上采取有效措施来尽量提高设备利用率和尽快消除“瓶颈”。借助信息化管理对平衡负荷，搞好均衡生产十分有效。设备利用率提高了，“瓶颈”消除了，模具制造成本也就降下来了。一个好的企业必然会有好的企业文化，“以人为本”应该是企业文化的核心。好的企业文化能充分调动广大职工的积极性。职工的积极性调动起来了，他们就能提出许多好意见、好建议来。小到小改小革和各方面的合理化建议，大到整个企业的经营管理与发展，人人都关注，人人都动脑子想办法，模具制造成本自然就能降下来，企业自然就能不断发展壮大。传统的模具制造主要依靠工人的技能，所以调试必不可少，所以交货期也会延长。随着技术发展和社会进步，现在和今后，要逐渐做到不依靠技能也能制造出好模具来；模具制造逐步实现高度自动化；只装不配省去试模工程将变成可能；模具交货期越来越短，模具成本也将越来越低。最后，我认为还应再分析一下关于模具的低成本制造与模具用户的低成本生产之间的关系。降低模具的制造成本一般情况下都能降低模具用户的生产成本，这两者之间应该是一致的，但这里不但有一个度的问题，而且还有一个两者合理匹配的问题。所谓“度”，就是降低模具制造成本要有度，切不可过度，即如本文一开始说的那样，降低模具制造成本必须要在不降低模具质量水平和满足用户要求的前提下进行，这是比较容易理解的。关于两者之间合理匹配的问题其核心是要综合考虑，应该使模具能给用户带来最大的效益。产品要求低或者是批量小，那么模具就更要成本低，但是如果产品要求高或者是批量很大，那么就不能单纯追求模具的低成本了。这就产生了合理匹配的问题。例如一套常规模具和一套热流道模具都能满足用户生产出一定量的合格注塑件的要求，单从模具成本来说，常规模具价格低于热流道，好像是占有优势的，但是如果从用户生产的总成本来看，由于使用热流道模具不但产品质量更有保证，而且生产效率和原材料利用率都可以大幅度提高，因而从用户全面核算总成本来看，使用比常规模具贵得多的热流道模具反而更能降低生产成本。这里的关键就是合理匹配。这样的例子很多，高效、多功能模具多有类似情况，因此模具企业应该在努力降低模具制造成本的同时，多从用户企业的利益着想，提出合理匹配的建议，多与用户沟通与协商，大家都全面考虑，共同来决定最合理的方案。
『贰』 如何缩短模具开模天数
其实,不是说设计一点都没有办法.拿到产品后,最好叫有关的部门项目跟进人开一会,讨论一下加工工艺,最好将模具排期确定下来.将产品加工最费时间的部分列出来.再同客户去开会,将最费时的部分分开几件料来做,将有夹线的地方同客户商讨.一般只要不是外观客户都同意的.这样加工时的灵活性就加大了.很多东东可以同时进行,工艺优化才不是一句空话.不能确定的地方可以先预防留,其它的先加工,我们通常都是边做边同客户谈的,我们LCD外壳通常是25天的.最急的只有15天都做过.
『叁』 如何提高模具数控加工效率
要想提高模具数控加工效率，必须把重点放在模具的结构工艺性设计上，就是在设计模具的时候。首先应该考虑到模具在数控机床上的加工过程及合理性（包括效率），尤其是一些细小的工艺问题；如模具形腔的圆弧过渡、退刀糟等，这就要求设计人员必须熟悉数控制加工的工艺过程。当然从工艺本身想一些提高效率的方法也是需要的，但效果没有前者好。
『肆』 模具加工的难点
加工流程：装夹模具 找中心坐标 传输程序 加工 测量深度 卸模具
注意的问题要看你是加工什么样的模具了，拿分上下模具的来说 装夹时要打表 测量模具的平行度以及 上平面是否平整；然后是找中心坐标，对刀时要用相对坐标，以确保2台加工中心加工出来的模具能够吻合；后面的就没什么难点了 测量时要量2边以免刀有磨损，建议使用钛合金刀 精修加工一天误差不超过2丝
『伍』 如何节省时间
先烤第一片和第二片，再把第三片叠放在第二片上面....................................................1分钟
再把第一片翻面，第二第三片整体翻面。第一片烤好了，第二片第三各烤了一面.........2分钟
把第三片和第二片未烤的面分开再烤..............................................................................3分钟
『陆』 模具厂如何实现精益生产
首先，要转变长期以来惯例使用的技术和思考方式，不能只盯着原本就存在缺陷的工序上不放，而应该仔细观察每一道工序具体的操作过程，识别出浪费和瓶颈，思考改进的方法。改善是无止尽的，看似不存在任何问题的工序，或许潜藏着很大的改善空间。
2/6
第二，仔细考虑车间里的每一道工序，哪些是不创造任何价值的？哪些工序是制约生产效率的瓶颈？是什么原因导致它成为瓶颈？能不能改进？如何改进？用客观冷静的眼光去看待车间的生产过程，你一定能够发现许多问题。当公司试图找出哪些工序不创造任何价值时，会在生产车间里发现一些普遍浪费。
3/6
第三，在很多模具工厂，浪费是一个大问题。对于这个问题，模具企业可以通过使用能生产较高质量零件的机器，最终能够减少时间的浪费和废料。对模具企业来说，机器能够直接生产出好的零件，不需要返工，并且不需要或只要很少的时间加工，无疑是最好的现象。假如我们使用切割表面抛光更好的机床来节省一个小时的人工抛光。这样生产几十件零件，就能节省大量的时间和劳动力。生产一次就通过质检的零件是一个增加附加值的手段。如果使用一部质量很好并且维护地很好的机床，一些质量把关步骤就可以省去。若零件能被更迅速准确地切割，并且不需要加工或仔细地检查来保证切割的质量，就能很快的进入下一个步骤。
『柒』 注塑模具如何降低成型周期
可以增加水口的截面，缩短水口的长度，同时改良冷却系统。
总的而言，就是加快入胶的时间和产品定型的时间。
『捌』 模具加工的常见方法
摘要：本文介绍了模具零部件的机加工方法及工艺规程的制定，并以电器盒模具模芯高效数控加工工艺为例，结合自己多年的注射模具加工经验，精辟地介绍了模具零部件高效铣削加工工序的编制，希望对工程技术人员有一定的帮助和借鉴作用。
关键词：CAD/CAM 模具 加工 工艺
一、引言
在现代模具的成形制造中，由于模具的形面设计日趋复杂，自由曲面所占比例不断增加，因此对模具加工技术提出了更高要求，即不仅应保证高的制造精度和表面质量，而且要追求加工表面的美观。随着对高速加工技术研究的不断深入，尤其在机床加工、数控系统、刀具系统、CAD/CAM软件等相关技术不断发展的推动下，高速加工技术已越来越多地应用于模具的制造加工。高速加工技术对模具加工工艺产生了巨大影响，改变了传统模具加工采用的“退火→铣削加工→热处理→磨削”或“电火花加工→手工打磨、抛光”等复杂冗长的工艺流程。
但是，在实践中为了提高模具的加工效率，不能一味地去追求高速加工，有时为了节约生产成本与提高生产效率，必须采用高效加工方法，使一部分加工工序在普通机床上就可高效率完成。这样就要求设计者编制合理的模具加工工艺，以便提高模具的加工效率，降低模具的制造成本，减少模具的制造周期。
二、模具零部件的机加工方法
用机械加工方法加工模具零部件时要充分考虑零件的材料、结构形状、尺寸、精度和使用寿命等方面的不同要求，采用合理的加工方法和工艺路线。尽可能通过加工设备来保证模具零部件的加工质量，减少钳工修配工作量，提高生产效率和降低成本。
常用机械加工方法在模具零部件加工中的应用如表1所示。
表1 常用机加工方法可能达到的粗糙度及应用
三、模具高效加工工艺规程与策略制定
1.工艺规程制定
工艺规程必须针对加工对象，结合本企业实际生产条件进行制定，技术上要先进、经济上要合理。模具零部件加工工艺规程制定的一般步骤及所包含的基本内容如表2所示。
表2 加工工艺规程
2.数控加工工艺策略
1）粗加工
模具粗加工的主要目标是追求单位时间内的材料去除率，并为半精加工准备工件的几何轮廓。在粗加工过程中通过利用国外先进的CAD/CAM软件可通过以下措施保持切削条件恒定，从而获得良好的加工质量。
（1）恒定的切削载荷；
通过计算获得恒定切削层面积和材料去除率，使切削载荷与刀具磨损速率保持均衡，以提高刀具寿命和加工质量；
（2）避免突然改变刀具进给方向；
（3）避免将刀具埋入工件。如加工模具型腔时，应避免刀具垂直插入工件，而应采用倾斜下刀方式(常用倾斜角为20°～30°)，最好采用螺旋式下刀以降低刀具载荷；加工模具型芯时，应尽量先从工件外部下刀然后水平切入工件；
（4）刀具切入、切出工件时应尽可能采用倾斜式(或圆弧式)切入、切出，避免垂直切入、切出；
（5）采用攀爬式切削(Climb cutting)可降低切削热，减小刀具受力和加工硬化程度，提高加工质量。
2）半精加工
模具半精加工的主要目标是使工件轮廓形状平整，表面精加工余量均匀，这对于工具钢模具尤为重要，因为它将影响精加工时刀具切削层面积的变化及刀具载荷的变化，从而影响切削过程的稳定性及精加工表面质量。
粗加工是基于体积模型(Volume model)，精加工则是基于面模型(Su rface model)。而以前开发的CAD/CAM系统对零件的几何描述是不连续的，由于没有描述粗加工后、精加工前加工模型的中间信息，故粗加工表面的剩余加工余量分布及最大剩余加工余量均是未知的。
因此应对半精加工策略进行优化以保证半精加工后工件表面具有均匀的剩余加工余量。优化过程包括：粗加工后轮廓的计算、最大剩余加工余量的计算、最大允许加工余量的确定、对剩余加工余量大于最大允许加工余量的型面分区(如凹槽、拐角等过渡半径小于粗加工刀具半径的区域)以及半精加工时刀心轨迹的计算等。
现有的模具加工CAD/CAM软件大都具备剩余加工余量分析功能，并能根据剩余加工余量的大小及分布情况采用合理的半精加工策略。CIMATRON软件提供清根加工（CLEAN UP）来清除粗加工后剩余加工余量较大的角落以保证后续工序均匀的加工余量。Pro/Engineer软件的局部铣削(Local milling)具有相似的功能，如局部铣削工序的剩余加工余量取值与粗加工相等，该工序只用一把小直径铣刀来清除粗加工未切到的角落，然后再进行半精加工；如果取局部铣削工序的剩余加工余量值作为半精加工的剩余加工余量，则该工序不仅可清除粗加工未切到的角落，还可完成半精加工。
3）精加工
模具的精加工策略取决于刀具与工件的接触点，而刀具与工件的接触点随着加工表面的曲面斜率和刀具有效半径的变化而变化。对于由多个曲面组合而成的复杂曲面加工，应尽可能在一个工序中进行连续加工，而不是对各个曲面分别进行加工，以减少抬刀、下刀的次数。然而由于加工中表面斜率的变化，如果只定义加工的侧吃刀量(Step over)，就可能造成在斜率不同的表面上实际步距不均匀，从而影响加工质量。CIMATRON软件解决上述问题的方法是在定义侧吃刀量的同时，使用Clean Between Pass(清除刀间残留面积高度)来调整步距。Pro/Engineer 软件解决上述问题的方法是在定义侧吃刀量的同时，再定义加工表面残留面积高度(Scallop machine)。一般情况下，精加工曲面的曲率半径应大于刀具半径的1.5倍，以避免进给方向的突然转变。在模具的精加工中，在每次切入、切出工件时，进给方向的改变应尽量采用圆弧或曲线转接，避免采用直线转接，以保持切削过程的平稳性。
四、高效加工实例
在现代化的模具生产中，随着对产品功能要求的提高，产品内部结构也变得越来越复杂，相应的模具结构也要随之复杂化。
下面阐述了在电器盒塑料模具制造中所采用的新的设计制造工艺方法路线：首先利用Pro/ENGINEER或CIMATRON等先进的CAD/CAM软件进行产品的3D图形设计；然后根据产品的特点设计模具结构，生成模具型腔实体图和工程图；再在CIMATRON中根据模具型腔的特点绘制CNC数控加工工艺图，拟定数控加工工艺路线，输入加工参数，生成刀具路径；最后进行三维加工动态仿真，生成加工程序，并输送到数控机床进行自动加工。
在实际加工时需用内六角螺钉将四个方铁块固定于模芯上，然后再将这四个方铁块固定在机床工作台上即可。
图1 电器盒模芯图
以下就以电器盒模具动、定模芯（如图1所示,动模芯材料为P20，定模芯材料为2738，经调质处理，硬度为HRC32左右）为例，重点体说明这一加工流程。为减少篇幅，本文假定从生成三维加工工艺模型后开始，只涉及数控铣削加工部分。
表3 动模芯数控加工工序
表4 定模芯数控加工工序
五、结束语
数控编程是目前CAD/CAPP/CAM系统中最能明显发挥效益的环节之一，其在实现设计加工自动化、提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等方面发挥着重要作用。采用CIMATRON或Pro/ENGINEER等先进软件进行三维建模，然后根据模具型腔的特点，确定模具型腔、分模面，生成模具型腔实体图、工程图、加工工艺图。根据CAM系统的功能，从CAPP数据库获取加工过程的工艺信息，进行零部件加工工艺路线的控制，输入加工参数，然后再在CAM中编制刀具路径，进行三维加工动态仿真，生成加工程序并输送到数控机床完成自动化加工。
这些加工步骤是现代化模具生产的过程和发展趋势，它使复杂模具型芯的生产简化为单个机械零件的数控自动化生产，全部模具设计和数控加工编程过程都可以借助CAD/CAM软件在计算机上完成。它改变了传统的模具制造手段，有效地缩短了模具制造周期，大大提高了模具的质量、精度和生产效率。
参考文献:
[1]李伟光主编．现代制造技术．北京：机械工业出版社，2001．
[2]塑料模具设计手册编写组.塑料模具设计手册[M].北京：机械工业出版社，2002
『玖』 模具加工如何实现记件或者按小时计算工资，我厂主要加工1米多长的大模具。。。
一套模具下来要很多工序，可以承包，一套多少钱有利于提高积极性，当然是多套模具同时进行，不然的话，上加工中心，电脉冲都很浪费时间的，不能干等着吧