1 引言

    近年來，沖壓材料上漲，客戶要求降低價格，世界范圍內(nèi)沖壓制造業(yè)的競爭變得越來越激烈，壓力越來越大，企業(yè)在盡可能短的時間內(nèi)高效率、低消耗地為顧客提供個性化高質(zhì)量產(chǎn)品的能力，已成為行業(yè)競爭能力的一個標志。模具被稱為工業(yè)之父，模具質(zhì)量的高低，將直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本、價格及供貨交期、客戶滿意度與市場競爭力，因此經(jīng)濟形勢對模具的質(zhì)量提出了越來越高的要求。當前我公司提出新的五年計劃，把今年作為經(jīng)營改革元年，要求銷售額提升3倍，那么如何才能更合理地提高模具質(zhì)量呢？也就是說，怎么樣才能讓模具在高精度、低成本、高效率條件下，更長時間地、更多模次地生產(chǎn)出質(zhì)量合格的制件呢？這已經(jīng)是我們企業(yè)迫在眉睫的當務之急。

2 模具不良原因分析

    然而現(xiàn)狀并不讓人滿意，無論從沖壓生產(chǎn)的機器運轉(zhuǎn)率、出貨及時率，還是從模具維修的效率來看，都有一些讓人疲于應付的心得。從現(xiàn)場模具的拍照寫真來看，問題的主要根源在于公司前期模具制造都是外發(fā)加工的，沒有標準的作業(yè)規(guī)范來約束供應商，供應商的模具質(zhì)量沒有得到有效管理和控制。具體如表1所示。

表1 現(xiàn)場模具不良原因分析

3 改善質(zhì)量途徑

    以現(xiàn)場的模具情況，反觀模具設計、制造、使用和維護全過程，我們發(fā)現(xiàn)改善模具的質(zhì)量途徑，以下幾點無論外發(fā)加工模具還是自制模具都應該引起重視。

    （1）模具的設計是提高模具質(zhì)量的最重要的一步，需要考慮到很多因素，包括模具材料的選用，模具結(jié)構的可使用性及安全性，模具零件的可加工性及模具維修的方便性，這些在設計之初應盡量考慮得周全些。

    a.模具材料的選用既要滿足客戶對產(chǎn)品質(zhì)量的要求，還要考慮到材料的成本及其在設定周期內(nèi)的強度，當然還要根據(jù)模具的類型、使用工作方式、加工速度、主要失效形式等因素來選材。例如：沖裁模的主要失效形式是刃口磨損，就要選擇表面硬度高（58～64HRC）、耐磨性好，熱處理變形小的材料；沖模主要承受周期性載荷，易引起表面疲勞裂紋，導致表層剝落，那就要選擇表面韌性好的材料；拉伸模應選擇磨擦系數(shù)特別低的材料；當制品批量大時，可選擇淬火回火鋼。另外還需要考慮采用與制件親和力較小的模具材料，以防粘模加劇模具零件的磨損，造成拆彎成形時擦傷產(chǎn)品（如186—D61—4/4工程鋁殼拆彎模）。

    b.排樣與搭邊。不合理的往復送料排樣法以及過小的搭邊值往往會造成模具急劇磨損或凸、凹�？袀�。因此，在考慮提高材料利用率的同時，必須根據(jù)零件的加工批量、質(zhì)量要求和模具配合間隙，合理選擇排樣方法和搭邊值，以提高模具壽命。當然，過大的搭邊值造成的沖壓原材料浪費更應該引起我們的重視。

    c.模具結(jié)構設計時，盡量結(jié)構緊湊、操作方便，還要保證模具零件有足夠的強度和剛度，避免設計刀口間距太近，模板塊數(shù)不夠無墊板墊腳；模具零件各表面的轉(zhuǎn)角應盡可能設計成圓角過渡，凹模、型腔及凸�？刹捎媒M合或鑲拼結(jié)構來消除應力集中，細長凸�；驔_針采取適當?shù)谋Ｗo措施；同時應配置防止廢料堵塞的裝置，設計合理的配合間隙，減少滑動配合件及頻繁撞擊件在長期使用中磨損所帶來的對模具質(zhì)量的影響。無間隙和小間隙的液晶薄材沖裁模尤其要注意模具的導向機構的精度應高于凸、凹模配合精度。準確和可靠的導向，可以減少模具工作零件的磨損，避免凸、凹�？袀�。

    d.在設計中必須減少在維修某一零部件時需拆裝的范圍，特別是易損件要設計方便拆裝的結(jié)構，并對易損零件（如斷針）要作備品備件管理和在庫控制。

    （2）模具的制造過程也是確保模具質(zhì)量的重要一環(huán)，模具制造過程中的加工方法和加工精度也會影響到模具的使用壽命。各零部件的精度直接影響到模具整體裝配情況，除掉設備自身精度的影響外，則需通過改善零件的加工方法，提高鉗工在模具磨配過程中的技術水平，來提高模具零件的加工精度。在制造過程中要注意各加工環(huán)節(jié)如：熱處理、研磨、線切割等加工工藝的不當。

    a.熱處理：淬火、回火工藝不當產(chǎn)生變形。供應商為了趕交期或其他原因，往往采用不當?shù)臒崽幚砉に嚕瑢嵺`證明，模具的熱處理質(zhì)量對模具的性能與使用壽命影響甚大，模具工作零件的淬火變形與開裂，使用過程的早期斷裂，均與模具的熱處理工藝有關。

    淬火與回火。這是模具熱處理中的關鍵環(huán)節(jié)。若淬火加熱時產(chǎn)生過熱，不僅會使工件造成較大的脆性，而且在冷卻時容易引起變形和開裂，嚴重影響模具壽命。沖模淬火加熱時特別應注意防止氧化和脫碳，應嚴格控制熱處理工藝規(guī)范，在條件允許的情況下，可采用真空熱處理。淬火后應及時回火，并根據(jù)技術要求采用不同的回火工藝。

    消應力退火。模具工作零件在粗加工后應進行消應力退火處理，其目的是消除粗加工所造成的內(nèi)應力，以免淬火產(chǎn)生過大的變形和裂紋。對于精度要求高的模具，在磨削或電加工后還需經(jīng)過消應力回火處理，有利于穩(wěn)定模具精度，提高使用壽命。

    b.模具研磨平面度、光潔度不夠，容易產(chǎn)生撓曲變形和劃傷。模具工作零件表面質(zhì)量的優(yōu)劣對于模具的耐磨性、抗斷裂能力及抗粘著能力等有著十分密切的關系，直接影響模具的使用壽命。尤其是表面粗糙度值對模具壽命影響很大，若表面粗糙度值過大，在工作時會產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象，并在其峰谷間容易產(chǎn)生裂紋，影響沖模的耐用度，還會影響工件表面的耐蝕性，直接影響沖模的使用壽命和精度。為此，對模具主要成形零部件需要進行表面強化，以提高模具零件表面耐磨性，從而更好地提高模具質(zhì)量。對大批量生產(chǎn)的拆彎成形塊可采用鍍鉻、鍍鈦或滲硫處理，提高材料的耐磨性以減少摩擦引起的產(chǎn)品表面劃傷。

    c.人為的拉線線切割，線切割間隙處理不對，沒作清角及線切割的變質(zhì)層影響。沖模刃口多采用線切割加工。由于線切割加工的熱效應和電解作用，使模具加工表面產(chǎn)生一定厚度的變質(zhì)層，造成表面硬度降低，出現(xiàn)顯微裂紋等，致使線切割加工的沖模易發(fā)生早期磨損，直接影響模具沖裁間隙的保持及刃口容易崩刃，縮短模具使用壽命。

    （3）模具的正確使用與維護，也是提高模具質(zhì)量的一大因素。例如：模具的正確安裝與調(diào)試；嚴格控制凸模進入凹模深度；控制校正彎曲、整形等工序上模的下止點；及時研磨刃口；對模具進行定期維護保養(yǎng)，注意保持模具的清潔和導柱、導套及其他有相對運動的部位合理的潤滑等。預防模具在生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問題，提高維修工作效率。

    a.沖床設備的選用，沖床噸位、沖裁力不夠、調(diào)模下得太深。

    對于薄材產(chǎn)品的小間隙精密沖模必須選擇精度高、剛性好的沖床，并根據(jù)沖裁力選擇合適噸位的沖床生產(chǎn)，否則，將會降低模具壽命，嚴重者還會損壞模具。

    b.沖壓零件的原材料厚度公差超差、材料性能波動、表面質(zhì)量較差（如銹跡）或不干凈（如油污）等，會造成模具工作零件磨損加劇、易崩刃等不良后果。為此，應當盡可能采用沖壓工藝性好的原材料，以減少沖壓變形力；沖壓前應嚴格檢查原材料的牌號、厚度及表面質(zhì)量等，并將原材料擦拭干凈，必要時應清除表面氧化物和銹跡；根據(jù)沖壓工序和原材料種類，必要時可安排軟化處理和表面處理，以及選擇合適的潤滑劑和潤滑工序。

    c.生產(chǎn)作業(yè)的正確使用和合理維護。要防止模具生產(chǎn)前無退磁處理、無退料銷，生產(chǎn)中有斷針、斷彈簧、卡料造成脫料不順及無漏料、滾堵料、墊腳堵料造成的落料不順現(xiàn)象。同時要提高沖壓生產(chǎn)意識，避免疊片沖壓，定位不到位，沒使用吹氣槍，模板有裂紋仍繼續(xù)生產(chǎn)。

    d.為了保護正常生產(chǎn)，提高沖壓件質(zhì)量，降低成本，延長沖模壽命，必須正確使用和合理維護模具，嚴格執(zhí)行沖模“三檢查”制度（使用前檢查，使用過程中檢查與使用后檢查），并做好沖模與維護檢修工作。制造過程中的精度檢查，包括模具零件的加工精度、裝配精度及通過試模驗收工作綜合檢查模具的精度，在檢查時還需盡量選用高精度的測量儀器，對于那些成形表面曲面結(jié)構復雜的模具零件，若用普通的直尺、游標卡就無法達到精確的測量數(shù)據(jù)，這時就需選用三坐標測量儀之類的精密測量設備，來確保測量數(shù)據(jù)的準確性。

4 結(jié)束語

    模具的質(zhì)量問題，無論是模具的外協(xié)加工單位，還是模具的使用者都應非常重視，各部門需要通力合作。“模具質(zhì)量”的涉及面很廣泛，相當復雜，本文從模具的現(xiàn)場寫真和常見問題加以闡述，應該能使我們對“外發(fā)模具的加工質(zhì)量”現(xiàn)狀有更深刻的認識，并希望通過技術的不斷創(chuàng)新、管理的不斷規(guī)范、供應鏈的不斷完善等舉措來提升模具的質(zhì)量。