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模具设计

降低模具成本六大法宝

时间:2016-12-09 00:00:53   作者:未知   来源:网络文摘   浏览:12   评论:0
    模具加工(Mold Making)是指成型和制坯工具的加工,此外还包括剪切模和模切模具。 通常情况下,模具有上模和下模两部分组成。将钢板放置在上下模之间,在压力机的作用下实现材料的成型,当压力机打开时,就会获得由模具形状所确定的工件或去除相应的废料。 

 

    小至电子连接器,大 至汽车仪表盘的工件都可以用模具成型。 级进模是指能自动的把加工工件从一个工位移动到另一个工位,并在最后一个工位得到成型零件的一套模具。模具加工工艺包括:裁模、冲坯模、复合模、挤压模、四滑轨模、级进模、冲压模、模切模具等。

 

    今天小编给您介绍一下如何节省模具成本,下面是一位行业人士对模具成本的看法,给金粉们借鉴!

 

第一、制品的合理设计

  

    假如制品设计得不合理,对模具企业来说,是怎么一个情况,那是一场灾难。我从事模具40多年,这样的事经历得多了,有时为了实现制品上的一个倒扣,而产品工程师和模具设计师没有很好的沟通,模具的成本就会成倍地增加。

 

  我有幸参与了上海一家汽车公司的一款适合残疾人用的小轿车内饰件的设计。其中有个零件叫中隔板,按原来的设计,这个零件很大,模具的制作成本在400万人民币左右。配套的注塑机在4000吨以上。后来我建议将它分割成2件。2套模具的制作成本加起来也没有超过200万。配套的注塑机都选用了1500吨的机型。最后是皆大欢喜。这样的例子太多了。所以,一个产品设计师,要尽量多地了解模具的知识,使得设计出来的产品尽量适合模具工程的进行,不要无端地增加模具的制作难度和成本。在满足整车装配的前提下,和模具部门保持良好的沟通,是减少模具成本的最有效最直接的措施。这里面还有一个生产力和生产关系的哲学问题。有些产品工程师认为,模具成本是你们模具公司的事,和我无关。但是,假如生产关系重新组合一下,注塑公司和模具公司是一家的,那会怎么样?事实上,这是一个社会大趋势,现在运作的比较好的公司,都是注塑公司和模具公司结合为一体的,单纯靠制作模具而存在的公司,几乎都不能生存了。所以,产品设计不合理,就会直接增加模具成本。

 

第二、制品的设计变更

 

  模具企业经常遇到这样的情况,在某个项目中,模具刚刚设计好,模架刚刚订购回来,客户的设变通知就来了,假如是小小的变化,不影响模具总结构,那倒也无所谓,有时情况比较严重,因为制品形状的改变,模具上要增加机构,甚至连模架都要重新订购。这个成本就增加大了。所以要尽量减少设计变更。现在有很多快速成型的手段,在做模具前按3D将手板做出来,进行整车装配,及时修正产品的3D,能最大限度地减少由产品设计变更引起的成本增加。记得我以前参与北京吉普切诺基213的研发,在深圳注塑出来的样板,要到北京去试装配,光飞机上就折腾了几十个来回,这个成本到底算材料费还是加工费,真不好说。

 

第三、模具设计是否完善

 

  这里要分二种情况来分析,第一是模具设计的合理性和可加工性。

  一般的模具企业,设计团队中肯定有老的、有经验的设计师,也有刚从学校出来的年轻工程师,我们不可能要求年轻的工程师刚来企业就能够独立设计出高水平的模具,就是有丰富经验的模具工程师,假如闭门造车搞出来的模具结构,也不可能是十全十美的,肯定会有一些考虑不周的细节。一个最重要,最有效的方法就是集体评审。我记得70年代我买到过一本德国的模具书,好像叫先进模具结构80例什么的,对我影响最大的就是书中提到了做模具的流程,一定要经过对模具结构的多次的集体评审。这对我的模具生涯是影响最大的,真的是受益匪浅。这个问题现在我相信大家都有共识。现在有很多模拟手段,譬如模流分析、模具结构动态分析,试出的产品和设计的产品3D比对分析等,可以最大限度地减少因模具设计的不合理产生的成本增加。

 

  第二种情况是设计浪费,假如模具用户明明只要模具生产500件样品,是用来开发市场的,但是假如我们按寿命30万模次的模具去设计,这个成本就大了,属于设计浪费。

 

第四、尽量减少模具的试模次数

 

  很多模具企业,对模具加工费的计算,是以模具接到订单到模具合格后出厂时的天数来计算加工费的,假如模具经过多次试模还不能够交付使用,除了按合同要罚款外,模具在工厂内的天数越多,加工费也越多。当然,试模的费用也是非常可观的所以,多次或者是不可控制的试模次数是模具成本管控的一大盲区。

 

  我们来分析一下模具试模次数多的原因

  第一是模具设计时没有经过充分的集体评审,模具结构存在不合理之处,使得模具在试模后还要经过多次改进,使得模具成本超过预算。

 

  假如经过几次改进,可以搞定,那是比较幸运的,有很多案例是不如人意的,甚至模具要报废重新做,这个成本就无法控制了。还有一些情况是模具设计很好,但是模具的加工不到位,使得试模次数无端增加,直接增加了模具成本。这个问题是没有异议的,所以很多模具企业都加大了测量设备的投入。

 

  第二是试模时没有选对最佳的成型工艺和注塑机的机型,明明模具做得很好,但是注塑出来的产品不理想。无端增加了试模次数,直接增加了模具成本。这是一些小型模具厂的通病。

 

  第三是对塑料的物理性能没有充分的了解,甚至连收缩率也没有搞准确,这样的情况是时有发生的。所以,在设计模具前就一定要搞清楚塑料的物性,方可有效地减少试模次数。

 

第五、模具材料和标准件采购

 

  要选择稳定的,信誉好的供应商。假如由于贪便宜,和草率采购,使模具出问题,那是非常可惜的。这样的情况事实上是很多的。虽然可以追究供应商的责任,但是损失最大的还是模具企业和模具用户。

 

第六、产品合格

 

  假如说,我们用了10万元人民币,要求做一套轿车杂物盒的模具,所用塑料是PA+30%GF,注塑周期30秒,模具寿命为30万模。结果模具制作好了,样品的尺寸和物理性能也达到了,可是因为注塑时取件困难,注塑周期用了60秒,而且模具生产了10万件就不能用了,为了赶上整车的配套,必须再投模具。按原来的模具情况,一下子要投3套模具。同样是花那么多钱,我的认为是这套模具的成本是原来预算的3倍或者是6倍。有不同的看法吗?

 

  综上所述,要有效地管控模具的成本,必须要做倒:

 

  合理的产品设计,尽量少的设计变更,完善的模具设计和加工的流程,产品工程师和模具工程师的良好沟通。

 

模具种类

1.金属冲压模具:连续模、单冲模、复合模、拉伸模

2.塑胶成型模:注塑模、挤塑模、吸塑模

3.压铸模具

4.锻造模具

5.粉末冶金模具

6.橡胶模具

 

模具加工流程

开料:前模料、后模模料、镶件料、行位料、斜顶料;

开框:前模模框、后模模框;

开粗:前模模腔开粗、后模模腔开粗、分模线开粗;

铜公:前模铜公、后模铜公、分模线清角铜公;

线切割:镶件分模线、铜公、斜顶枕位;

电脑锣:精锣分模线、精锣后模模芯;

电火花:前模粗、铜公、公模线清角、后模骨位、 枕位;

钻孔、针孔、顶针;

行位、行位压极;

斜顶

复顶针、配顶针;

其它:①唧咀、码模坑、垃圾钉(限位钉);②飞模;③水口、撑头、弹簧、运水;

省模、抛光、前模、后模骨位;

细水结构、拉杆螺丝拉钩、弹簧

重要部件热处理、淬火、行位表面氮化;

修模刻字。

 

加工工艺流程安排

 

1、底面加工,加工量保证;

2、铸件毛坯基准找正,2D、3D型面余量检查;

3、2D、3D型面粗加工,非安装非工作平面加工(包括安全平台面、缓冲器安装面、压板平面、侧基准面);

4、半精加工前,侧基准面的找正确保精度;

5、半精加工2D、3D型面,精加工各类安装工作面(包括限位块安装面及接触面、镶块安装面及靠背面、冲头安装面、废料切刀安装面及靠背面、弹簧安装面及接触面、各类行程限制工作面、斜楔安装面及靠背面),半精加工各类导向面、导向孔,留余量精加工工艺基准孔及高度基准面,并记录数据;

6、检验复查加工精度;

7、钳工镶作工序;

8、精加工前,工艺基准孔基准面找正,镶块余量检查;

9、精加工型面2D、3D,侧冲型面及孔位,精加工工艺基准孔及高度基准,精加工导向面及导向孔;

10、检验复查加工精度。


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