冲压模具论文
冲压模具维护的必要性及重点
使冲压模具保持初期状态之维持管理，就是冲压件模具的维护。要了解冲压工厂的状态，只要观察模具维护部门的情形，就能进行某种程度的判断。维护部门内若有许多待修的模具，一般的情形是，生产性低且加工不良品较多。
适当地实施模具维护管理，对冲压件工厂依照计划来进行生产以及提高设备的使用率，都是非常重要的。
冲压模具维护的内容区分
1.日常维护
是指正常之模具清扫、点检、及对可动部的给油等作业。此作业是经常确认模具处於正常状态，也能早期发现异常。
2.事故维护
在冲压模具进行加工的状态，会出现某些变化，形成无法继续使用的状态。例如，毛边变大、尺寸不对、发生伤痕、模具零件烧附等情形。
因为发生类似的异常而开始进行模具维护之内容，即称之为「事故维护」。是模具维护中，内容最多的一项。此维护通常是将模具使用到将近极限进行，若模具维护的时间花费较多，则模具的寿命也就较短。因为是突发性的维护，所以一定会有预定外的设备停止、及紧急维护作业。
3.定期维护
众人皆知的模具磨耗曲线(图1)，是存在於每一个模具上的。模具的维护是在异常磨耗的领域附近实施的。这个时期的冲压加工数是很容易掌握的。在达到规定的加工数时，实施模具维护，就是计划性的维护。不但容易掌握维护项目，也易控制维护时间。
4.改良维护
为了延长模具寿命(维护周期)、安定品质、容易维护等目的，而改良部份模具特别维护。
维护规则的确立
考虑前记事故、定期、以及改良维护的组合来维持模具状态，有必要制作规则，尽可能以定期维护来进行模具的维护管理。
维护规则的确立步骤如下所示。
(1)调查每个冲压件模具的维护寿命。
(2)决定定期维护加工数及维护重点。
(3)实施定期维护。
(4)调查一定期间内的事故维护件数。事故维护较多，是因为至定期维护的加工数设定不良、或是模具信赖度上有误差。
(5)调查事故维护的内容。
在设定数以内经常发生维护时，降低定期维护的加工数。
确认事故维护的处置内容为临时处置或久处置。
(6)检讨事故维护内容之临时处置内容的久对策。
(7)以改良维护计划来实施久对策内容。
事故维护内容不但是目前使用中之模具的对策，同时也应反应於今后制作之模具上。主要是防止相同内容之问题重复发生。
减少事故维护，可使维护部门有较充裕的时间，在进行细心维护时，可以得到相乘的效果。
模具零件及维护
构成模具之各个零件的寿命都是不一样的。所以维护的时机也各不相同。必须认知此种情形下，才能进行适切的维护。但并非重复进行维护，就可以使模具可以持续使用。必须有进行模具寿命(总寿命)判断的基准。
1.刃口工具
下料加工的冲头(Punch)及模(die)。是冲压模具中维护周期最短的零件。工具形状、间隙、表面粗糙度、材质等，都会影响工具寿命。若使用至异常磨耗状态时，研磨量就会增多，也会缩短工具的寿命。可从进行维护的加工数及毛边高度双方来进行管理。
2.滑配工具
弯曲、引伸等成形的冲头及模。这些零件是以R面及侧面(轴承(bearing)面)来滑过材料。所以在初期时滑配面会出现橘皮状、中期则会出现压痕、后期则是整个形状崩溃，因为变化十分缓慢，有点类似下料工具的毛边，因为无明显状态变化，通常都会太慢进行维护。面及形状的管理是重点。
若有异物混入时，会使滑配面受损，受损部份会复制到制品上，日常管理是其主要原因。影响工具寿命的要因有工具材质、工具肩形状及表面粗糙度、润滑油等，也可能以工具的表面处理来延长寿命。
3.弹簧
模具上使用很多的弹簧，却很少受到适切的管理。长期使用产生的磨损及破损等所造成的事故，对模具的伤害是很大的。因为通常是在看不到的状态下使用，会较慢发现，所以模具的破损也会较大。因为是从外观很难判断状态的零件，所以应依加工数来定期进行更换。弹簧的使用上，尽量在总挠量较小的情形使用即可。
4.引导柱衬套(guidepostbush)
模座(dieset)的引导柱衬套及内引导(innerguide)(SUB-GUIDE)是维持模具精度的重要零件。给油状态、偏心荷重等影响所造成的磨耗，会使柱衬套的间隙扩大，就很难保持上模及下模的关系精度，在模具的各个部份就会发生问题。意外的是，有很多模具在此部份的管理都不太确实。必须定期进行更换。
又，经常会发生烧附现象，大都是因为柱(Post)的垂直度不良或太大的偏心荷重。而这种原因，大多是出自模具设计或制作阶段。因偏心荷重而产生烧附时，应考虑荷重中心，必须采取将冲床机械上模具装置的位置错开等处置，垂直度不良时，则必须重组柱衬套。
5.板(Plate)
模具在加工时会产生极小的弹性变形。因此，长年使用时，其构成板会发生翘曲的情形，是影响模具精度的原因。必须定期消除反翘现象。和模、脱料器(stripper)的材料相接触的面，当然会留下记号。若这种状态很严重的话，就会使材料压制不正确，是形成制品形状不良的原因。
同样的，冲底部份或衬板(backingplate)的接触面，在长年使用的情形下也会凹下。这个部份在消除反翘时，应同时进行定期的面再生。板是支援模具精度的重要零件。若板的劣化超过一定的限度时，模具的总寿命也将结束。例如，导套梢(dowelpin)孔、导柱衬套孔及入子穴等的间隙变大。模具承座(dieholder)或模板面的局部扭曲变大，虽然有进行模具维护，但在定期维护前经常须要修理。
6.其他
(1)分隔片(shim)管理
因为重复进行模具维护，冲头及模具入子部份内的分隔片会增加，若不进行适当的管理，即使模具已进行维护，也会立即发生问题。只要限制分隔片的数量即可。
(2)脱料螺栓
脱模螺栓经长期使用后，会发生螺纹部份破损、头部磨损、脱料螺栓接触面凹陷等，是脱模器平行度不良的原因。应特别注意容易漏失的部份。
(3)螺栓
模具大都使用附有六角孔的螺栓。因为实施锁紧确认(相片3)，而重复组立、分解，有时会使六角孔部份变形，而无法获得足够的锁紧力。细小的螺栓问题特别多。若发现这种情形的螺栓，则必须进行更换。主停止开关所使用的螺栓若有少许松弛，会使螺栓破损，而可能发生很大的事故。
(4)导料器(pilot)
导料器是决定连续模位置的重要零件。必须实施形状、磨耗、变曲等相关的管理。
设计使维护更为容易的模具构造
在维护冲压件模具上，冲压模具的组立及分解的容易度，是进行维护作业的重要因素。图2是零件装置状态下的组立、分解内容。在考虑模具的大小等情形下，决定零件的固定方法或螺栓的旋紧方向等，必须为减少模具翻转等容易作业之构造。同时也必须考虑零件的组合及分解的情形(图3)
模具的维护，在企业内仍没有明确的地位，但冲压加工中，重要的模具却是必须进行维护管理的。若制作完模具后，就什麽都不知道了，是不正确的做法。必须注意到模具制造、模具维护、以及冲压加工之间的平衡。希望能仔细思考一下模具维护的地位。
我国汽车冲压模具的现状与发展
随着汽车工业的快速发展，服务于汽车生产的模具近年来也快速发展。汽车模具种类很多，其中冲压模具和塑料模具是用量最大的两大类。此外，还有铸造模具、锻造模具、橡胶模具、粉末冶金模具及拉丝模具和无机材料成形模具等。在汽主工业十分发达的国家，为汽服务的模具往往要占到其全部模其生产量的4C%以上。经过多年发展，我国目前为汽车服务的模具约已占到了全部模具产云的113左右.其中，冲压模具要占一半左右。由此可见，汽车冲压模具在模具行业和汽车工业中的重要地位。尤其是汽车盖件模具直接关系到汽车车型，因此其地位尤为重要。
汽车冲压模具市场情况
据中国模具工业协会发布的统计材料，2006年我国冲压模具总销售额约为288亿元人民币，其中出口2.34亿美元，约合19.4人亿民币。
根据我国海关统计资料。2006年我国共进口冲压模具7.55亿美元，约合62.5亿元人民币。从上述数字可以得出2006年我国冲压模具总需求约为350.5亿元人民币，总供应约为288亿元人民币，市场满足率为B2.2%。其中就国内市场来说，总需求为331.1亿元人民币，总供应约为268.6亿元人民币，市场满足率为81.1%。在上述供求总体情况中，进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具，而出口模具大部分是技术含量较低的中低档模具，因此技术含高的中高档模具市场满足率要低于冲压模具市场总体满足率，而技术含量低的中低档模具市场浅足率要高于冲压模具市场总体浅足率（港资、台资、外资企业自产自用的冲压模具未计入上述数字之中）。
汽车冲压模具是冲压模具中的主要部分，由于进口量大，因而其市场满足率要略低于上述数字。
汽主冲压模具市场除了上述数字之外。还有许多特点应引起注意：
1、汽车车型开发的周期性每开发一款新车型，约有80%的模具也需要新开发，即使是变型车，也有很大数量的模具需要新开发，尤其是车身冲压模具更是如此。同时，新车型的开发有一定的周期性.一是换型周期越采越短，二是换型需耍时间，这就会影响到汽车冲压模具的市场周期。
2、国内合资品牌和国外部分品牌车向国内采购模具的趋向日渐明显
由于国内模具的快速发展以及技术上的明显进步，再加上国内模具价格低廉，因而近年来国内一些合资品牌车已有许多模具由过去的国外进口转而成为在国内采购。同时，国外一些品牌车也开始越来越多地从我国采购模具。这一趋向不但已经明朗化，而且今后将进一步发展。
3.对模具的质量要求越来越高
没有国产模具的低成本，就不会有国产品牌车的飞速发展，这已被大家所公认。但低成本的模具并不意味着低水平，这一观念尚未被大家所认可。在低成本开发多品种的同时，国产品牌车要快速发展和提高品质，一定离不了国产模具水平的提高。国产车不但要在中低档市场上继续发展而且一定会在中高档市场上不断提高其市场占有率，这一趋势也是十分明显的。因而，对模具必然会提出越来越高的要求，这也是汽车冲压模具市场的必然趋势。模具企业应该充分认识这一趋势，并要依靠技术进步来保持低成本，并不断提高模具质量。
汽车冲压模具水平状况
近年来，我国汽车冲压模具水平已有很大提高。大型汽车冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内已能成套生产。部分高档轿车的冲压模具国内也能生产了。
1.模具CAD/CAM/CAE技术状况
20世纪90年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术。国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖件模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显著效益。1997年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产。
经过"十五"的发展，汽车冲压模具生产企业应用CAD/CAM/CAE技术的已越来越多。现在，_有许多企业已实现了三维CAD，有更多的企业正在由二维向三维过渡，总图生产正在逐步代替零件图生产。参数化设计和数字化制造已开始走进模具企业。
在冲压成型CAD软件方面，除了引进的软件外，华中科技大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在生产实践中得到成功应用，产生了良好的效益。国内一些大型汽车冲压模具企业由于成功地应用了CAE技术，又经过近年的实际锻炼，目前已经具备了对高级轿车进行工艺分析的能力，可以根据汽车厂的需要，进行产品数模分析和冲压工艺分析的同步工程，还可以进行软模的试制技术来达到完善产品数模的目的。快速原型(RP)技术与传统的快速经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖件模具，解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具，模具精度低、制作精度低，样件制作难等问题，实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造，并且保证了制件的精度，为汽车行业新车型的开发、车身快速试制提供了覆盖件制作的保证，它标志着RPM应用于汽车车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。
围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造，近年来也涌现出一些新的快速成型方法，例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型、液压成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。
2.模具设计与制造能力状况
就我国模具行业综合能力和水平来看，对于中档及其以下汽车的冲压模具，国内目前已完全有能力可以设计制造，满足用户所需，部分高级轿车的冲压模具其国内也已开始生产。
虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论加工工艺和能力方面.轿车覆盖件模具具有设计和制造难度大。质量和精度要求高的特点，可代表履盖件模具水平。虽然在设计制造方法和手段上面已基本达到了国际水平，模具结构方面也接近国际水平。在轿布模具国产化进程中前进了一大步，但在制造质量、精度、制造周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。
标志冲模技术先进水平的多二位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。用于汽车零部件生产的多工位级过模近年来已越来越多地出现于市场，最大的级进模的长度已超过4m。不等厚焊接板的冲压模具及高强度板的冲压模具也已越来越多地见诸于市场。这些都表明我国汽车冲压模具的设计与制造能力的进步和发展状况.
汽车冲压模具制造技术正在不断地提高和完善，高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用己越来越多。NC、DNC技术的应用越来成熟，可以进行倾角加丁和超精加工.这些郁提高了模具型面加工精度提高了模具的质量，缩短了模具的制造周期。
模具表面强化技术也得到广泛应用。工艺成熟、无污染、成本适中的离子渗氮技术越米越被认可，碳化物覆层处理（TD处理）及许多镀（涂）层技术在冲压模具上的应用日益增多。真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。激光热处理、激光切割和激光焊接技术也得到了应用。
3.专业化程度及能力分布状况
我国模具行业专业化程度还比较低，模具自产自配比例过高。国外模具自产白配比例一般为30%左右。我国冲压模具自产自配比例约为60%左右。这就对专业化产牛了很多不利影响。现在，技术要求高、投入大的模具专业化程度较高，例如覆盖件模具、多工位级进模和精冲模等。而一般冲模专业化程度就较低。由于自配比例高，所以冲压模具生产能力的分布基本上跟随冲压件生产能力的分布。但是专业化程度较高的汽车援盖件模其和多工位、多功能精密冲模的专业生产企业的分布有不少并不跟随冲压能力分布而分布，而往往取决于主要投资者的决策。例如四川有较大的汽车覆盖件模具的能力，但其主要用户不在四川。另外，企业之间近年来正在逐步形成"战略联朋"。形成联盟的企业往往以一个实力强大和水平较高的大型模具厂为核心。在一定的地域范围内有很好的协作关系，包括原材料、工艺、技术及市场乃至资金和人员方面的协同等。长春及其周边地区、哈尔滨及其周边地、湖北十堰及其周边地区、京津冀有关地区、成渝有关地区、上海及其周边地区、芜湖及其周边地区等都已形成了由一大批企业组成的汽车冲压模具的"联盟生产基地"。虽然这个名称不一定确切.但却已初步形成了布局。
汽车冲压模具的发展重点与展望
发展重点的选取应根据市场需求、发展趋势和目前状况来确定。可按产品重点、技术重点和其他重点分别叙述。
1，产品发展重点。冲压模具共有7小类，并有一些按其服务对象来称呼的一些种类。目前急需发展的是汽车覆盖件模具，多功能、多工位进模和精冲模。这些模具现在产需矛盾大，发展前景好。汽车覆盖件模具中发展重点是技术要求高的中高档轿车大中型覆盖件模具，尤其是外覆盖件模具。高强度板和不等厚板的冲压摸其及大型多工位进模、连续模今后将会有较快的发展。
多功能、多工位级进模中发展重点是高精度、高效率和大型、高寿命的级进模。
精冲模中发展重点是厚板精冲模和大型精冲模.并不断提高其精度。
2、技术发展重点。模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。因此从设计技术来说，发展重点在于大力推广CAD/CAE/CAM技术的应用，并持续提高其集成化程度和效率，特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具CAD、CAM技术应向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展，并提高模具CAD、CAM和CAE系统专用化程度。为了提高CAD, CAF, CAM技术的应用水平，建完整的模具资料库及开发专家系统和提高软件的实用性十分重要。从加工技术来说，发展重点在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主要是发展高速铣削、高速研抛和高速电加工及快速制模技术。提高模具标准化程度，搞好模具标准件生产供应也是汽车埃具技术发展重点之一。
为了提高冲压模具的寿命，模具表面的各种强化超硬处理等技术也是发展重点。
摸具数字化制造、系统集成、逆向工程、快速原型/模具制造及计算机辅助应用技术等方面形成全方位解决方案，提供模具开发与工程服务，全面提高企业水平和模具质量，这更是冲压模具技术发展的重点。基于数字化和信息化的各种虑拟制造技术将在较长时间内一直作为模具企业的技术发展重点。
3.其他发展重点
由于历史和体制上的原因，我国模具专业化和标准化水平一直很低，其中冲压模具的专业化比塑料模和压铸模更低。这在一定程度上妨碍了冲压模具的发展。根据国内外模具专业化情况来看，专业化可以有多层意思：⑴模具生产独立于其他产品生产，专业生产模具外供；⑵按模具种类划分，专门从事某一类模其（如冲压模具）生产；⑶在某一类模具中，按其服务对象或模具工艺及尺寸大小，选取该类模其中的某种模具（例如汽车覆盖件模具、多工位级进模具、精冲模具等等)进行专业化生产；⑷专业生产模具中的某一些零件（如模架、冲头、弹性元件等）供给模具生产企业；⑸按工序开展专业化协作。例如目前社会上专门从事模具设计的公司、专门进行腔强加工或电加工协作的企业、专门接受测量或热处理委托业务的企业及专门从事抛光业务的企业等等。这种多层次的专业化促进了模具行业的发展。因此也是发展重点。
由于国际汽车市场上主要企业之问的技术标准不统一，我国又引进了许多国外企业的车型，国内自己又开发了不少车型，因此技术标准"各自为政"的现象十分普遍。为了利于生产和提高质量，参考国外技术特点和优点，建立我国自己相对统一的汽车模具标准是十分必要和十分重要的。这一标准不单是模具标准件的标准，还应该有模具设计和使用标准等。这一标准化工作的确立也是发展重点之一。
作为一个行业，还应调整和处理好企业之间的协同和竞争的关系。协同是十分必要的，我们要向国外和我国台湾省的同行学习。竞争也是必要的，但应该是公平、透明和合理合法。模具企业之间和模具供需之间都要建立和谐的关系，以求共同发展。
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