模具知识全面解析：从制造到使用，一文掌握所有关键点 - 广州模具展

模具，作为工业生产中的核心工具，发挥着至关重要的作用。它广泛应用于注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等工艺中，旨在生产出符合需求的产品。模具的构成复杂多样，由众多精密零件共同组成，其设计理念和制造工艺都至关重要。正是通过模具，我们得以实现材料物理状态的转变，从而精准地塑造出所需产品的外形。因此，模具被誉为“工业之母”，其地位不言而喻。

模具的种类繁多，涵盖了加工金属、非金属及粉末冶金等多个领域。具体而言，塑料模、橡胶模和粉末冶金模等都是模具的重要分支。从结构特点来看，模具可分为平面冲裁模和具有复杂空间结构的型腔模。通常，模具的生产是单件或小批量进行的，尽管如此，它们在我们的日常生活中却扮演着不可或缺的角色。

现代模具的生产流程涵盖了多个环节。首先，ESI（供应商早期参与）阶段至关重要，它涉及到客户与供应商之间的技术交流，旨在确保供应商准确理解产品设计意图和精度要求，同时让产品设计者了解模具生产能力和产品工艺性能，从而做出更合理的设计。

接下来是报价环节，其中涵盖了模具价格、寿命、周转流程、所需机器吨数以及交货期等关键信息。客户在确认报价后，会发出订单和订金，而供应商则需接受订单并开始生产。

在模具生产过程中，生产计划及排工安排是不可或缺的一环。此阶段需要向客户明确回复模具的交货日期，以确保生产进度和客户需求的契合。随后，模具设计环节将启动，可能涉及到的设计软件包括Pro/Engineer、UG、Solidworks等。

最后，采购材料环节将根据设计需求进行，确保所有材料都符合生产要求和质量标准。通过这一系列精细的生产流程，我们得以打造出符合需求、高质量的模具，为工业生产提供坚实支撑。

模具加工

模具加工涉及一系列复杂的工序，包括车削、铣削、热处理、磨削、电脑数控加工（CNC）、电火花加工（EDM）、线切割（WEDM）、坐标磨削（JIGGRINGING）、激光刻字以及抛光等。这些工序需要精湛的技术和精密的设备，以确保模具的精度和质量。

模具装配

完成加工后，模具的各个部件需要经过精确的装配，以确保模具的整体性能和功能。这一环节涉及到对模具结构的深入理解和精确的操作技巧。

模具试模

模具装配完成后，必须进行试模环节。通过试模，可以检测模具的性能和产品质量，及时发现并修正潜在问题。这一环节对于确保模具的顺利生产和高质量的产品输出至关重要。

模具制造

模具设计制作时，需确保尺寸精确、表面光洁，同时兼顾结构合理性、生产效率及自动化程度。制造过程应简便易行，且模具寿命长、成本低，设计还需符合工艺要求，实现经济合理化。

在模具结构设计和参数选择上，必须考虑其刚性、导向性、卸料机构、定位方法以及间隙大小等关键因素。易损件的设计应便于更换，以确保生产的连续性。对于塑料模和压铸模，则需特别关注浇注系统的合理性、熔融塑料或金属的流动状态，以及型腔的进入位置与方向。

为了提高生产率并减少流道浇注损失，可选用多型腔模具，它能在同一模具内同时制造多个相同或不同的制品。冲压模则宜采用多工位级进模，并推荐使用硬质合金镶块级进模，以延长其使用寿命。

在小批量生产和新产品试制阶段，为了降低成本并加快制造速度，可以选用结构简单、制造迅速且成本低廉的简易模具，例如组合冲模、薄板冲模以及聚氨酯橡胶模等。此外，模具制造已逐渐引入计算机辅助设计（CAD）技术，通过计算机系统对模具进行优化设计。

从结构特点来看，模具制造分为平面的冲裁模和具有空间型的腔模。冲裁模主要依靠凸模与凹模的精确配合来进行制造，甚至能达到无间隙配合的程度。而其他如冷挤压模、压铸模、粉末冶金模、塑料模及橡胶模等锻模，则属于型腔模范畴，它们用于成形立体形状的工件。这类模具在长、宽、高三个方向上都有严格的尺寸要求，制造难度相对较高。

在制造过程中，平面冲裁模通常先用电火花进行初成形加工，再通过成形磨削或坐标磨削等方法进一步提高精度。成形磨削可借助光学投影曲线磨床或带有缩仿、修打砂轮机构的平面磨床来完成。坐标磨床则用于模具的精密定位，确保孔径和孔距的准确性。同时，计算机数控（CNC）连续轨迹坐标磨床还可用于磨削任何曲线形状的凸模和凹模。

塑形模具常用软件包括PTC的EMX、Siemens的NXMoldWizard等，而五金模具则常选用PTC的PDX、Siemens的NXProgressiveDieDesign等。在制造模具时，需关注其工艺性能，如可锻性、退火工艺性、切削加工性等，以确保模具质量，降低生产成本。同时，模具的使用性能也至关重要，如密度小等特点，对于减轻机械设备重量和节能具有显著意义。

高比强度和比刚度：尽管塑料的绝对强度不及金属，但其密度低，因此具有出色的比强度（σb/ρ）和比刚度（E/ρ）。特别是以高强度纤维、片状物或粉末状金属或非金属为填料的增强塑料，其比强度和比刚度甚至超越金属。

优越的化学稳定性：大多数塑料都展现出卓越的耐酸、碱、盐、水和气体的性能，通常不会与这些物质发生化学反应。

良好的电气、热和声学性能：塑料在电绝缘、绝热和绝声方面表现优异。

耐磨与自润滑特性：塑料的摩擦系数低，耐磨性好，并具备良好的自润滑性。结合其高比强度，使得传动时的噪声降低，能在液体介质、半干或干摩擦条件下有效工作。

维护与保养：

模具刃口维护：模具长期使用后需磨刃口，并退磁处理，以防堵料。企业应详细记录模具的使用、护理及损坏情况，以便及时发现问题并采取措施。

弹性零件的更换：如弹簧等弹性零件损坏，应严格按照颜色、外径和长度三项规格进行更换，以确保质量。

冲头与冲套的维护：冲头可能出现折断、弯曲或啃坏，而冲套通常因啃坏而损坏。这些零件的损坏一般需用相同规格进行更换。

紧固零件的检查与更换：定期检查紧固零件是否松动或损坏，发现问题后需及时更换相同规格的零件。

压料与卸料部件的维护：包括压料板、优力胶等压料零件，以及脱料板、气动顶料等卸料零件。在保养时，应仔细检查这些部件的配合关系和是否有损坏迹象，对受损部分进行及时修复。特别要注意气动顶料部件是否存在漏气现象，并针对具体情况采取相应措施，如更换损坏的气管等。

此外，还需对模具的几个关键零部件进行持续跟踪检测。顶出和导向部件对于确保模具的开合运动和塑件顶出至关重要。这些部件一旦因损伤而卡住，将导致生产停滞。因此，应定期检查并保持模具顶针、导柱的润滑，选用合适的润滑剂，并密切关注顶针、导柱等是否发生变形或表面损伤，一旦发现问题，必须立即更换。

在每个生产周期结束后，还应向模具的工作表面、运动和导向部件涂抹专业的防锈油。特别要重视对带有齿轮、齿条的模具轴承部位以及弹簧模具的弹力强度的保护，以确保这些部件始终处于最佳工作状态。

同时，随着生产时间的延长，冷却道可能会沉积水垢、锈蚀物、淤泥和水藻等杂质，导致冷却流道截面变小、冷却通道变窄，严重影响冷却液与模具之间的热交换效率，进而增加生产成本。因此，对流道的清理工作也不容忽视。

损耗原因分析：

模具主要工作零件的材料选择不当，可能导致材料性能不佳，耐磨性差。若模具钢未经精炼，存在大量冶炼缺陷，则会影响其使用寿命。此外，凸凹模的锻坯改锻工艺不完善，可能遗留热处理隐患，进一步加剧模具的损耗。

模具结构设计方面的问题也不容忽视。如果冲模结构不合理，例如细长凸模未设计加固装置，出料口不畅导致堆集，或者卸料力过大使凸模承受交变载荷加剧，这些都可能导致模具过早损耗。

制模工艺的完善性也是影响模具寿命的关键因素。如果凸、凹模锻坯内在质量不佳，热处理技术及工艺存在问题，就可能导致凸、凹模淬不透，出现软点及硬度不均的情况。有时甚至会产生微裂纹或开裂现象，同时研磨抛光不到位，表面粗糙度值过大，也会影响模具的使用寿命。