模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。模具是軍工、機(jī)械、電子及輕工業(yè)的基礎(chǔ)工藝裝備。隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)貿(mào)易市場(chǎng)中競(jìng)爭(zhēng)的加劇，促使產(chǎn)品加速更新?lián)Q代，這對(duì)模具的數(shù)量、質(zhì)量、成本、交貨期等方面提出了更高的要求。模具開(kāi)發(fā)的成敗，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)。

可以說(shuō)這是我們業(yè)內(nèi)人士所共識(shí)的，很多單位都有這種感受———不怕加工不出來(lái)，就怕設(shè)計(jì)不出來(lái)。可見(jiàn)一副模具，其設(shè)計(jì)難度要比加工難度大得多。筆者認(rèn)為，一副成功的模具，它不僅僅只是能夠完成預(yù)定的沖壓任務(wù)，而且要使模具在自身的加工、調(diào)整、維護(hù)、易損件消耗等一系列過(guò)程中，總的花費(fèi)達(dá)到最少，這才是模具設(shè)計(jì)的最高境界。

降低模具成本的方法:

模具的成本主要由以下幾部分組成：材料費(fèi)、設(shè)計(jì)費(fèi)、加工費(fèi)（包括調(diào)試費(fèi)用）、包裝費(fèi)及運(yùn)送費(fèi)、稅金、其他費(fèi)用（如商業(yè)運(yùn)作、交納管理費(fèi)等）。

其中材料費(fèi)、加工費(fèi)及稅費(fèi)合計(jì)起來(lái)至少要占到模具總成本的80%以上。而材料費(fèi)和加工費(fèi)是由設(shè)計(jì)圖樣決定的、采用什么牌號(hào)的材料、需要多少原材料、模具零件加工需要走什么樣的工藝路線、是否具備良好的可調(diào)試性能、修改次數(shù)等，這些又全都取決于設(shè)計(jì)。

因此，模具設(shè)計(jì)是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。所以控制模具成本就要從設(shè)計(jì)上入手。要達(dá)到減少成本的目的，歸納總結(jié)起來(lái)講，需要做好以下幾個(gè)方面的工作：

1. 首先，總體設(shè)計(jì)方案的制定要合理，也就是說(shuō)設(shè)計(jì)理念要正確，從沖壓工藝、排樣到總體結(jié)構(gòu)的確定都應(yīng)該遵守相關(guān)的原理或法則。比如說(shuō)排樣方案的制定，按照常規(guī)設(shè)計(jì)法則第一工步是先沖出導(dǎo)正孔，緊接著第二工步就必須要設(shè)置導(dǎo)正釘導(dǎo)正，不論步距多么小也不能空開(kāi)，如果不這樣安排，從初始送料精度，到整個(gè)模具步距精度全都無(wú)法保證，等于失去了定位基準(zhǔn)，沖壓件的精度也就談不上了。

如何對(duì)條料的沖裁、折彎、拉深、折疊和卷邊等過(guò)程進(jìn)行有效的控制，采用怎樣的結(jié)構(gòu)確保坯料按照設(shè)計(jì)的意圖成形。這些方案的制定都要求設(shè)計(jì)者對(duì)材料的變形規(guī)律具有較為充分的了解。同時(shí)對(duì)現(xiàn)行方案要進(jìn)行必要的校對(duì)核算，比如展開(kāi)尺寸的大小，拉深次數(shù)的確定，初始間隙的取值，壓力中心偏離位置，壓邊力、卸料力或推件力大小，彈簧的長(zhǎng)度及壓縮量等都應(yīng)該先計(jì)算出來(lái)并作為設(shè)計(jì)的理論依據(jù)。盡量采用較為成熟的結(jié)構(gòu)。

對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，最好能夠想象出模具將來(lái)的裝配、運(yùn)行及條料的變形過(guò)程，這樣做可以提早發(fā)現(xiàn)很多不切實(shí)際的裝配問(wèn)題或運(yùn)行當(dāng)中產(chǎn)生的干涉，阻礙送料、定位不穩(wěn)定等問(wèn)題從設(shè)計(jì)初始就想辦法解決掉。

因?yàn)槟＞咭坏┏霈F(xiàn)大的設(shè)計(jì)失誤，會(huì)導(dǎo)致模具報(bào)廢。筆者曾見(jiàn)過(guò)這樣一副模具，它的最后一個(gè)工位要完成切斷、打87°彎、出件三個(gè)動(dòng)作，排樣并沒(méi)有錯(cuò)，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上沒(méi)考慮周全，只滿足了銳角打彎的要求，而專(zhuān)為擺動(dòng)式凸模設(shè)置的下?lián)醢遄璧K了制件排出，無(wú)法連續(xù)工作，把一個(gè)本來(lái)很容易處理的問(wèn)題搞復(fù)雜了，最終模具做了報(bào)廢處理。后來(lái)另做的新模具改變了結(jié)構(gòu)，凸模改為直通式，凹模改成斜面，去掉擋板后模具才得以驗(yàn)收合格。因此，總體方案上絕不能出現(xiàn)大的問(wèn)題。

2. 在確定沖壓工藝路線和排樣之前，將各種方案進(jìn)行成本估算，這樣做可以為決策提供依據(jù)。比如某個(gè)沖壓件可以用幾副單步模沖壓加工完成，也可以用一副跳步模（級(jí)進(jìn)模）沖壓加工完成，還可以用復(fù)合模沖壓加工完成，到底應(yīng)該采用哪種方案，要對(duì)比看哪種方案的綜合成本最小。

3. 要落實(shí)好標(biāo)準(zhǔn)件的推廣應(yīng)用工作，盡量多用標(biāo)準(zhǔn)件。這個(gè)道理很簡(jiǎn)單，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)件能夠形成批量生產(chǎn)，所以其市場(chǎng)價(jià)格相對(duì)更便宜。還有一個(gè)好處就是縮短了模具制造周期，使總的工作量至少減去一半。

目前，市場(chǎng)上模具標(biāo)準(zhǔn)件十分豐富，種類(lèi)繁多，規(guī)格齊全。比如彈簧、模架、導(dǎo)向件、螺釘塞、導(dǎo)正孔凸模和凹模、導(dǎo)正釘、檢測(cè)銷(xiāo)、小壓板、浮料銷(xiāo)、頂桿等，這些零部件都可以從專(zhuān)門(mén)的廠家買(mǎi)到，從而免去了設(shè)計(jì)和加工工作。減輕了生產(chǎn)環(huán)節(jié)壓力，加快了進(jìn)度，反過(guò)來(lái)又對(duì)銷(xiāo)售起到一定的促進(jìn)作用。

4. 不可忽視非標(biāo)零件設(shè)計(jì)的工藝性審查工作。實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中造成零件報(bào)廢的原因有時(shí)并不在操作工身上，而在于設(shè)計(jì)不合理。比如一個(gè)價(jià)值上千元的板件，由于型孔的一個(gè)尖角開(kāi)裂而報(bào)廢，這種情況下能把責(zé)任推卸給熱處理嗎？由于凹模鑲件設(shè)計(jì)的壁厚太薄弱，切完型孔后發(fā)生變形而做報(bào)廢處理，這能怪罪慢走絲操作工嗎？

還有這樣的情形，某個(gè)復(fù)雜的異型孔，如果設(shè)計(jì)上采取拼接方式，則凸、凹模的加工相對(duì)要容易得多，用工具磨床就可以保證尺寸精度要求，若是設(shè)計(jì)成整體式，就必須采用慢走絲或坐標(biāo)磨床加工，結(jié)果加工費(fèi)用提高成百上千元。有時(shí)凸模設(shè)計(jì)得過(guò)于細(xì)長(zhǎng)，抗沖擊性太差，造成沖壓生產(chǎn)中頻繁停機(jī)和維修更換，增加費(fèi)用還耽誤生產(chǎn)。

以上所講述的的現(xiàn)象經(jīng)常會(huì)遇到，所以，對(duì)于非標(biāo)零件，投產(chǎn)前一定要進(jìn)行工藝性審查，由資深設(shè)計(jì)人員或工藝師檢查其圖樣是否符合本廠工藝條件。如尺寸不能超出現(xiàn)有設(shè)備的最大行程，基準(zhǔn)要始終保持一致，曲線（面）加工要避免干涉現(xiàn)象，注意不要有淬火時(shí)容易開(kāi)裂的尖角，可夾持面要夠大，尺寸精度和形位公差容易控制，對(duì)于某些不能一次設(shè)計(jì)定型的零件要留出修改的余地等。

有了工藝性審查把關(guān)，就可以減少很多因設(shè)計(jì)不合理而附加的費(fèi)用，從而減少工廠損失。有些企業(yè)為了分工明確，方便管理，將設(shè)計(jì)工作與工藝編制工作劃分開(kāi)，各自管各自，內(nèi)耗自然相對(duì)較大。

5. 材料的選用要適當(dāng)?，F(xiàn)在人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到資源的寶貴，模具原材料價(jià)格一漲再漲，尤其是合金工具鋼，有些價(jià)格已超過(guò)原來(lái)的兩倍。

如高速鋼W6Mo5 Cr4V2原來(lái)的價(jià)格不到40元/ kg,現(xiàn)在漲到80元/ kg 以上。硬質(zhì)合金YG15 原來(lái)價(jià)格為300元/ kg, 現(xiàn)在漲到700 元/ kg 以上。進(jìn)口材料價(jià)格更是高得離譜，如日本的普通模具鋼SKD11 為70元/ kg,硬質(zhì)合金D30為3000 元/ kg, 美國(guó)的硬質(zhì)合金CD650 為3000元/ kg, 比相同性能的國(guó)產(chǎn)材料高出3倍以上。

因此，在選用模具材料時(shí)，只要能夠滿足零件強(qiáng)度、硬度等性能條件，能達(dá)到預(yù)期的壽命，就應(yīng)該盡量采用價(jià)格便宜的原材料，而一味地追求昂貴的材料，看似為了提高模具質(zhì)量，其實(shí)是對(duì)資源的不合理利用，也是一種浪費(fèi)。國(guó)產(chǎn)模具材料如T8、T10、CrWMn、Cr12MoV 等相對(duì)要便宜得多，建議優(yōu)先選用。

尤其在模具尺寸較大時(shí)，選擇材料應(yīng)當(dāng)更慎重一些。有些關(guān)鍵零件，如果必須采用YG15 等耐磨損硬質(zhì)合金材料，可以設(shè)計(jì)成熱鑲或局部焊接的形式，把其用量設(shè)法減到越少越好，從而可以省下大量資金。

6. 模具出廠之前一定得先試沖幾次，并把每次試模當(dāng)中找出的問(wèn)題在本廠內(nèi)部進(jìn)行設(shè)計(jì)修改并徹底解決，最好是調(diào)試到十拿九穩(wěn)的程度以后再包裝發(fā)運(yùn)出去。避免問(wèn)題在模具運(yùn)送到用戶那里以后才暴露出來(lái)，到時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)很可能沒(méi)有專(zhuān)業(yè)設(shè)備及操作工給予配合，單憑鉗工對(duì)模具進(jìn)行修理或改造極為困難。

浪費(fèi)時(shí)間，增大開(kāi)銷(xiāo)還在其次，搞不好模具最終還得要運(yùn)回本廠返修，那樣就更加麻煩了，這些花費(fèi)必然大大超出預(yù)算。同時(shí)也耽誤了用戶的生產(chǎn)進(jìn)度，造成負(fù)面影響。總之，要盡可能減少模具在外調(diào)整的時(shí)間和工作量。

7. 圖樣的設(shè)計(jì)要規(guī)范。電腦上的圖形實(shí)際尺寸與標(biāo)注尺寸必須嚴(yán)格要求保持一致，命名也要具有惟一性，名稱(chēng)、圖號(hào)不得有重復(fù)。這樣做看起來(lái)似乎麻煩一點(diǎn)，慢一點(diǎn)，但是可以給后續(xù)的一系列工作帶來(lái)很大的便利。無(wú)論是校對(duì)還是加工編程或者查對(duì)尺寸，都可以從電腦上直接調(diào)用圖樣文件。保證了設(shè)計(jì)圖樣對(duì)生產(chǎn)具有明確的指導(dǎo)作用。

從總體上看，不僅節(jié)約了大量時(shí)間，而且提高了尺寸、形狀表達(dá)的準(zhǔn)確率，可有效避免他人因誤解而引起的報(bào)廢或返修，有效減少不必要的損失和浪費(fèi)。

結(jié)語(yǔ)：

以上提出的幾點(diǎn)事項(xiàng)，如果要很好地落實(shí)下去，應(yīng)建立起一系列相關(guān)的制度作為保障。這樣，企業(yè)的模具設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)水平及效益才會(huì)有明顯的提高。

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