模具寿命对工业生产的影响

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1、精选优质文档-倾情为你奉上模具寿命对工业生产的影响赵永彪（济源职业技术学院，河南 济源 ）摘要：模具寿命对工业生产的影响，主要包括两个方面：一是对产品生产率的影响，二是对产品成本的影响。采取措施，提高模具寿命可以提高产品生产率、降低产品成本。只有当模具寿命与产品生产批量相适应时，才能达到最好的生产状态，给企业带来最大的经济效益。关键词：模具寿命；工业生产；生产率；产品成本；影响；提高；措施Influence of Service Life of Die on Industry ProductionZHAO Yong-biao(Jiyuan Vocational and Technical Co

2、llege, Jiyuan ，Henan )Abstract: Service life of die can influence industry production in productivity and product cost. If proper measurement is taken and service life of die is incresed, productivity will be high and product cost will be low. When service life of die and production of large scale a

3、re in accordance with each other, the productivity will be highest and highest economic benefit can be achieved for enterprises. Key words: service life of die; industrial proction; productivity; product cost; influence; increase; measurement 0 前言模具是用来成型各种工业产品的一种重要工艺装备，是机械制造工业成型毛坯或零件的一种手段，在现代工业生产中具有

4、重要作用。中国模具工业协会把我国模具基本分为十大类：冲压模、塑料成型模、压铸模、锻造成型模、铸造金属模、粉末冶金模、玻璃制品模、橡胶成型模、陶瓷模、经济模（简易模具）。任何一种模具，随着工作时间的延长，都会受到不同程度的损坏甚至报废，因此其有效工作时间是有限的，模具的使用寿命（简称模具寿命）就是衡量模具有效工作时间长短的指标。模具寿命是指：模具因为磨损或其他形式失效、终至不可修复而报废之前所加工的产品的件数。模具寿命是模具质量的重要指标之一。它对工业生产的影响，主要包括两个方面：一是对产品生产率的影响，二是对产品成本的影响。我国有模具生产厂家约2万余家，模具总产值超过500亿元人民币。采取措施

5、，提高模具质量，延长模具使用寿命，使模具达到最佳使用寿命无疑有着十分重要的意义。1 模具寿命与工业生产的关系1.1 模具寿命与生产率的关系从模具寿命的定义可知，模具寿命的大小取决于模具所能生产出合格产品的数量，生产率则表示了模具在单位时间内生产出合格产品的数量。两者之间有着必然的联系。1.1.1 模具寿命与生产率的关系曲线，如图1所示。 图1 模具寿命与生产率的关系由图可见，模具寿命S越长，生产率Q越高。1.1.2 模具寿命与生产率的关系式当产品批量n模具寿命S时，生产中多数是一套模具完全失效后再换新模具，若不计模具设计时间（用T1表示）和模具加工时间（用T2表示），则模具寿命S与生产率Q之间

6、的关系可用经验公式表示为:QST3T4S(60N)式中: N为设备的工作节奏；T3为模具安装、调试时间；T4为模具修复及维护时间。从关系式可以看出：减少模具的安装、调试时间和模具修复及维护时间，提高模具的使用寿命，都能起到提高模具生产率的作用；并且设备的工作节奏越快,模具寿命对生产率的影响就越大。1.2 模具寿命与产品成本的关系1.2.1 模具寿命与产品成本的关系曲线，如图2所示。图2 模具寿命与产品成本的关系由图可见：产品成本V随着模具寿命S的增加而下降。1.2.2 模具寿命与产品成本的关系式模具寿命与产品成本之间的关系可用经验公式表示为：VA（MB）/SA（McMzMxB）/S 式中： A

7、为与模具寿命无关的单件产品成本之和；M为模具费（模具材料费Mc、模具制造费Mz和模具修理费Mx之和）；B为模具工费。从关系式也可以看出：模具寿命越高，各项费用越低，则产品成本越低。目前我国模锻件、冲压件的模具费用占产品成本的10%-30%，小批量冲压件模具费用占产品成本的30%-50%。另一方面，目前我国模具行业是微利行业，模具价格偏低，如果提高模具价格，会进一步增大模具费在产品成本中的比例。因此有效的提高模具寿命，就可以降低产品成本。2 模具寿命对工业生产的影响从模具寿命与工业生产的关系可以看出，模具寿命对产品生产率和产品成本影响重大。如今，工业生产得到了前所未有的迅猛发展，已成为当代技术密

8、集型、知识密集型的产业。工业产品的发展，必然导致模具的大量应用和带动模具行业的快速发展，同时模具的种类、加工方法、后续处理方法迅速的增多，使模具性能得到了大幅度改善。在工业产品飞速发展带动模具工业快速发展的新时代，无论是模具的大型化、复杂化还是高精度、高效率，必然对模具提出更高的、更特殊的要求，特别是都依赖于模具寿命的提高。模具寿命关系到少、无切削生产工艺的推广应用，影响到产品的生产率及质量，影响到一些先进的高效率、多工位加工设备的正常效能的发挥，影响到模具钢的消耗，特别是合金模具钢的消耗，同时还影响到模具本身的制造成本和产品的成本以及工艺部门的工作量等。因此，除了小批量生产和新产品试制等特殊

9、情况外，一般都要求模具具有较长的寿命。模具寿命低容易造成人力、物力大量浪费，会降低产品生产率，加大产品成本。当模具寿命太短时，一套模具无法完成一批产品的生产，需要在产品生产过程中更换新的模具。然而，当新模具初使用时还需要进行试模，根据模具的工作状态、性能要求、试模阶段加工出的产品质量情况，需对模具进行修模和调整。多套模具的使用也加大了模具的成本，浪费模具钢材料。这样既浪费了时间又浪费了材料、财力、人力，使得产品生产率下降、产品成本提高，对于工业生产是极为不利的。据有关统计资料显示，我国每年消耗模具钢6万吨到10万吨左右，进口模块一万多吨，模具钢的消耗量和日本大致相当，但产品的生产量却只有日本的

10、几十分之一；每年全国由于模具寿命低而造成的浪费不低于数亿元人民币，同时由于模具寿命低而对产品的质量和产量带来的损失，则浪费更为严重。而质量高、寿命长的模具，可以提高产品的生产率及质量，降低产品成本。在大批量生产中，为了保证较高的生产率，模具的寿命更为重要。 目前，国际上模具寿命已达到相当可观的程度。例如：以合金钢、硬质合金为材料的硅钢片冷冲模，寿命分别达到500万次，3亿次；以合金钢、硬质合金为材料的塑料注射模、连杆注射模、铝合金压铸模其寿命分别可达到60万次、2.5万次、100万次；非淬火钢模具寿命可达10万次60万次；淬火钢模具寿命可达160万次300万次。而我国的成型模具设计、制作技术起

11、步较晚，整体水平比较低。目前中国模具的总产值虽已跃居世界第三，仅次于日本和美国，但我国模具行业的整体发展水平还处于20世纪80年代中期至90年代初期的国际先进水平，我国的模具寿命只相当于工业发达国家的五分之一到三分之一，这对于我国工业的发展、国民经济的提高带来了巨大的阻力，给我国工业生产、资源使用造成了巨大的浪费，带来了巨大的经济损失。3 提高模具寿命的措施模具寿命与模具结构、模具材料、模具制造、模具工作条件等因素有关，它是一定时期内模具材料性能、模具设计、加工和模具热处理工艺、模具使用与维护等各项指标的综合体现。模具寿命的高低在一定程度上反映了一个国家或地区的冶金和机械制造等工业的技术水平。

12、因此，提高模具寿命是我国模具研究的重要方面，也是我国模具行业未来的发展趋势，同时也是发展我国工业生产的必要措施。3.1 合理设计模具结构模具结构包括模具的几何形状、模具的结构形式两方面的内容。模具结构对模具受力状态影响很大，在保证模具工作性能的条件下，合理的、良好的模具结构设计和几何形状设计，能使模具工作时受力均匀，不易受偏载荷，能有效的降低模具零件的应力集中，延长模具的使用寿命。3.2 正确选择模具材料模具材料包括模具材料的性能、模具使用性能的选择、模具钢冶金质量等方面的内容。不同的模具材料使模具具有不同的性能、承载能力、使用寿命及加工精度、制造成本等。要根据模具的工作性能要求，正确的选择模

13、具材料，保证模具的使用寿命。3.3 改进模具制造工艺模具制造包括模块的锻造、模具零件的加工、模具热处理三方面的内容。模具制造是模具质量的保证。要积极改进模具冷热加工工艺，严格控制制造方法、制造过程，保证模具的质量，提高模具的使用寿命。3.4 改善模具工作条件模具的工作条件包括成型件的材质和成型温度、设备特性、模具的使用与维护（包括润滑、冷却）等方面的内容。通过给模具创造更好的工作条件，合理使用维护模具，能大大提高模具的使用寿命。模具寿命的影响因素有主观的也有客观的，有些完全可以避免、弥补或改善。正确处理各种影响因素，采取一些有效措施，可以提高模具的使用寿命，从而提高产品生产率、降低产品成本。4

14、 模具寿命应与产品生产批量相适应降低产品成本，除了依靠提高模具寿命之外，还要考虑模具寿命与产品生产批量的匹配关系。工业生产中产品的生产批量有小批量、中批量、大批量之分。显然，大批量的产品生产时间长，同时也要求模具具有较长的使用寿命；而小批量生产，则不需要模具具有太长的寿命，只要能在模具寿命的期限内把产品全部加工出来即可。当同一批量的产品采用不同的模具材料、不同的制模工艺时，它们的材料费、制造费、维修费及寿命差别很大。例如：图3所示为电子定子硅钢片冲模采用不同模具材料时产品批量与产品成本之间的关系，硬质合金冲模寿命可达4000万件，但模具难制造，费用高；T12冲模寿命约为20万件左右，模具较易制

15、造，费用低；Cr12MoV介于两者之间。 图3 产品批量与产品成本之间的关系在满足产品质量的前提下，为了使产品成本最低，应根据产品生产批量选用不同的模具材料及其制造工艺。模具寿命不可短，也不求过长，只要求满足实际生产需要即可，一般最好使模具寿命略大于产品生产批量。其原因是制造长寿命的模具，不论是材料、制造还是后续处理都需要大量资金的投入，使得模具成本升高。若产品生产结束，而模具还处于正常工作性能状态，则使得模具不能完全发挥其能力，造成模具的浪费，反而增加了产品成本。因此，我们并不期望模具寿命无限长，模具寿命并不是越长越好。对于同一产品、同一模具材料，还应根据产品生产批量考虑最合理的模具结构，也

16、可达到降低模具费用及产品成本的目的。另外，在满足生产需要的前提下，应尽量降低模具的制造成本，例如使用更廉价的模具钢，更为合理的加工制造工艺，简化或取消后续处理等，均可使模具成本降低，从而降低产品成本。因此，在考虑模具的最佳使用寿命时，应将目标放在使单件制品获得最低成本的基础上，这样的模具使用寿命对工业生产才有实际意义。5 结语模具寿命对工业生产有着重大的影响。模具寿命过短，会造成产品生产率下降、产品成本升高；模具寿命过长，同样会造成资源的浪费、产品成本的增加。只有当模具寿命与产品生产批量相适应时，才能达到最好的生产状态，给企业带来最大的经济效益。参考文献：1曾珊琪、丁毅主编.模具寿命与失效.北京：化学工业出版社，2005.22成虹主编.冲压工艺与模具设计.高等教育出版社，2002.73侯维芝、杨金凤主编.模具制造工艺与工装.高等教育出版社，20054黄毅宏主编.模具制造工艺.北京：机械工业出版社，1983.6作者简介：赵永彪（1960-），男，河南济源人，工程师，讲师，济源职业技术学院机电系教师，电话：0391-；电子信箱：专心-专注-专业