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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇模具材料，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
一、鎖具鈑金的設計要求
1.1鎖具鈑金模具材料的使用性能①強度。強度是表征材料變形抗力和斷裂抗力的性能指標。冷作鎖具鈑金模具的設計和使用，必須保證其具有足夠的強度，以防止鎖具鈑金模具的變形、破裂和折斷。高強度的獲得，主要通過適當的熱處理工藝。②硬度。鎖具鈑金模具零件硬度的高低，對鎖具鈑金模具的使用壽命影響很大，因此也是鎖具鈑金模具設計的重要指標。③韌性。韌性是材料在沖擊載荷作用下抵抗產生裂紋的一個特性，是鎖具鈑金模具鋼的一種重要性能指標。對韌性的具體要求，應根據鎖具鈑金模具的工作條件考慮。對沖擊載荷較大，受偏心彎曲載荷或應力集中等的鎖具鈑金模具，都需要足夠的韌性。④耐磨性。耐磨性除影響鎖具鈑金模具壽命外，還影響產品的尺寸精度和表面粗糙度。一般鎖具鈑金模具材料的硬度要求，應高于坯料硬度的30％～50％，鎖具鈑金模具材料的金相組織要求，為基體上分布著細小、彌散的細顆粒狀碳化物的下貝氏體或回火馬氏體。⑤抗疲勞性。抗疲勞力是反映材料在交變載荷作用下，抵抗疲勞破壞的性能指標。根據不同的應用場合，分為疲勞強度、疲勞裂紋萌生力、疲勞裂紋擴展抗力、小能量多沖抗力等。⑥熱穩定性。熱穩定性表示鎖具鈑金模具在使用過程中，工作部位因受熱而保持組織和性能穩定的能力。對于高速沖裁或劇烈摩擦磨損的冷作鎖具鈑金模具，宜選擇一些具有二次硬化能力的高合金鋼。
1.2鎖具鈑金模具材料的工藝性能①鍛造工藝性能。②切削加工工藝性能。③熱處理工藝性能。熱處理工藝的好壞，對鎖具鈑金模具質量有較大影響。一般要求熱處理變形小，淬火溫度范圍寬，過熱敏感性小，脫碳敏感性低，特別要有較大的淬硬性和淬透性。淬硬性，保證了鎖具鈑金模具的硬度和耐磨性；淬透性，保證了大尺寸模具的強韌性及斷面性能的均勻性。
二、鎖具鈑金模具材料的種類及特性
2.1碳素工具鋼碳素工具鋼的含碳量在0.7%~1.3%范圍內，價格便宜，原材料來源方便，加工性能好，熱處理后可以得到高硬度和高耐磨性，用于制作尺寸不大、形狀簡單、受輕負荷的鎖具鈑金模具零件。T10A是最常用的鋼材，是性能較好的代表性碳素工具鋼，耐磨性也較高，經適當熱處理可得到較高強度和一定韌性，合適制作要求耐磨性較高而承受沖擊載荷較小的鎖具鈑金模具。T8A淬透性、韌性等均優于T10A，耐磨性也較高，適合制作小型拉伸、擠壓模。
2.2低合金工具鋼低合金工具鋼，是在碳素工具鋼的基礎上加入了適量的合金元素。這樣可以降低淬火冷卻速度，減少熱應力和組織應力，減少淬火變形及開裂傾向，鋼的淬透性也明顯提高。用于制造鎖具鈑金模具的低合金鋼有CrWMn、9Mn2V、9SiCr、9CrWMn、9Mn27CrSiMnMoV(代號CH-1)、6CrNiMnSiMoV(代號GD)等。
2.3高碳高鉻冷作鎖具鈑金模具鋼高碳高鉻冷作鎖具鈑金模具鋼包括Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1（代號D2），具有高硬度、高強度、高耐磨性、易淬透、穩定性高、抗壓強度高及淬火變形小等優點。高碳高鉻鋼經鍛造后的毛坯硬度較高（大約在550HB左右），內應力較大，在室溫下長期停留會發生開裂報廢，為消除內應力，降低硬度，改善切削加工性能，必須進行退火處理。
2.4高速鋼高速鋼具有很高的硬度、抗壓強度和耐磨性，采用低溫淬火、快速加熱等工藝措施，可以有效地改善其韌性。因此，高速鋼越來越多地應用于要求重載荷、高壽命的冷作鎖具鈑金模具。鎢鉬系高速鋼，因其含碳化物分布較均勻，顆粒細小其抗彎強度與塑性、沖擊韌性等都相對較高，而硬度與二次硬化能力都得以保持。
2.5硬質合金硬質合金具有高的硬度、高的抗壓強度和高的耐磨性，所以用其制作的鎖具鈑金模具堅固耐用，且制品表面質量好，故適用于大批量生產，主要用來制作多工位級進模，大直徑拉深凹模鑲塊。缺點是脆性大，加工困難，不能鍛造及熱處理，且成本高，致使其應用受限制。
2.6鋼結硬質合金鋼結硬質合金是以難熔金屬碳化物為硬質相，以合金為粘結劑，用粉末冶金方法生產的一種新型鎖具鈑金模具材料，具有硬質合金的高硬度、高耐磨性和高抗壓強度，又具有鋼的可加工性和熱處理性。
三、鎖具鈑金模具材料的選用
鎖具鈑金模具材料的選用，不僅關系到鎖具鈑金模具的使用壽命，而且也直接影響到鎖具鈑金模具的制造成本，因此是鎖具鈑金模具設計中的一項重要工作。在沖壓過程中，選擇鎖具鈑金模具材料應遵循如下原則：①根據鎖具鈑金模具種類及其工作條件，選用材料要滿足使用要求，應具有較高的強度、硬度、耐磨性、耐沖擊、耐疲勞性等；②根據沖壓材料和沖壓件生產批量選用材料；③滿足加工要求，應具有良好的加工工藝性能，便于切削加工，淬透性好、熱處理變形??；④滿足經濟性的要求。
四、總結
影響鎖具鈑金模具使用壽命的重要因素是和材料的化學成分及其材料的強度、韌性、耐磨性、熱穩定性等有關，因而，應力求按照鎖具鈑金模具的服役條件、性能要求與實際生產需要，合理選擇高質量的鋼材并實施熱處理工藝，提高鎖具鈑金模具的使用壽命。
參考文獻：
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關鍵詞 關鍵因素；降低模具制造成本；提高模具加工速度；獲得穩定；長壽命模具
中圖分類號：TG162 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）13-0061-01
1 概述
模具材料是現代模具設計、制造的基礎。由于精密成形工述況條件的要求，金屬材料在當前及今后相當長時間內是模具材料的主體，其中鋼鐵材料占主導地位，銅及銅合金、鋁及鋁合金等合金材料也開始用作模具材料。高品質、高性能、低成本將主導未來模具材料研發方向，歐美日等發達國家壟斷高檔模具材料研發和生產的局面將被打破。
熱處理技術是提高復雜、精密、長壽命模具水平的關鍵因素。熱處理及表面改性技術將圍繞最大限度實現材料特性、降低模具制造成本、提高模具加工速度、獲得穩定、長壽命模具，在大型無氧化熱處理裝備技術，微變形熱處理工藝技術和高效清潔耐磨的表面改性技術將在未來20年內得到充分發展。
2 未來市場需求及產品
2008年國內模具材料產量近60萬t，到2015年模具鋼的市場需求將不低于100萬t。預計到2020年，在中高端模具材料市場實現完全替代進口材料目標，模具材料的市場需求將會達到150萬t。
將材料性能、制備技術、熱處理技術進行標準化。長壽命、低成本、高品質、高性能模具材料將具有廣闊的市場需求。
3 關鍵技術
3.1 高壽命專用模具材料的開發與制備技術
1）現狀。實際工況中可選用的模具材料范圍很小，基本為通用型模具材料，無法將材料特點、工況條件、使用壽命綜合考慮，使模具材料無法充分發揮性能效率。
2）挑戰。將工況條件、失效特征、壽命指標與材料性能特點建立關系圖，完成材料產品系列化、性能系列化、應用系列化；將材料性能與模具工況實現最佳對接，實現材料性能的最佳發揮、模具壽命的最優體現。
3）目標。通過對模具材料的系列化開發，實現各類模具使用條件與材料性能特點的對接，專材專用，既充分發揮材料的性能特點，又有效提高模具的使用壽命，還大大降低材料的生產成本。
3.2 高品質優質模具材料的開發與制備技術
1）現狀。與國外模具材料相比較，國內模具材料最大的差距是材料性能的穩定性，嚴重制約國內模具材料在中高端模具中的使用。
2）挑戰。對材料各向同性、原始晶粒度、成分均勻性提出要求。實現冶煉、高溫擴散、多向鍛造、預處理全方位研究，結合生產裝備現代化水平的提高，實現高品質優質模具材料的生產。
3）目標。在高端模具材料制備技術上全面趕超發達國家，使國內高、中端模具材料國產化。
3.3 高性能特種模具材料的開發與制備技術
1）現狀。極端工況條件下的材料無合適材料選用。如溫鍛、鎂合金壓鑄、高速鐓鍛、鋼管擠壓頂頭等。
2）挑戰。針對極端工況條件下模具對材料性能的苛刻要求，研發性能特點突出的模具新材料及相應的制備和處理技術。
3）目標。高性能特種模具材料全面應用于工業生產，滿足各種極端工況條件下的模具壽命要求。
3.4 大型、復雜模具微變形、無氧化熱處理技術
1）現狀。在設備和工藝上已實現對中小模具的微變形、無氧化熱處理。對于大型模具的熱處理要對熱處理裝備、工藝開展研究。
2）挑戰。大型真空高壓氣淬爐和高精度可控氣氛保護設備為實現大型復雜模具的微變形、無氧化處理創造了條件。實現裝備、工藝和后續精加工配套協調的大型復雜模具的快速、經濟制造。
3）目標。全面實現大型復雜模具熱處理后表面無氧化，變形小，使后續精加工做到少切削或無切削，縮短模具加工周期30%。
3.5 高效、環保、耐磨表面改性技術
1）現狀。有效用于模具表面改性提高模具壽命的主要技術有：氮化（氮碳共滲）技術、表面滲金屬（TD）、氣相沉積、表面涂覆、離子注入等。
2）挑戰。實現高效率、清潔、大型化模具的表面改性技術，增強表面硬化層與基體的結合力，大幅度提高模具使用壽命。
3）目標。滲層組織、滲層厚度、結合力、耐磨性能、模具壽命的集成化控制，實現小鑲塊解決大模具長壽命問題。
3.6 模具材料規?；_預處理技術
1）現狀。隨著模具加工設備的自動化、多功能化和加工速度的大幅度提高，使模具制造工藝有了根本的變革，許多模具的大型化、復雜化及短周期制造成為未來模具技術的發展趨勢，要求模具材料產品直接預處理，滿足模具工作性能要求和組織要求。該項技術目前只有在塑料模具材料上有一定應用。
2）挑戰。如何實現大規格、大批量模具材料的預硬化處理、組織超細化處理、組織均勻化處理，其熱處理設備保障、處理工藝研究技術和材料性能穩定性保障都將是關鍵難點。
3）目標。通過設備和工藝研究，對模具材料進行精確預處理控制并實現規?；a。為減少或消除模具熱處理后的精加工程序做好鋪墊，從而大大提高模具的制造效率，降低生產成本。
參考文獻
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[2]李志剛.模具制造業信息化的現狀與發展[M].中國模具工業協會，中國模具工業年鑒2008.北京：機械工業出版社，2008.
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關鍵詞:模具材料 熱處理工藝 合理選擇
中圖分類號:TG76 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)04(b)-0097-01
當今社會,是個工業極大發展的社會,大批量的生產,使模具也孕育而生。在工業中的廣泛使用,大大地提高了產量,更好地滿足了人們的需求。隨著經濟與社會的發展,模具在我們的生活中越來越被人們關注,尤其在工業生產中得到了最大程度的應用。在被廣泛應用的過程中,模具自身得到了極大的發展,并且為經濟的進步加大籌碼。談及模具,我們不得不聯想到模具材料,模具材料是模具制造的基礎。
對于模具材料的分類,根據模具服役條件大致可分為冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼三類。我們以冷作模具鋼為例,冷作模具包括冷沖壓模,冷擠壓模、冷鐓模和冷沖裁模等,在分離過程中模具切削刃的發熱溫度偏高,達200攝氏度,在加工過程中常受到拉伸、壓縮、彎曲、沖擊和摩擦等機械力的作用,因此,會出現斷裂、變形、磨損等難題。所以,冷模具材料必須具備抗斷裂、抗變形、抗弱化、抗咬和以及耐疲勞等良好的使用性能。由此可見,冷作模具鋼其有利也有弊,其他兩大類—— 熱作模具鋼、塑料模具鋼亦然。
而生活中和工業中常見的模具材料有哪些呢？
1 碳素工具鋼
碳素工具鋼在我國被大量生產和使用。碳素工具鋼的的優點是:可鍛性好、退火易軟化、切削加工性好,價格又便宜。不足之處:淬透性低,需要用水作冷卻介質,所以,碳素工具鋼更容易變形和斷裂。根據碳素工具鋼自身的優缺點,我們可以知道,對于大型的模具它相當不適合,制作尺寸不大、受力較小、形狀簡單以及變行要求不高的模具顯得更為恰當,這樣提高了資源的利用率。
2 高碳高鉻模具鋼
高碳高鉻模具鋼具有較好的淬透性、淬硬性和耐磨性,不易變形,為高耐磨微變形模具鋼,承載能力比高速鋼稍低。但碳化物偏析嚴重,必須進行反復鐓拔、改鍛,改變碳化物的不均勻性,方能提高使用性能。
3 高速鋼
鉬系高速鋼因其自身的熱塑性高,強韌性高等優勢,而得到更廣泛的使用,在冷作模具大批量和精度生產中占據著重要地位。
4 超硬高速鋼
超硬高速鋼是為了適應難切削材料的需要而發展起來的。主要為了進一步提高硬度和熱硬度。但另一方面的難題也隨之而出現。它加工困難、韌性差、抗彎曲能力差。超硬高速鋼之所以硬度大,是由于其碳含量高。而碳含量一旦高了,就容易出現過燒現象,韌性差等缺陷。
5 基體鋼
何為基體鋼？先看看它的定義:在高速鋼的基本成分上添加少量的其它成分,適當增減含碳量,以改善鋼的性能,這樣的鋼種統稱為基體鋼。它是一種強韌性冷作模具鋼,具有以上幾種鋼的全部優點,與此同時,其生產成本也低于高速鋼,基體鋼的出現,堪稱是模具材料的一重大發現。
6 硬質合金和鋼結硬質合金
硬質合金的硬度和耐磨性比其它任何種類的模具鋼都高,但它的抗彎強度和韌性都比較差。鋼結硬質合金是以鐵粉加入少量的合金元素粉末做粘合劑以碳化鈦或碳化鎢為硬質相,用粉末冶金方法燒結而成。鋼結硬質合金的基體是鋼,可以切削、焊接、鍛造和熱處理。
以上六種均屬冷作模具鋼。熱作模具鋼主要用于制造使金屬在高溫下塑性成形的模具。
常見的塑料模具鋼主要有滲碳鋼、碳素結構鋼、易切削頂硬鋼、時效硬化鋼、冷空微變形和耐腐蝕塑料模具鋼。
7 熱處理工藝
模具本身的制造成本高,尤其是一些精密復雜的冷沖模、塑料模、壓鑄模等。采用熱處理技術提高模具的使用性能,能夠大幅度提高模具壽命,有顯著的經濟效益,我國常用的模具熱處理工藝有以下幾種。
7.1 真空熱處理
模具鋼經過真空熱處理后有良好的表面狀態,變形小。主要原因是在真空加熱時,模具鋼表面呈活性狀態,不脫碳,不產生阻礙冷卻的氧化膜。在真空下加熱,使鋼的表面有脫氣效果,因而具有較高的力學性能,爐內真空度越高,抗彎強度越高。真空淬火后,鋼的斷裂韌性有一定的提高,模具壽命比常規工藝提高40%以上,冷作模具真空淬火技術已在實際中得到較為廣泛的使用。
7.2 深冷處理
模具鋼經深冷處理后,可以提高其力學性能,從而提高了使用壽命。模具鋼的深冷可以在淬火和回火工序之間進行,也可在淬火回火之后進行深冷處理。深冷處理能提高鋼的耐磨性和抗回火穩定性。深冷處理不僅用于冷作模具,也可用于熱作模具以及硬質合金。
7.3 模具的高溫淬火和降溫淬火
有些熱作模具鋼采用了高于常規淬火的溫度加熱淬火,可以減少鋼中碳化物的數量、改善其形態等,淬火后,延長了模具使用壽命。
7.4 化學熱處理
化學熱處理能提高模具表面的耐磨性、耐蝕性、抗氧化性等性能。大多數的化學熱處理工藝均可用于模具鋼的表面處理。采用高溫回火的合金鋼模具,均可在回火的同時進行表面滲氮或氮碳共滲。滲氮工藝目前多采用離子滲氮、高頻滲氮等工藝。離子滲氮可縮短滲氮時間,并可獲得高質量的滲層。離子滲氮可提高壓鑄模的抗蝕性、耐磨性、抗熱疲勞性等性能。壓鑄模、熱擠壓模經氮碳共滲后可提高其熱疲勞性能。氮碳共滲對冷鐓模、冷擠壓模、冷沖模等均有較好的應用效果。
7.5 滲硼和滲金屬
滲硼,應用最多的是固體滲硼,固體滲硼后,表層的硬度很大,耐磨性高,耐腐蝕性和抗氧化性能都較好。滲硼工藝常用于各種冷作模具上,由于耐磨性的提高,模具壽命可提高數倍或十余倍。采用中碳鋼滲硼有時可取代高合金鋼制作模具。滲硼也可應用于熱作模具,如熱擠壓模等。
7.6 高能束熱處理
高能束熱處理的熱源通常是指激光、電子束等。它們的共同特點是:加熱速度快,加熱面積可根據需要選擇,工件變形小,不需要冷卻介質,處理環境清潔,可控性能好,便于實現自動化處理。在提高模具壽命方面獲得了廣泛應用。
8 結語
我國模具熱處理的研究開發,使一些新的模具熱處理技術在不同程度上得到推廣和應用。隨著科學技術的進步,我國的模具熱處理工藝也將會越來越精湛。
參考文獻
[1] 趙昌盛,居建村．模具材料的選用與使用壽命[J]．模具制造,2003(7):52～5.
[2] 蔡美良,丁惠麟．孟滬龍,等．新編工模具鋼金相熱處理[M]．北京:機械工業出版社,2000,2:75．
復合材料轉動軸根據其結構形式可分為整體性和裝配型兩類。裝配型傳動軸由于其工藝簡單和力學性能良好而被廣泛應用，本文直升機尾翼復合材料傳動軸的設計采用的是裝配型的設計，并采用混合連接即同時使用膠連接和機械連接，其具有連接可靠性大大提高，疲勞強度提高，減輕結構質量等特點，國內外最廣泛采用的連接方式。本文復合材料傳動軸的設計參數為：長1600mm，外徑80mm，壁厚為4mm。
1.1數學模型在RTM工藝的模擬計算中，其數學模型假設制件中的增強材料為剛性體，樹脂為不可壓縮牛頓流體，其表面張力的影響也被忽略不計；由于模具的模腔的空隙遠遠大于增強材料間的孔隙，故樹脂的流動可以利用牛頓流體通過多孔介質的達西定律來描述，其Darcy方程可寫成以下形式：其邊界條件為：在流動的前沿，壓力值P=0；在注射口，常壓注塑時，壓力值P=P0，常流率注射時V=V0；在模具壁處，。
1.2注射過程模擬應用的RTM仿真軟件為Polyworx公司的RTM-Worx，其是樹脂注射工藝領域內具有世界領先地位的數字化仿真分析軟件。目前，RTM-Worx已經被廣泛地應用在世界各地的航空、航天、材料加工、風力發電機等各個行業的復合材料結構設計領域。RTM成型工藝中，工藝參數如注膠口、注射溫度、注射壓力、樹脂的性能、真空輔助成型時的真空度的大小、排氣口的位置和纖維含量和結構等都會影響到復合材料產品的性能。因此使用該軟件進行注射過程的仿真分析，可合理地確定注膠口、注射溫度、注射壓力和溢料口，從而大大提高模具設計的質量和效率，為模具設計提供設計參考，降低模具設計的成本。還可估計注射的時間，合理確定各個工藝參數，再進行小量試驗就可以得到高性能的產品。
由于在RTM產品中，模具的設計和制造對整個生產過程具有非常重要的影響，為了設計出合理的模具，僅僅依靠經驗是不夠的，因此RTM產品的結構設計完成后，為了確定和優化注射過程中的工藝參數，必須在RTM工藝仿真軟件中對產品的注射過程進行模擬。這樣，通過對注射過程的相關數據的分析，可得到很多對模具設計和制造有用的數據，則可以對可能出現的缺陷進行預測并制定改進方案，故勢必降低模具設計的成本，提高模具的效率和質量。
復合材料傳動軸在RTM-Worx中有限元模型如圖1所示。復合材料傳動軸的RTM-Worx注射過程壓力變化如圖2所示。充模結束后，采用顏色漸變來顯示填充時間的變化，如圖3所示；RTM-Worx還支持多項結果同時顯示，圖4是填充時間和填充壓力共同經分析與比較確定了注塑過程的最佳工藝方案為：注膠口放在傳動軸的一端，溢料口放在另一端，注射壓力P=0.1MPa，樹脂粘度為η=10Pa•s。模擬的注射時間如圖3所示為50.7s。
2復合材料傳動軸的模具設計
2.1模具設計的要求RTM工藝中模具的設計應該遵循結構簡單合理、經濟實用和功能齊全的原則。模具的設計受到諸多因素的影響，主要需要滿足以下要求：①模具材料應該具有良好的機械和熱學性能。②為了保證RTM產品的尺寸準確，模具的加工精度必須得到保證。③模具中注膠口和出膠口應該合理配置。④模具應具有準確的定位結構；⑤如果需要，模具應該具有供熱和冷卻裝置。⑥為保證模具內部的壓力與真空度及防止樹脂泄漏，模具應具有完善的密封結構。⑦RTM模具的制造成本一般較高，故設計中應盡可能降低模具的成本。
2.2模具材料的選擇制造RTM模具的材料很多，例如鑄鐵、碳鋼、復合材料和鋁等。模具材料的選擇一般取決于模具的數量、使用壽命、產品精度和樹脂的種類等因素，而且必須具有以下的機械和熱學性能：較佳的耐腐蝕性能，較好的機械加工、焊接、表面拋光等性能，較高的抗張強度、壓縮強度等，較好的熱學性能。本文復合材料的傳動軸采用T300的碳纖維作為增強體，樹脂使用的是中溫固化的環氧樹脂。由于熱作模具鋼ZG5CrNiMo與碳纖維預浸料的熱膨脹系數最為相近，模具材料選用的是模具鋼ZG5CrNiMo。
2.3型芯的設計考慮到模具的制造成本和重量，型芯材料為45鋼，形狀為空心軸，兩端配合連接端以備型芯的定位，空心軸與兩端的連接端以膠連接的方式連接。型芯的結構如圖5所示。
2.4模具分型面設計模具分型面的設計必須考慮模具機械加工的難度以及費用的高低、產品的精度、操作的便利性和模具的重量等因素。本文的復合材料傳動軸結構比較簡單，故采用對稱的方式由上下兩個陰模組成，其結構如圖6所示。
2.5注膠口和出膠口位置設計RTM模具的注膠口和出膠口的位置直接影響到產品的空隙含量，而空隙含量的多少直接影響到產品的性能，故其位置非常重要，為了降低空隙含量，生產上廣泛采用在模具設置排氣孔及抽真空技術。本文綜合考慮了注射時間、空隙含量和模具的復雜度，將注膠口和出膠口分別放在模具的兩端，其直徑約為8mm。具體設計如圖7所示。由于模具為長方形，故在注膠口和出膠口設置一個圓形的環槽，目的是為了樹脂在流動的過程中能平行地向前流動，使增強材料得到均勻浸潤，產品性能分散性小。如果不設置樹脂流動的環形槽，在樹脂流動的過程中會形成三角流動，出現浸潤的死角，使樹脂的浸潤不充分，嚴重影響產品性能。環形槽的設計如圖8所示。
2.6模具的密封設計為了防止樹脂的溢出和保證模具內部的真空度，上下模之間和兩端的封蓋之間都采用O形密封圈密封，密封槽的大小取決于模具的尺寸的大小，本文取密封槽的寬度為10mm，為了減輕樹脂沿邊部流動、降低夾緊力，應使密封槽盡量靠近模具的內邊。
2.7模具裝配圖復合材料傳動軸模具的裝配剖面如圖9所示。由圖示可知，環形槽的作用除了有使樹脂均勻流動的作用外，當卸除型芯時，其所形成的環形結構可以作為卸除型芯的輔助裝置，其設計合理。此模具已經完成生產，并進行了注塑試驗，取得了良好效果。
2.8復合材料傳動軸的制備采用前文RTM-Worx模擬優化的工藝方案和設計的模具進行了復合材料傳動軸的實際充模制造，所制備的復合材料傳動軸的內外壁表面光滑平整，纖維浸漬完全，沒有明顯的缺陷，如圖10所示，且實際充模時間為1min左右，與模擬結果吻合得較好。
3結果與分析
所設計的直升機尾翼傳動軸傳遞的最大功率430kW，工作轉速為3009r/min。直升機尾翼傳動軸在工作中只承受扭矩作用，在強度計算中截面的最大工作應力必須保證小于復合材料的強度極限。把傳動軸傳遞的最大功率、工作轉速、外徑和內徑代入公式(5)、(6)、(7)中，可得傳動軸承受最大剪切應力為39.19MPa，通過試驗得到制備的傳動軸的剪切應力為52.6MPa，由以上數據可得制備的傳動軸滿足設計要求。
4結論
關鍵詞：塑料模具設計；材料；選用
在我國塑料工業發展中，計算機的應用起到了重要作用。計算機技術在模具設計領域的應用，大大縮短了模具設計時間，尤其計算機輔助工程（CAE）技術的大規模推廣，解決了塑料產品開發、模具設計及產品加工中的薄弱環節。更在提高生產率、保證產品質量、降低成本等方面體現出現代科技的優越性。但是現代技術并不能替代專業設計人員的經驗，在塑料模具設計時制品材料的選擇是決定模具設計時模具材料選用的重要因素。怎樣選用合適的材料，是模具設計中一個重要的問題。
一、塑料制品材料的選用對模具設計的影響
一般來說，并沒有不好的材料，只有在特定的領域使用了錯誤的材料。因此，設計者必須要徹底了解各種可供選擇的材料的性能，并仔細測試這些材料，研究其與各種因素對成型加工制品性能的影響。本文只就傳統的熱塑性材料進行分析以說明問題。在注射成型中最常用的是熱塑性塑料。它又可分為無定型塑料和半結晶性塑料。這兩類材料在分子結構和受結晶化影響的性能上有明顯不同。一般來說，半結晶性熱塑性塑料主要用于機械強度高的部件，而無定型熱塑性塑料由于不易彎曲，則常被應用于外殼。這是材料選用的大框，其次，還要根據填料和增強材料繼續選擇。
（一）根據填料和增強材料進行選擇的分析
熱塑性塑料可分為未增強、玻璃纖維增強、礦物及玻璃體填充等種類產品。玻璃纖維主要用于增加強度、堅固度和提高應用溫度；礦物和玻纖則具較低的增強效果，主要用于減少翹曲。玻璃纖維會影響到成型加工，尤其會對部件產生收縮和翹曲性。所以，玻璃纖維增強材料不能被未增強熱塑性塑料或低含量增強材料來替代，而不會有尺寸改變。玻璃纖維的取向由流動方向決定，這將引起部件機械強度的變化。試驗（從注射成型片的橫向和縱向截取了10個測試條，并在同一個拉力測試儀上對它們的機械性能進行了比較）表明，對添加了30%玻璃纖維增強的熱塑性聚酯樹脂，其橫向的拉伸強度比縱向（流動方向）低了32%，撓曲模量和沖擊強度分別減少了43%和53%。
在綜合考慮安全因素的強度計算中，應注意到這些損失。
在一些熱塑性塑料中加入了一系列增強材料、填料和改性劑來改變它們的性質。由這些添加劑產生的性能變化必須認真地從手冊或數據庫中查閱，更好的是聽取原材料制造廠家的專家的技術建議。以選用最為合適的材料。
（二）考慮濕度對材料性能影響
一些熱塑性材料，特別是PA6和PA66，吸濕性很強。這可能會對它們的機械性能和尺寸穩定性產生較大的影響。在進行設計時，應特別注意這種性能，考慮其對產品性能的影響。
模具材料的選用取決于制品材料，細致分析制品材料后，才能在模具設計時選用最為合適的模具材料。
（三）塑料制品模具材料選用
細致分析塑料制品使用的材料后，選取最為合適的模具材料。目前我國市場常見的、適合熱縮性材料的模具材料有：非合金型塑料模具鋼（即碳素鋼）、滲碳型塑料模具鋼、預硬型塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、耐腐蝕型塑料模具鋼幾種。在模具材料選取時，根據制品材料是否改性和增加填充劑，添加何種添加劑來選取適合的模具材料。例如：制作形狀復雜的大、中型精密塑料制品時，其模具材料可選用預硬型塑料模具鋼；制造復雜、精密且生產時間較長，需要高壽命模具時刻采用時效硬化型塑料模具鋼。具體選用時主要還是要針對塑料制品的材料和模具預計使用情況選取。適宜的材料加上合理的設計將極大的提高模具使用周期，同時也可以提高產品質量。
二、壁厚及相關注意事項對產品性能的影響
在工程塑料零件的設計中，還有一些設計要點要經常考慮，其中對于壁厚的設計尤為重要，壁厚設計的合理與否對產品影響極大，改變一個零件的壁厚，對以下主要性能將有顯著影響：零件重量、在模塑中可得到的流動長度、零件的生產周期、模塑零件的剛性、公差、零件質量，如表面光潔度、翹曲和空隙等。
（一）塑料模具設計工藝中的基礎要求
在設計的最初階段，有必要考慮一下所用材料是否可以得到所要求。流程與壁厚比率對注塑工藝中模腔填充有很大影響。如果在注塑工藝中，要得到流程長、而薄，則聚合物應具有相當的低熔融粘度（易于流動熔解）是非常必要的。為了深入了解聚合物熔化時的流動性能，可以使用一種特殊的模具來測定流程。
增加壁厚不僅決定了機械性能，還將決定成品的質量。在塑料零件的設計中，很重要的一點是盡量使均勻。同一種零件壁厚不同可引起零件的不同收縮性，根據零件剛性不同，這將導致嚴重的翹曲和尺寸精度問題。為取得均勻的，模制品的厚壁部分應設置模心。此舉可防止形成空隙，并減少內部壓力，從而使扭曲變形減至最小。零件中形成的空隙和微孔，將使橫截面變窄，內應力升高，有時還存在切口效應，從而大大降低其機械性能。不同壁厚塑料制品的模具設計時，模腔的要求也不同，根據制品的要求，設計模具的模腔及脫模斜度，斜度要與塑膠制品在成型的分?；蚍帜Ｃ嫦噙m應；是否會影響外觀和壁厚尺寸的精度。
（二）熱塑性塑料設計中的指標分析
熱塑性塑料一般具有高的延展性和彈性，不需要像具有高剛性、低延展性和低彈性的金屬一樣指定嚴格的范圍。設計者在決定熱塑性塑料模具制品的成本方面起了關鍵作用，合理且不影響產品性能的、縮小公差，較少成本是可以實現的。一般商業上可接受的產品與標準尺寸的偏差不高于0.25-0.3%，但這還需要與應用時的具體要求相結合來判斷。精確的模具可以有效的縮小制品公差，從而降低制品成本。因此，模具精密度對制品生產廠家具有重要意義。
結論：
與產品模后性能相關問題還有許多，設計人員可以參考手冊進行設計?？傊?，在塑料制品模具設計時要充分考慮可能影響制品尺寸、性能、外觀等多方面因素，綜合利弊，選用適合的材料，合理的設計，才能保證產品的性能。
參考文獻
【關鍵詞】課堂教學 轉變角色
《材料成型工藝與模具設計》是高職高專模具設計與制造專業的一門核心專業技術課，具有很強的實踐性和綜合性。教學內容包括沖壓成形工藝和沖壓模具設計兩大部分。因于受教學和實驗條件限制，過去幾乎所有的本科院校和高職高專都是側重課本的章、節內容，用傳統的黑板式理論教學，按照章、節順序由基礎理論到專業理論，由簡單理論到復雜理論進行講授，實踐性環節和現場教學極少，學生普遍反映沖壓成形工藝部分理論深奧、難懂，沖壓模具設計部分內容抽象、實踐性較強，學生對該課程學習效率不高，理論知識和實踐技能掌握不足，產生“學與用，理論與實際應用”的嚴重脫節。在頂崗實習和畢業后的工作中的實際效果不佳。因此如何采用多種先進的教學方法及手段，擺脫章節黑板式講授的傳統習慣，有效地調動學生的學習積極性，促進學生的積極思考，激發了學生的學習潛能，是當前高職高專教學中亟待解決的問題。更是實踐性極強的模具專業的急需解決的問題。我們根據多年的實踐教學經驗，從完善和改變教學內容、改進課堂教學方法入手，以實際動手能力為本位，以就業為導向進行課堂教學改革，依據一個或幾個相關職業群對從業者的素質要求，從眾多知識、能力之中篩選出可按教學規律組織課堂教學的內容。將傳統的章節式內容轉換成項目案例式內容。取到~半功倍的效果。
一、轉化教學理念，“以人為本”
我們教師面對的是一個個有著豐富、多樣思維的的學生，課堂上的教學過程其實就是師生情感交流的過程。就象一個“人”字的構架一樣，“老師”與“學生”、“教”與“學”都是相互支撐著，缺一不可，所以，老師和學生應該相互尊重，授課老師應該讀懂你所施教的每一個學生的個性和能力，學生也應該充分信任你的老師的職業道德和執教能力。作為一門專業學科的教學，教師不僅要通過專業知識的傳授，讓學生理解“以人為本”的內涵，而且在課堂教學過程中，教師要用自己的實際行動體現“以人為本”，使學生在潛移默化中形成“以人為本”的理念，為他們將來終生打下堅實的基礎。深入探索以學生為主體，以發展為目標，以研究過程為主線，以質疑問難為標志，以教學民主化為保證，全面優化教學過程。
二、教學內容用項目模塊化、案例型
針對《材料成型工藝與模具設計》課程內容包括沖壓成形工藝與沖壓模具設計兩部分，為克服沖壓成形工藝課堂理論教學抽象、難懂，沖壓模具設計實踐性強的特點，我們在教學手段和教學內容的表現形式上進行了改革。對沖壓成形工藝部分，改變重理論、輕實踐的教學觀點，強調沖壓成形工藝在模具設計中的實際應用，淡化對公式推導過程等教學理論的要求。為加強對學生動手能力和工程實踐能力的培養，提出將基本理論融入實踐教學，課堂教學中將傳統的章、節式內容轉換成項目案例式內容，將整個課程分為“沖壓認識、沖裁工藝及模具設計、彎曲工藝及模具設計、拉深工藝及模具設計、其他成形工藝及模具設計、沖壓工藝規程設計” 等六個大模塊。每個模塊中又以若干企業生產項目作為案例進行解剖教學，將原來的各章節所要講授的理論知識融入到各個具體的項目中，并以多媒體教學取代傳統黑板教學，講解深入淺出，條理清楚，重點突出，分析問題透徹，注重知識內在聯系，對沖壓加工中設備動作原理、板料毛坯的變形機理、變形過程和沖壓模具的設計原理、工作過程，以及由于條件所限無法實現的一些沖壓工序進行圖片及動畫闡釋，將虛擬和現實緊密結合，既直觀、易懂，又真實、可信，有效地調動了學生的學習積極性，促進了學生的積極思考，提高了學生的學習興趣，激發了學生的學習潛能，收到較好的教學效果。
三、改變課堂授課方式，增強教學效果
在整個課堂授課過程中，將項目案例具體化、形象化，培養學生項目工程素質。對于由于條件所限無法實現的一些沖壓工序進行圖片及動畫闡釋，將虛擬和現實緊密結合，對于難以理解的知識點盡可能地采用實物進行講授，如講解模具的總體結構時，使用企業中某個產品零件的生產模具，將其分解，逐一講述，既直觀、易懂，又真實、可信，這樣的授課方式能有效地調動學生學習的積極性，促進了學生的積極思考，使學生對這門本是枯燥無味的課程產生了較為濃厚的學習興趣，激發了學生的學習潛能，收到良好的教學效果。
四、因人施教，實行個性化的教學
在教學過程中，將每次課（兩課時）分為三個階設來實施。
第一階段（大約10～15分鐘）學生復習前次上課的知識點，每次由4～5人上講臺講述前次上課的重點知識點。此方法有兩大目的，其一可從迫使學生必須在課外時間復習所學知識，其二上講臺可以鍛煉學生在眾人前面回答問題的膽量，以及分析問題和解決問題的能力。全班同學人人都要上講臺，回答不出可以求助其他同學，但幫助回答的同學必須要掌握更多的知識量，并在幫助者回答后，被幫者必須重復回答并說出為什么。同時根據回答問題的學生個體能力，分別提出難易程度不同的問題。
第二階段（大約60～70分鐘）講授新的知識點，將該次授課的所有知識都融合在項目案例中。每一個知識點的講授都要讓學生知道為什么這樣設計？還有什么更好的設計方法，舉一返三，進行比較，選擇最佳。讓學生充分理解和掌握知識的應用。
第三階段（大約10分鐘）讓學生上臺總結該次課所學的重點，難點，設計方法，設計步驟，設計技巧以及企業的習慣用法，提高學生的歸納總結能力。
這種“因人施教，個性化的教學”既能將所學知識進行應用鞏固，同時又能鍛煉和培養學生個人膽量和膽識及個人魅力。
五、取消作業本訓練，以項目設計圖紙代練
在整個教學中，取消了過去以作業本做練習的慣例，完全杜絕用作業本“一問一答”或“計算題”等枯]的練習方法，根據項目中模具裝配結構圖和零件結構圖的設計圖作為學生的學習練習，每講授一個結構或者是一個模具零件，讓學生外課時間設計一張零件圖或結構圖，將所學的所有知識點在圖紙上反映出來。例如設計一塊凹模板，就必須要弄懂凸、凹模刃口的計算原則；凸、凹模的加工工藝和加工方法：設計基準；計算公式；間隙選用；外形結構尺寸確定；尺寸標注；公差配合；表面粗糙度；熱處理規范；技術要求及機械制圖等所有的知識點和其它相關知識點。從一張圖紙上完完全全反映出該生對知識掌握的熟練程度。老師在改圖時可以及時的對每個學生的錯誤進行修正。
通過對13級模具1、2兩個班近60人的調查報告反映，學生對該教學方法評價較高，特別是那些平時不愿意聽課或不愿做作業的同學產生了積極的作用。
六、考試評價
該課的評價方式采用駕證式考核方式，
應知采用在線平臺階段式考核。
應會以課程設計的形式代替考試，即給定一個企業項目產品零件，學生按照企業設計崗位的工作過程，從對產品工藝分析、工藝方案設計、工藝計算、模具裝配總圖設計到各零部件設計等全過程手工繪制一整套完整的模具設計圖樣，并撰寫一份設計說明書。
七、課堂教學改革的實際效果
（1）通過實物教學與多媒體課件有機結合起來，采用“人性化教學”激發學生學習的興趣、調動學生學習的主動性和積極性。
個別其他老師認為是“問題”學生，對該課的積極性也較高，其他課從不交作業的學生，對這門課的規定的設計圖紙作業也一次不納，而且圖面質量和設計質量一次比一次要好。
（2）整個課堂教學通過革后，使復雜問題簡單化、抽象內容具體化、模具動態過程可視化，采用靈活多樣的教學方法。
（3）多種素材（實物、實樣、照片、PPt演示和動漫播放等）輔助教學，內容豐富、教學過程生動有趣，使課堂氣氛活躍，提高學生的學習興趣和教學效果。
（4）學生上講臺，實現角色轉換，提高了學生學習的自覺性，增強了學生的自信力。
（5）取消枯]的作業本練習，改用繪圖形式，將所有知識融化在圖紙中，改變“死記硬背”的傳統，而實現了“靈活應用”的實際動手能力。使學生掌握了一定的模具設計與制造的基本技能，將理論知識直接遷移到項目中，有效地縮短了與企業崗位的距離，得到企業的高度評價。同時提高了學生頂崗實習和畢業設計的支撐能力，以及畢業后轉崗、晉升的后續能力，為學生多元化選擇打下了基礎，提供了可能。
課堂教學改革不是一朝一夕的~，必須要經過較長時間的摸索和探討，才能真正的探索出一套行之有效的方法。
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關鍵詞： 壓鑄模具；壽命；超硬化處理技術
中圖分類號：TG233 文獻標識碼：A 文章編號：1671－7597（2012）0410140－01
引言
壓鑄模具由于制造精度高、投資大、生產周期長，所以壓鑄模具的造價就很高，各一個壓鑄模具的生產商都希望能夠采取有效的手段來延長壓鑄模的使用壽命。但由于一系列內外因素，例如機械加工、材料等的影響，這些影響因素直接導致了壓鑄模具過早失效而報廢，造成極大的浪費，出現諸如尖角、沖蝕、拐角處開裂、劈裂、熱裂紋（龜裂）、磨損等壓鑄模具失效形式。一般來說，材料自身存在的缺陷、熱處理、維修、使用、加工的問題造成壓鑄模具失效。那么，如何才可以讓壓鑄模具更多模次地、更長時間地，在高精度、低成本、高效率條件下生產出質量合格的制件呢？這已經越來越成為人們關注的焦點。
1 壓鑄模具材料自身存在的缺陷
一般而言，壓鑄模具的使用都是處于十分惡劣的工作環境中，我們以鋁壓鑄模為例，眾所周知，鋁液的溫度在通常的使用過程中一般控制在650℃-720℃，而鋁的熔點最高為740℃，最低為580℃。模具在進行了長達數千次的壓鑄之后，模具表面很容易就會因為龜裂等缺陷而發生失效的問題。因此，我們可以看出壓鑄模具的使用條件一般都是屬于急熱急冷。壓鑄模具材料應選用特性熱作模具鋼，應該要具有熱穩定性高、斷裂韌性好、冷熱疲勞抗力的。據有關資料介紹，目前應用最為廣泛的壓鑄模具材料就是H13，H13材料在國外80％的型腔都被采用，因此，在合理的生產管理與熱處理條件下，H13材料仍具有滿意的使用性能。在投入出產之前，應對材料進行一系列檢查，常用檢查手段有超聲波檢查、金相檢查、宏觀侵蝕檢查，以防帶缺陷材料，造成加工用度的鋪張和模具早期報廢。
2 有效提高壓鑄模具壽命的方法對策
2.1 制定一套完整的、實用模具出產治理系統
壓鑄模失效形式主要有沖蝕、磨損、熱裂紋（龜裂）、劈裂、拐角處開裂、尖角等，造成極大的浪費。為了有效地實現模具產品進度治理、計劃治理、工藝數據治理、數據治理的計算機信息化治理系統，筆者建議可以制定一套完整的、實用模具出產治理系統，這樣就能夠使模具輔助信息和制造信息實現全方位跟蹤治理，貫穿于完工交付、計劃制定整個過程。包括庫房治理、產品檢修、車間任務分派、模具工藝制定、模具設計、模具出產計劃制定等，與此同時，還可以通過計算機共享、公告、會議等方法來建立模具制造、模具設計影響分析庫和失效模式分析庫，作為日后設計和質量評定的有效參考標準。另外，為了確保相關資源及時到位，還應該建立模具用度表、易損件清單、加工工藝編制，熱處理件明細表、材料清單、制尺度件明細表、加工工藝編制、自制件明細表、尺度件明細表、外購件明細表、匯總模具零件明細表。嚴格規范檢測手段，建立質檢部分，結合出產進度治理、計劃治理，消除“差未幾”的僥幸心理，只有這樣才能夠有效地加強設計、操縱者的責任心，確保模具各零配件的精度。
2.2 加強壓鑄模具防銹保養
壓鑄模具防銹劑本產品由石油溶劑、成膜材料和多種優質防銹添加劑調制而成，適用于生產及存放中塑膠模具和壓鑄模具的防銹保養，亦適用其它金屬工具及零件的防銹保養。透明軟膜，不會硬化，在注塑過程中快速清除，符合環保和安全標準，具有抗氧化、抗酸、抗腐蝕、防潮、排水等功能，保護期一年以上，尤其適合經常加工透明制品的模具保養。超強滲透性和吸附性能夠在模具表面及各種金屬表面形成獨有的水分、空氣置換成分有效阻止各種不利因素對金屬表面的侵蝕，實現模具的長時間和全面的防腐防銹。使用前將需要防銹保養的模具清洗干凈（用綠納模具清洗劑清洗后，再使用綠納模具防銹劑保養，可達到最佳的保養效果），使用時將防銹劑搖勻，距模具表面15-20厘米處均勻噴射，形成一層薄膜就能提供足夠的防銹保護，使用時保持環境通風，避免存放于陽光直射處或暴露超過50℃的環境中，避免觸及眼睛。主要性能指標：原液外觀：透明；比重：0.78克/立方厘米（DIN51757）；膜層類型：蠟狀軟膜；不揮發含量：29%；適用范圍：適用于所有金屬，對塑膠和橡膠無損害；溫度范圍：-20℃～15℃；鹽霧試驗：通過（50℃，72小時，45＃鋼片）；保護類型：室內干燥清爽環境；環境標準：符合蒙特利爾協定，歐盟RoHS標準。
2.3 加大科技投入，提高模具使用壽命
對于模具使用的壓鑄企業而言，模具壽命是非常值得關注的，但是，實際上絕不僅僅只是模具熱處理和模具型腔材料才影響模具壽命，其實影響模具壽命的重要因素還有模具強度、模具結構等，模具加工手段、加工工藝同樣對于模具壽命更為重要。如果模具強度不夠、模具結構不合理也會大大影響模具壽命。所以，我們必須加大科技投入，提高模具壽命、提高模具設計制造水平，為壓鑄企業提高經濟效益提供條件。
我們一方面應繼續在表面處理、熱處理、模具材料、先進加工技術和工藝等方面加大研究力度。我們另一方面要加以改進模具結構設計等方面，提高模具制造水平。目前德國、日本的模具企業已開始采用先進的加工技術和加工中心，減少模具表面的硬質層，硬加工模具型腔，這樣一來在很大程度上提高了模具壽命。
2.4 正確選用壓鑄模具材料
壓鑄模零件中最重要的零件是與金屬液接觸的成型工作零件，通常用熱作模具鋼制成。按性能分，它屬于高熱強熱模鋼；按合金元素分，它屬于中合金熱模鋼。由于被壓鑄材料的溫度差別較大，因而對壓鑄模的材料及性能要求也不同。用于制造鋅合金、鎂合金和鋁臺金的壓鑄模的材料，必須具有高的回火抗力和冷熱疲勞抗力，及良好的摻氮（氮碳共摻）工藝性能：而用于銅合金壓鑄模的工作條件則更為苛刻，其材料還應具備高的熱強性以防止變形和開裂，以及高導熱性以減少溫度梯度，從而降低熱應力。因此，我國壓鑄界在充分挖掘3Cr2W8V鋼種潛力的同時，積極開發用于壓鑄模的新鋼種，其中最有代表性的新鋼種為4Cr5MoSiVl。
3 結束語
總之，我們應從有利于壓鑄模具壽命方向出發，一切替顧客著想，一切從壓鑄生產實際出發，提高模具壽命，提高壓鑄生產效率，提高模具使用、維護的方便性，關注模具細節，提高制造、設計水平，這是我們未來的努力方向和研發方向，才能提升我國壓鑄行業的整體水平，只有這樣才能提升中國復雜、精密、大型壓鑄模具水平。
關鍵詞： 冷沖模；壽命；熱處理；措施
中圖分類號：TG385.2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）24-0018-02
0 引言
市場競爭日趨激烈化，現代企業必須堅持成本低、質量高、生產周期短的生產模式來參與市場競爭。冷沖模是沖壓生產必不可少的工藝裝備，采用冷沖模生產的零部件，具有生產效率高、周期短、產品質量好及成本低等優點，因此被廣泛應用。冷沖模作為沖壓生產中最重要的工藝裝備，其自身質量直接影響產品的質量優劣，同時模具在制造時占據生產成本中較大比重，若模具易失效、壽命短、質量低不僅影響產品質量，也會造成模具材料、加工工時等成本浪費。因此，提高冷沖模使用壽命，對降低生產成本和提高生產效率都有顯著影響。
1 冷沖模的失效形式
模具因磨損或其他形式失效，直到不可修復并報廢，在此之前所加工的沖壓件數量稱為模具壽命。冷沖模的常見失效形式有磨損失效、斷裂或開裂、早期失效等。
1.1 磨損失效
冷沖模在使用過程中與成形坯料接觸，因二者之間存在摩擦而造成模具的自然磨損。當磨損使模具尺寸發生變化或改變了模具的表面狀態使之不能繼續服役時，稱為磨損失效。磨損失效是正常失效方式。冷沖模刃口的自然磨損分為初期磨損、正常磨損和急劇磨損三個階段。模具使用應控制在正常磨損階段內，當出現急劇磨損應立即進行刃磨修復。
1.2 斷裂失效
模具出現較大裂紋或分離為兩大部分和數部分而喪失工作能力的現象稱為斷裂失效。按斷裂性質不同，分為塑性斷裂和脆性斷裂。按斷裂機理不同，分為早期斷裂和疲勞斷裂。早期斷裂指在承受較大變形力或在沖擊載荷作用下，裂紋突然產生并迅速擴展造成的斷裂。疲勞斷裂指在較低應力下，經多次使用裂紋緩慢擴展后發生的斷裂。
1.3 早期失效
模具因某種原因出現崩刃、折斷和碎裂等現象稱為早期破壞，導致模具不能繼續工作而失效。崩刃現象會在模具工作表面首先出現一些小裂紋，隨著裂紋逐漸長大最終導致材料成片崩出。對產生崩刃、折斷和碎裂的模具，須查找原因積極補救。
2 影響冷沖模使用壽命的因素
冷沖模壽命指在保證制件品質的前提下，所能沖出的制件數。影響冷沖模壽命的因素主要有模具結構設計、模具鋼材選用、熱處理與表面處理、模具制造工藝和冷沖模合理使用與維護保養等。
2.1 模具結構設計對壽命的影響
模具結構設計對冷沖模壽命影響很大，合理的結構使冷沖模工作時受力均勻，偏載減小，不易產生應力集中。冷沖模結構設計應保證足夠的剛度、強度、對中性及合理的配合間隙，以保證制造出的沖壓件符合要求。設計冷沖模凸模時應注意合理設計導向裝置和保證對中性。針對有小孔、窄縫、尖角等薄弱部位，為減小應力集中應設計圓弧過度。在保證制件質量條件下合理增大配合間隙，可在一定程度上提高模具使用壽命，改善模具工作部件的受力情況，降低沖裁力、卸件力，減少刃口磨損。另外，模架應有良好的剛性與高精度的導向機構，可減小模具變形，降低工作零部件磨損提高使用壽命。
2.2 模具材料對壽命的影響
冷沖模在工作時除承受沖擊載荷外，還要承受振動、摩擦、拉伸與彎曲扭轉等載荷，容易發生疲勞斷裂、磨損、變形等失效現象。因此，合理選擇模具材料能從材料性能方面提高模具使用壽命。
根據冷沖模生產類型、工作條件和材料性能，盡可能選擇高品質材料。選用材料的硬度應保證在58～64HRC，并且具有高強度和高耐磨性及足夠韌性，能抵抗熱處理時產生的變形。材料的工藝和加工性能要盡可能好，具有良好的鍛造性能，淬硬性和淬透性以及機械切削性能，磨削加工性、熱穩定性和耐熱疲勞強度高。在大批量生產時，應選擇使用壽命長的模具材料，如硬質合金、高耐磨模具鋼等。
2.3 模具的熱處理與表面處理對壽命的影響
模具的熱處理對模具的性質與使用壽命影響很大，合理的熱處理有利于提高模具基體的強度、韌性，減少變形與斷裂。將熱處理與冷加工合理配合，可提高模具的使用壽命。
模具表面強化是為了提高模具的耐磨性、耐腐蝕性及性能。常用的冷沖模表面強化方法有滲碳、滲氮、滲硫、滲硼、氮碳共滲、滲金屬等。選用合適的表面強化處理工藝，可使冷沖模使用壽命提高幾倍甚至幾十倍。
2.4 其他方面對模具壽命的影響
模具制造工藝對模具的使用壽命關系很大，切削余量不足易導致模具發生早期磨損或開裂。壓力機精度不高，也易使沖模損壞。此外，沖模的安裝、操作、保管維護及使用劑等情況都可影響模具使用壽命。
3 提高冷沖模使用壽命的措施與途徑
3.1 合理設計模具結構
冷沖模在沖裁板材時，沖裁輪廓的圓角半徑（r）及板材的厚度（t）對模具的壽命有極大的影響。當r
3.2 合理選用模具材料及熱處理方式
冷沖模工作部分，即凸模與凹模的材料選用有以下要求：模具材料要有高硬度和耐磨性，足夠抗壓、抗彎強度和適當的韌性。在選用材料時，國內主要選用5CrW2Si、9SiCr鋼等，對性能要求較高的凸凹模，如制作電位器接觸彈簧片冷沖模，由于該模具的凸模為異形薄長凸模，選用高速鋼制造壽命較短，易出現崩刃或斷裂造成早期失效，可選用6CrNiSiMnMoV鋼制造凸模，可有效解決崩刃、斷裂、早期失效及壽命短等問題。
熱處理時，一般情況下凹模、沖頭材料選用Cr12，其熱處理加工工藝步驟如下：Cr12鋼加熱到1050～1080℃后空冷；經十字鐓鍛、反復錘打后球化退火并在850～870℃保溫4h；再加熱到960℃～980℃，經油冷卻后在200～300℃時進行低溫回火。熱處理工藝參數的選擇直接關系模具材料的內應力、耐磨性、切削加工性等各種性能。采用以上熱處理工藝在生產制造過程中易產生開裂，有時甚至會在加工快要結束時產生裂紋造成很大損失。因此在改進中提出：球化退火前先在960℃～980℃進行一次正火，以消除網狀二次滲碳體的形成得到良好的“球化體”組織，以獲得好的加工性能；回火時溫度盡量在150～250℃范圍內，以得到最多量的回火馬氏體從而使加工后的零件耐磨性、強度、硬度、韌性等都有所提高進而有效提高模具使用壽命。實驗證明經改進熱處理后凹模、沖頭等零件的開裂現象減少，切削加工效果較以前有所提高，忽軟忽硬現象已基本消失且耐磨性與韌性方面的效果得到明顯提高。
3.3 通過其他方法提高模具壽命
冷沖模刃口狀態是影響模具壽命不可忽視的重要因素，實驗證明，刃口端有微小磨痕、裂紋、傷痕等缺陷，不僅影響沖切斷面毛刺大小，而且直接影響模具壽命。通過磨削凸凹模，表面粗糙度為Ra0.8μm，加工后刃磨面仍存在微小裂紋等缺陷，為消除這些缺陷對刃面進行研磨拋光處理，改善冷沖模刃口狀態，提高冷沖模使用壽命。
3.4 冷沖模合理使用與保養
為了提高冷沖模壽命及耐用度，提高冷沖件質量精度等級，要正確使用和合理保養冷沖模，包括模具的正確安裝與調試；凸凹模間隙調整；模具的清潔、及維修保養等。
3.4.1 安裝模具時，應正確調整凸凹模刃口相對位置，凸模進入凹模深度適中，保證工作可靠。
3.4.2 調整冷沖模時，為保證凸凹模間隙均勻，要對其配合間隙進行調整。
3.4.3 對模具進行日常和定期清理以保證沖壓件質量。
3.4.4 對模具相關部件實施和定期維護，可保證模具工作時動作可靠。
參考文獻：
[1]趙孟棟.冷沖模設計[M].機械工業出版社，2009，3.
【關鍵詞】 模具；失效分析
一、塑料模具失效因素分析
（1）一般模具失效因素分析
一般模具制造中包括模具設計、選用材料、熱處理機械加工、調試與安裝等過程。根據調查表明：模具失效的因素中，模具所使用的材料與熱處理是影響使用壽命的主要因素（詳見表1），其比例約占70%，國內外的有關資料也表明了相同的結果。從全面質量管理的角度出發，不能把影響模具使用壽命的諸因素作為多項式之和來衡量，而應該是多因素的乘積，這樣模具材料與熱處理的優劣在整個模具制造過程中就顯得特別重要。
（2）塑料模具失效因素分析
塑料模具的重要失效形式為磨損失效，局部塑性變形失效和斷裂失效。
①當塑料模具使用的材料與熱處理不合理，塑料模具的型腔表面硬度低，而耐磨性差，其表現為，型腔面因磨損及變形引起的尺寸超差；粗糙度值因拉毛而變高，表面質量惡化。尤其是當使用固態物料進入塑模型腔，它會加劇型腔面的磨損，故塑料模產生了磨損失效。加之，塑料加工時含有氯、氟等成份受熱分解出腐蝕性氣體HCl、HF，使塑料模具型腔面產生腐蝕磨損，形成侵蝕失效。
②局部塑性變形失效。塑料模具所采用的材料強度與韌性不足，變形抗力低；當填充的物料進入塑模型腔內，有超載、持續受熱，周期受壓，而應力分布不均勻，以及塑模型腔面硬化層過薄，從而使塑模產生局部的塑性變形而引起的表面皺紋、凹陷、麻點、棱角堆塌，超過要求限度而造成失效以及回火不充分等因素使塑料模具壽命縮短，過早的失效。
③斷裂失效。塑料模具形狀復雜，多棱角薄邊，應力嚴重集中在韌性不足之外。同時，塑料模采用合金工具鋼回火不充分，而發生斷裂失效。從塑料模三種失效形式可知：選用合理的塑料模具材料與熱處理，對它的使用壽命至關重要。故此，塑料模具材料的選用與熱處理應滿足下列要求：
A較高的硬度、良好的耐磨性、型腔硬度要求在HRC30～60，淬火硬度大于HRC55，并且有足夠的硬化深度，心部有足夠的強韌性，以免脆斷，塑性變形。
B一定的抗熱性，在150～250℃長期工作，不氧化、不變形，尺寸穩定性好。
C注射時，有腐蝕介質析出，要求有一定的耐蝕性。
D熱處理變形小，對精密模具來說，要求變形小于0105%，并且有足夠的淬透性。
E切削加工性能好，具有優良的拋光，耐磨性能，鏡面拋光可達Ra011μm以下。
F焊接性，鍛造工藝性能良好。
二、塑料模具合理選材與熱處理的基準
隨著對塑料模具的要求的提高，對模具鋼材也提出了更多的要求。即希望提供更多、更好的具有高硬度鏡面加工性能好，耐磨性能強的淬火，回火類新鋼材。但是，還要根據塑料的類型以及對被成型的塑料制品的尺寸、精度、質量、數量不同的要求，并考慮已有制造模具的條件，來選用不同類型的塑料模具鋼及其熱處理。
（1）塑料模具鋼的熱處理
塑料模具如果采用常規的熱處理質量無法保證，模具使用壽命短，材料的利用率僅為60%，為此，對塑料模具中所使用的鋼材，應采用特別的熱處理，以延長塑模使用壽命。
對于要求心部具有高的強韌性和表面層的耐磨性的塑料模具，可通過表面強化處理技術，提高耐磨性和使用壽命。然而表面強化技術，它不僅能提高塑模型腔表面的耐磨性，而且能使塑模內部保持足夠的強韌性，這對于改善塑料模的綜合性能，節約合金元素，大幅度降低成本，充分發揮材料的潛力，以及更好地利用新材料，都是十分有效的，實踐證明：表面強化技術是提高塑模質量和延長其使用壽命的主要途徑。其余塑料模具材料的熱處理，由于篇幅有限本文不一一敘述。
采用電火花表面強化技術，它是通過火花放電作用，把一種導電材料（YT15、YT30）涂敷及滲透到另一種導電鋼制模（45鋼）的表面上，構成合金化的表面層，從而改變模具工作面的物理和化學性能的一種工藝方法。為了使被強化的45鋼制模具的基體表面光潔，事先必須將模具基體（45鋼）的工作面和電極表面清洗干凈，然后手握D9110強化機將電極（YT15、YT30）沿模具（45鋼制作）工作面移動，并保持一定的壓力，使火花放電均勻連續。經電火化強化之后，被強化表層（顯微）硬度可達HV1100～1400，甚至更高。其強化層與結合牢固，耐沖擊、不剝落。強化處理時，工件處于冷態，且放電點極小，時間短，沒有退火變形等現象，這大大提高模具型腔面的耐熱性、耐磨性、熱硬性和耐蝕性，生產實踐證明，經電火花表面強化后，擠出塑料模使用壽命可提高1倍以上，強化層在使用過程中磨損后，還可以重新進行強化。
三、塑料模選用材料的發展方向
塑料模具對鋼材的質量和性能有一些特殊要求。例如：熱處理變形小，研磨與拋光性能好，光潔度高，有較強的花紋刻蝕性，尺寸穩定，有別于其他模具材料，尤其是型腔復雜，高精度的塑料模具對模具的選材有更高的要求，但模具鋼直接影響模具的壽命。現有的國產傳統的模具鋼從品種質量、性能等方面都不能滿足現代化的生產需求，于是國內又開發與研制了一些新型的塑料模具鋼，以供選用。
（1）5CrMnMoVSCo（5NiSCo）高韌性易切削塑料、模具鋼，這種鋼材在國內是首創，其切削加工性、等向性、韌性和可鍛性均好。5NiMoSCo—預處理采用調質工藝，其淬火溫度為890～900℃，油淬之后，硬度在HRC60以上，650℃回火后，予處理硬度為HRC35，其切削加工性同退火狀態的45鋼，可順利地進行多種切削加工。
（2）SM1和SM2塑料模具鋼
它屬于硫系易切削模具鋼，用于要求高的注射模、壓鑄模，效果良好。兩種模具鋼中的元素，S以MnS型微粒夾雜存在，可以起到減少切削力和易于斷屑的作用。SM1鍛軋之后，迅速退火，而SM2則不用退火，直接經時效和預硬化處理可使用。二種鋼經570℃氮化后，心部基體強度不變，表面硬度可達HV1100。SM2可氮化與時效同時進行。
四、結語
在選用塑料模具材料時，必須充分地把握住所使用材料的熱處理特性，弄清楚材料方向對尺寸變化的關系及回火溫度對硬度的關系非常重要。特別要重視材料的方向對尺寸變化量的影響，在取材的方向上應與熱處理后尺寸變化的方向相同，不然會影響制件的形狀和精度，嚴重時會使模具不符合質量要求，對于精密塑料模具在進行熱處理時不應出現氧化和脫碳等缺陷，應在無氧化的環境中加熱，即進行真空熱處理。
參考文獻
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【關鍵詞】綠色設計與制造；模具；發展；應用
0.前言
綠色制造，又稱環境意識制造（Environmentally Conscious Manufacturing）、面向環境的制造（Manufacturing For Environment）等，是一個綜合考慮環境影響和資源效益的現代化制造模式。綠色制造技術是指在保證產品的功能、質量、成本的前提下，綜合考慮環境影響和資源效率的現代制造模式。它使產品從設計、制造、使用到報廢整個產品生命周期中不產生環境污染或環境污染最小化，符合環境保護要求，對生態環境無害或危害極少，節約資源和能源，使資源利用率最高，能源消耗最低，并使企業經濟效益和社會效益協調優化。而在制造業中，模具的使用量超過了一般的設備，它的生產技術影響著國家制造水平的高低。基于綠色制造技術的原則和目標，在模具制造中使用這項技術，能以最低的能源消耗換來最高的經濟效益和社會效益。本文將闡述綠色制造的設計和加工工藝，并且就它在模具的應用中所產生的作用進行分析。
1.模具與綠色制造
1.1傳統設計和綠色設計
模具生產是制造工業化的基礎，傳統的模具設計和生產過程是資源的浪費過程，一旦開模，那么模具材料就很難再次利用，因此模具設計和制造中，資源利用率很低，能源浪費嚴重，并且模具生產中含有的有害物質會嚴重污染生態環境，危害人體健康。而綠色制造模式是一個閉環系統，能從設計、制造、使用一直到產品報廢、回收，減少整個壽命周期對環境影響，提高資源利用率，也就是說要在產品整個生命周期內，考慮產品環境屬性，改變原來末端處理的環境保護辦法，對環境保護從源頭抓起，使產品在滿足環境目標要求的同時，保證產品應有的基本性能、使用壽命、質量。傳統設計和綠色設計相比，前者多注重如何制造出合格的模具，后者能在環?；A上考慮材料的合格性，并且會考慮到模具的回收再利用。而傳統設計的產品在使用后大多數都是廢棄的“垃圾”，回收率低下，嚴重污染環境。
1.2綠色模具材料的選擇
模具基礎是模具材料的選擇，是否屬于綠色產品，對最后產品的形成有著重要影響。因此在考慮到環境問題的基礎上，綠色模具材料應該符合低能耗、低成本、少污染的特點，而少污染材料是指在加工過程中，沒有產生或者較少產生污染物的材料，能便于回收，可以多次重復使用或者可降解。例如，可以使用優質鏡面模具鋼加工型腔，采用不銹鋼來加工防腐模具，以鎳磷鍍代替電鍍鉻。這些材料與技術相比傳統設計材料和技術能減少對環境的污染，也能降低成本。
1.3綠色模具的設計
綠色制造的首要考慮因素是產品的使用年限，對于一些沖壓模具，可以采用一模多形、一形兩用或者拼裝式等手段改進結構，采用彈性卸料板，合理選取沖壓間隙值，借此來提高模具的使用率。最大限度提升模具使用壽命，應該選擇適當的模面位置，選擇合適的模具造型，利用有效的鍛造制造設備，這樣也能方便模具的拆洗和零件的更換。拆洗和更換，能夠為模具的長期使用提供有效保障，并且在一定程度上減少污染。綠色模具材料具有很高的可回收性，因此在設計過程中，使用節能環保材料，減少特殊工具的連接件，選擇可重復利用的零部件，便于拆卸聯接，盡量減少焊接、鉚接、膠接的出現，這樣能夠更有利于對模具損壞部分的維護。
模具設計要求規范化、標準化、系列化，這些是在模具專業化生產過程中提高質量、縮短周期、降低成本的有效措施。多重規格的標準模架和配件，能使有限的資源得到充分利用，不僅節約了資源，而且能方便加工管理。在模具設計過程中，機械生產車間會產生嚴重的噪音污染，不僅影響周邊環境，而且會對操作人員的身體產生極大的沖擊，對耳朵健康造成很嚴重的威脅。所以，在進行設計的時候應該采取措施減少噪音的產生，甚至消除噪音。消除噪音的方法有很多，在制造過程中可以使用摩擦離合器代替原有的剛性離合器，在噪音產生部位上使用隔音罩，或者使用有減震器的無沖擊模架。
在技術方面，采用模具CAD/CAPP/CAM一體化。目前國內CAD三維技術被廣泛運用。采用CAD技術能夠減少設計圖紙的使用，節約資源和能源，并且能運用這些技術對模具成品進行分析，了解材料的流動情況，產品強度、剛度和抗沖擊力度，能夠在第一時間了解到產品的使用情況。模具的包裝設計也必須面向環境，確保包裝材料從簡或者使用綠色包裝材料。很多包裝材料都是難降解或者難以回首的材料，最后只能進行焚燒或者掩埋，這些材料的使用不僅浪費了資源，而且很大程度上污染了環境。因此，包裝上應該采取無毒、無公害、易回收、易降解的環保材料與設計。
目前科技發展日新月異，模具制造與更新步伐不斷加快，因此綠色模具在使用后，應該遵循回收再利用的原則，即根據模具的使用磨損情況，將其中一些可再用部分進行拆卸并進行加工維護，方便再次使用，而剩下的則作廢料處理。
2.綠色模具的加工工藝
制作綠色模具必須采用綠色工藝，這是提高綠色制造的重要手段，不僅能為企業提高緊急效益，還能減少對環境的影響。綠色模具的制造工藝能夠改善勞動條件，減少污染物的用量和排放量，減少對環境的污染，減少操作者的健康威脅，并且能確保成型模具可以適應生產生活的需要。目前綠色制造工藝有快速成型技術、虛擬現實技術、高速切削、激光加工等方法。
快速成型技術又稱快速原型技術，是利用計算機輔助設計、精密機械、數控、激光技術和材料科學技術，采用離散、堆積原理將所需要加工的零件利用CAD技術轉化為實物原型，這樣方便檢測物體設計質量和功能。虛擬現實技術與快速成型技術類似，都是通過計算機及相關設備對于物體全面建模和仿真，有利于減低成本，縮短生產周期。高速切削能將產品加工得非常光滑，減少因為再加工所造成的材料損耗和拋光時間，有利于提高生產效率。激光加工不同于傳統刀具切削，不會產生很多的切削，也不會損壞刀具和產生噪音。作為綠色制造加工技術，激光加工是非接觸、無磨損、無噪音、無切削的加工技術，不會對環境產生很大的影響，因此值得采納。
【參考文獻】
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關鍵詞:模具質量;要求;基本途徑
近年來,世界范圍內制造業的競爭變得越來越激烈,企業在盡可能短的時間內高效率、低消耗地為顧客提供個性化高質量產品的能力,已成為企業競爭能力的一個標志。模具被稱為工業之父,模具質量的高低,將直接影響到產品的質量、產量、成本、新產品投產及老產品更新換代的周期、企業產品結構調整速度與市場競爭力,因此經濟形勢對模具的質量提出了越來越高的要求。那么如何才能更合理地提高模具質量呢?也就是說,怎么樣才能讓模具在高精度、低成本、高效率條件下,更長時間地、更多模次地生產出質量合格的制件呢?這已經越來越成為人們關注的焦點。
一、模具質量要求
1.制品質量:制品尺寸的穩定性、符合性,制品表面的光潔度、制品材料的利用率等等;
2.使用壽命:在確保制品質量的前提下,模具所能完成的工作循環次數或生產的制件數量;
3.模具的使用維護:是否屬最方便使用、脫模容易、生產輔助時間盡可能的短;
4.維修成本、維修周期性等等。
二、提高模具質量的基本途徑
(一)首先制件的設計要合理,盡可能選用最好的結構方案,制件的設計者要考慮到制件的技術要求及其結構必須符合模具制造的工藝性和可行性。
(二)模具的設計是提高模具質量的最重要的一步,需要考慮到很多因素,包括模具材料的選用,模具結構的可使用性及安全性,模具零件的可加工性及模具維修的方便性,這些在設計之初應盡量考慮得周全些。
1.模具材料的選用既要滿足客戶對產品質量的要求,還需考慮到材料的成本及其在設定周期內的強度,當然還要根據模具的類型、使用工作方式、加工速度、主要失效形式等因素來選材。例如:沖裁模的主要失效形式是刃口磨損,就要選擇表面硬度高、耐磨性好的材料;沖壓模主要承受周期性載荷,易引起表面疲勞裂紋,導致表層剝落,那就要選擇表面韌性好的材料;拉深模應選擇磨擦系數特別低的材料;壓鑄模由于受到循環熱應力作用,故應選擇熱疲勞性強的材料;對于注塑模,當塑件為ABS、PP、PC之類材料時,模具材料可選擇預硬調質鋼,當塑件為高光潔度、透明的材料時,可選耐蝕不銹鋼,當制品批量大時,可選擇淬火回火鋼。
2.模具結構設計時,盡量結構緊湊、操作方便。還要保證模具零件有足夠的強度和剛度;在模具結構允許時,模具零件各表面的轉角應盡可能設計成圓角過渡,以避免應力集中;對于凹模、型腔及部分凸模、型芯,可采用組合或鑲拼結構來消除應力集中,細長凸模或型芯,在結構上需采取適當的保護措施;對于冷沖模,應配置防止制件或廢料堵塞的裝置(如:彈頂銷、壓縮空氣等)。與此同時,還要考慮如何減少滑動配合件及頻繁撞擊件在長期使用中磨損所帶來的對模具質量的影響。
3.在設計中必須減少在維修某一零部件時需拆裝的范圍,特別是易損件更換時,盡可能減少其拆裝范圍。
(三)模具的制造過程也是確保模具質量的重要一環,模具制造過程中的加工方法和加工精度也會影響到模具的使用壽命。各零部件的精度直接影響到模具整體裝配情況,除掉設備自身精度的影響外,則需通過改善零件的加工方法,提高鉗工在模具磨配過程中的技術水平,來提高模具零件的加工精度;若模具整體裝配效果達不到要求,則會在試模中讓模具在不正常狀態下動作的幾率提高,對模具的總體質量將會有很大影響。
因此,為保證模具具有良好的原始精度-原始的模具質量,在制造過程中首先要合理選擇高精度的加工方法,如電火花、線切割、數控加工等等,同時應注意模具的精度檢查,包括模具零件的加工精度、裝配精度及通過試模驗收工作綜合檢查模具的精度,在檢查時還需盡量選用高精度的測量儀器,對于那些成形表面曲面結構復雜的模具零件,若用普通的直尺、游標卡就無法達到精確的測量數據,這時就需選用三坐標測量儀之類的精密測量設備,來確保測量數據的準確性。
(四)對模具主要成形零部件進行表面強化,以提高模具零件表面耐磨性,從而更好地提高模具質量。對于表面強化,要根據不同用途的模具,選用不同的強化方法。例如:沖裁模可采用電火花強化、硬質合金堆焊等,以提高模具零件表層的耐磨性和抗壓強度;壓鑄模、塑料模等熱加工模具鋼零件可采用滲氮(硬氮化)處理,以提高零件的耐磨性、耐熱疲勞性和耐磨蝕性;拉深模、彎曲?？刹捎脻B硫處理,以減少摩擦系數,提高材料的耐磨性;碳氮共滲(軟氮化)可應用于各類模具的表面強化處理。另外,近幾年發展起來的一種稱為FCVA真空鍍金剛石膜技術,能在零件表層形成一層與基體結合異常牢固又十分光滑均勻密實的保護膜,這種技術特別適合于模具表面保護性處理,也是提高模具質量的一種效果顯著的方法。當然,如果制件屬試制產品或生產批量相當小的話,就不一定非要進行模具零件的表面強化處理。
(五)模具的正確使用與維護,也是提高模具質量的一大因素。例如:模具的安裝調試方式應恰當,在有熱流道的情況下,電源接線要正確,冷卻水路要滿足設計要求,模具在生產中注塑機、壓鑄機、壓力機的參數需與設計要求相符合等等。在正確使用模具時,還需對模具進行定期維護保養,模具的導柱、導套及其他有相對運動的部位應經常加注油,對于鍛模、塑料模、壓鑄模之類模具在每模成形前都應將劑或起模劑噴涂于成形零件表面。對模具進行有計劃的防護性維護,并通過維護過程中的數據處理,則可預防模具在生產中可能出現的問題,還可提高維修工作效率。
三、結束語
要想提高模具的質量,首先必須每個環節都要考慮到對模具質量的影響,其次還須通過各部門的通力合作。模具的質量是模具企業自身實力的真實體現。
關鍵詞：3D打印技術；模具制造；第三次工業革命；制造力
模具是工業生產的基礎工藝裝備，在電子、汽車、電機、儀表、家電和通信等產品中60%-80%的零部件都依靠模具成型，模具質量的高低在很大程度上決定了產品質量的高低，模具又被稱為“百業之母”，所有工業產品莫不依賴于模具才得以大批量生產。CNC加工是在制造模具時最常用的技術。雖然它能夠提供高度可靠的結果，但是非常昂貴而且浪費時間。在這樣一個新形勢下3D打印技術應運而生。它具有的節省材料、快速成型、精準制造等優點使得其在模具制造中逐步興起。
1.我國模具制造技術的現狀
我國目前已成為世界上凈出口模具最多的國家，雖然能生產大型多工位級進模、精密沖壓模具、大型多型腔精密注塑模、大型汽車覆蓋件等模具，但是總體技術水平不高，與國外發達國家相比仍然有較大差距。
1.1模具壽命低
影響模具壽命的因素較多，其中模具材料是重要因素，由于我國模具鋼品種少、質量低、性能差，大多數模具鋼是上世紀70-80年代研制的，種種原因，真正使用的量較少，導致模具壽命低。比如國外硅鋼片沖?？偸褂脡勖鼮?00萬次以上，而國內一般為50-60萬次，最高只達到150萬次。國外熱鍛模使用壽命為50萬次，國內只有3-5萬次。
1.2生產周期長
我國模具鋼市場80%左右是黑皮圓棒料，品種單一。扁鋼、精料、經過預硬化的材料和制品以及標準件在市場上極少見，精料化、制品化程度低。模具制造廠通常將圓棒料改鍛成扁鋼或模塊，絕大多數采用自由鍛，很少采用模鍛和三鐓三拔的工藝。因此鍛件的內在質量較差，外形尺寸偏大，造成加工余量大，所以國內模具鋼利用率低（只有50%左右），影響模具制造周期。
1.3新材料推廣宣傳力度不夠
國內常用的模具鋼基本上是從20世紀50年代初沿用下來的老式鋼材，許多生產企業長久以來只知道常用的幾種鋼，生產工藝落后，技術水平低下。
2.我國3D打印技術發展現狀
我國3D印技術的研究工作起步于20世紀90年代初，最早進行3D打印技術研究的科研機構包括華中科技大學、西安交通大學、清華大學、上海復旦大學、浙江大學、西北工業大學和北京隆源自動成型有限公司等。這些科研機構早期在各成型工藝和成型設備的研究和開發方面各有側重，也取得了許多重要成果。如南京航空航天大學研制的RAP-I型激光燒結快快速成型系統、北京隆源自動成型有限公司開發的AFS-300激光快速成型的商品化設備等。
近年來在國家科學技術部及省市有關部門的支持下，我國已經在深圳、天津、上海、西安、重慶等地建立了一批向企業提供3D打印技術的服務機構，也涌現出了一大批市場化的民營公司投資的3D打印服務機構并開始起到了積極的作用，推動了3D打印技術在我國的廣泛應用。目前3D打印市場已經度過了啟蒙期，正處于快速發展的階段。但是也面臨著創新升級的瓶頸。與發達國家相比，我國的3D打印還停留在概念層面，暫無成熟的營利模式。以3D為主業的上市公司盜亢萇伲規模很??；從應用層面來講低端運用已趨于飽和，工業級則由于成本高、技術欠缺等問題，市場比僅占20%～30%。近幾年隨著國家相關政策的出臺，在國家十三五規劃和傾向高新尖產業方針的背景下，3D打印將會迎來巨大的發展機遇。
3.3D打印技術在模具設計與制造中應用的優點
3D打印一個的一個非常有前途的應用就是在模具上直接生產。比如成型（吹塑、LSR、RTV、EPS、注塑等）、鑄模（熔模、砂模等）、機械加工、裝配和檢驗、機器人末端執行器等環節。與傳統模具制造過程相比3D打印模具擁有以下優點：
3.1節省模具生產周期
3D打印可以自動、快速、直接和比較精確地將計算機中的三維設計轉化為實物模型，甚至直接制造零件或模具，從而有效地縮短了產品研發周期。它能夠在數小時內成形，讓設計人員和開發人員實現了從平面圖到實體的飛躍。在以往，由于考慮到還需要投入大量資金制造新的模具，公司有時會選擇推遲或放棄產品的設計更新。通過降低模具的生產準備時間，以及使現有的設計工具能夠快速更新，3D打印使企業能夠承受得起模具更加頻繁的更換和改善。它能夠使模具設計周期跟得產品設計周期的步伐。成為企業創新的驅動源，促進了產品的更新換代。
3.2節約了制造成本
如果說當下金屬3D打印的成本要高于傳統的金屬制造工藝成本，那么成本的削減在塑料制品領域更容易實現。金屬3D打印的模具在一些小的、不連續的系列終端產品生產上具有經濟優勢，或者針對某些特定的幾何形狀更有經濟優勢。尤其是當使用的材料非常昂貴，且傳統的模具制造材料報廢率很高的情況下，3D打印具有成本優勢。此外，3D打印在幾個小時內制造出精確模具的能力也會對制造流程和利潤產生積極的影響。尤其是當生產停機或模具庫存十分昂貴的時候。3D打印的靈活性使工程師能夠同時嘗試無數次的迭代，并可以減少因模具設計修改引起的前期成本。
3.3提高了精準制造能力
通常，金屬3D打印的特殊冶金方式能夠改善金屬微觀結構并能產生完全致密的打印部件，與那些鍛造或鑄造的材料相比，其機械和物理性能一樣或更好。增材制造為工程師帶來了無限的選擇以改進模具的設計。當目標部件由幾個子部件組成時，3D打印具有整合設計，并減少零部件數量的能力。這樣就簡化了產品組裝過程，并減少了公差。此外，它能夠整合復雜的產品功能，使高功能性的終端產品制造速度更快、產品缺陷更少。例如，注塑件的總體質量要受到注入材料和流經工裝夾具的冷卻流體之間熱傳遞狀況的影響。如果用傳統技術來制造的話，引導冷卻材料的通道通常是直的，從而在模制部件中產生較慢的和不均勻的冷卻效果。而3D打印可以實現任意形狀的冷卻通道，以確保實現隨形的冷卻，更加優化且均勻，最終導致更高質量的零件和較低的廢品率。此外，更快的除熱顯著減少了注塑的周期，因為一般來說冷卻時間最高可占整個注塑周期的70%。
