1 引言
模具設計是依據產品圖紙進行設計，主要解決生產什么樣的產品和什么要求的產品，而模具工藝則依據模具設計，結合產品要求解決使用什么樣的設備和刀具，采用什么樣的加工手段和順序，以保證制造出符合設計要求和產品要求的模具。因此，模具工藝管理是連接模具設計和模具制造的紐帶，它是保證模具制造達到設計要求，指導現場操作和檢驗，以保證模具制造質量高，制造周期短，生產成本低，是決定模具制造經濟效益的重要環節。模具制造工藝過程也是模具設計過程的延續。本文就模具工藝及管理若干要素進行探討，供大家分享。
2 模具制造工藝要素分析
2.1 模具制造工藝的定義和任務
所謂制造工藝，就是把設計轉化為產品的過程。模具制造工藝，是把模具設計轉化為模具產品的過程。模具制造工藝的任務是研討制造的可能性和如何制造的問題，研究怎樣以低成本、短周期、高質量模具的制造，其中成本、周期、質量是模具制造主要技術經濟指標貫穿在整個模具設計和制造中。模具制造的工藝路線，是首先根據制件圖樣或實物進行估算，然后進行模具設計、零件加工、裝配調整、試模，直到生產出符合要求的制件。工藝按其性質可分工藝技術和工藝管理兩大部分。工藝技術是指模具的加工制造方法。包括從材料投入到模具制造全過程的工藝路線、工藝流程、工藝步驟、操作要點、尺寸檢測等。工藝管理是模具管理的組成部分，是模具管理的核心，是體現模具的生產中實現高質量、低成本、高效益的保證，是衡量模具管理水平的標準之一。兩者是緊密相聯系在一起的不可缺少的。沒有先進的模具工藝技術，就無法促進模具質量提高；而沒有科學的模具工藝管理，企業無法有好的經濟效益。
2.2 模具設計的工藝性分析與審查
模具設計工藝性分析與審查是模具設計過程中一項極為重要的工藝管理工作，它直接關系到模具制造的成功與否。其根據產品設計要求、工藝技術上要求，結合本企業的設備加工能力以及外協加工可行等。因此，在分析和審查模具設計工藝性時，工藝部門或工藝人員既要考慮到模具設計上的先進性和必要性，也要考慮到加工工藝上的經濟性、可靠性和時間性，在保證模具加工精度的前提下，改善其工藝性，降低模具制造成本，來保證模具制造質量和經濟效益。
模具設計工藝性分析與審查的主要內容，一般包括模具結構的工藝性，零件的結構合理性；能否便于加工和保證質量，模具加工精度、粗糙度、熱處理及技術要求是否經濟合理；模具成型部位尺寸是否能滿足產品的需求；模具使用壽命，模具材料選擇，安全防范是否合理以及零件的標準程度等。
模具設計工藝性分析與審查，一般由工藝部門、設計部門共同牽頭，以主管工藝員為主，協同有關人員參加。分析和審查形式應根據企業自身情況來定，有的是模具設計人員和模具工藝人員協同工作，在設計模具時，工藝員和設計員配合進行，使設計與工藝上的問題及早協商解決；有的是設計員遇到工藝問題與工藝部門聯系；有的是設計員到模具制造現場同老師傅商量或與廠外的技術人員協助進行；也有的設計員完成模具初步設計后，合同有關人員集中分析和審查，聽取意見后，再進行設計等，共同完成模具設計工藝性分析與審查工作。
2.3 模具工藝方案的制定與經濟評估
模具工藝方案是模具制造中工藝準備工作的總綱領，在進行工藝設計工作中起著指導性的作用。它有必要指出模具制造過程中技術關鍵和解決方案，規定各項工序應遵循的基本原則和應達到基本要求。正確擬定工藝方案，有利于運用新技術、新工藝、新材料和現有的加工設備，制造出符合設計要求和質量好的模具。
工藝方案的內容應考慮工藝和技術兩大方面的需要。工藝方面內容主要是制定工藝工作原則，它依據模具結構，確定模具加工路線安排工序，確定模具制造周期及投料準備。工藝規程編制的原則，確定材料利用指標以及外協加工、外購件等。技術方面內容主要是編制工藝（序）時在加工技術中遵守的原則，如機床加工、測量、裝配、試模等工作標準。
(1)工藝方案的確定。工藝方案是在模具設計的工藝性分析和審查結束后進行編制，它根據模具結構，零件加工難易度以及零件多少等，正確確定模具零件加工的機床選擇和工人技術適應能力。一般由工藝部門負責提出方案，匯總模具設計員、現場施工員等各方面意見后，最后由模具制造車間組織實施。
(2)工藝方案的經濟評估。工藝方案的經濟評估是對模具制造成本有效的評估方法，應遵循保證模具制造質量，降低制造成本的原則，對制造一種模具關鍵零件（模腔或型芯）時，在保證精度和質量的前提下，往往可采用幾種不同的加工方法，含有幾種不同的方案，這需要對不同的方案的技術經濟指標進行綜合分析，從中選出較優，較適合本企業（外加工）可行的方案。在滿足加工要求的前提時，一般根據經濟性選擇工藝方案，先考慮粗加工機床，后考慮精加工機床；先考慮普通機床加工，后考慮數控機床、電加工機床加工；先考慮熱處理前粗加工工序，后考慮熱處理后的精加工工序；先考慮本企業的加工能力，后考慮外協加工能力；多考慮級進模、熱流道、模腔壓力控制等先進的工藝；考慮加工周期長短，可以多盡量采用先進的加工設備加工。有必要進行工藝成本分析，如工時，主要材料和加工機床選擇的價值等。
2.4 工藝技術文件的編制
模具制造工藝規程是在模具制造前，根據模具結構設計圖樣和技術要求合理確定模具零件的加工工藝和加工機床，合理確定模具制造工藝順序和流程，并以規定格式形成工藝文件，使之能夠指導制造工藝的全過程有序實施；使之能夠控制模具制造精度和質量以及模具周期與費用。
模具加工工藝設計是進行模具生產的前期策劃和設計工作。模具工藝技術文件不同于其他產品工藝技術文件，它由工序規程、機床選擇、工時定額、材料以及試模所用設備、制件選材等指標組成，它是模具制造、生產調度、加工實施、質量檢驗、材料供給等重要依據，其中最重要的是工藝（序）規程，制定工藝規程應有利于保證模具零件質量，縮短生產周期，節約原材料消耗，同時為生產部門計劃，組織生產提供依據。模具制造工藝規程是指導在模具制造過程中，每一道工序如何保證模具制造質量的工藝文件。一般企業采用工藝路線卡（或稱工藝流程卡），它是以模具的每種零件編制的，規定這一零件在整個制造規程中所要經過的路線，列出零件經過各個工序、各工序名稱、所使用的設備及加工事項等（如表1所示）。模具零件的工藝規程一般訂得比較簡單，用模具上行業用語，甚至可以用符號進行表述，而零件的工藝（序）應考慮整個模具裝配的需要。
表1 模具零件工藝流程工時定額卡
工時定額一般按自己企業的情況，結合機械加工行業工時定額標準，考慮到模具是單件生產，又是訂單式生產的特點，相對的輔助時間和工藝計算時間比一般零件加工時多等原因，進行對各工序進行估工。許多企業的工藝員都是有現場操作經驗很豐富的師傅來擔任的，對工序的估工是比較熟練和正確的。
編制工藝規程的依據是模具類型，零件制造的精度和表面粗糙度，熱處理，加工零件所用材料性質以及設備、工夾刀量具等，在編制工藝規程中，注意工藝規程典型化編制，這也是推行模具標準化的重要任務之一。模具標準化是模具制造技術發展的重要標志。
2.5 工夾刀量具等設計工作
按照工藝規程進行模具零件加工過程中，各種刀具、輔助夾具等是必不可少的，搞好專用工夾具的設計以便提高模具加工質量，縮短制造工時和生產周期。模具制造中大多數應用標準刀具，夾具，量具等，但由于模具制造難度大，特別是形狀復雜的模具，完全依賴標準工刀夾量具是不行的，如數控加工程序設計，EDM電極設計，輔助刀夾量具等設計和準備，材料消耗定額的計算，模具標準件采用等任務交給主管工藝員，由主管工藝員設計，工藝部門審核，與模具任務一起下達到制造車間實施。由于模具是小批量，單件生產，不能完全套用一般產品加工方法，工夾刀量具設計盡可能設計成整合式，通用性好，起到綜合利用的作用。
2.6 其他管理工作
(1)深入現場、指導制造。工藝人員應到現場去了解自己編制的工藝在制造過程中出現的問題是很有必要的。模具制造的過程中涉及許多工（序）種，操作者對零件加工理解，接受水平不同，工藝人員有責任到現場進行模具加工方面指導，講清設計與工藝的意圖，讓操作者在短時間里，理解加工工藝的要求，制造出合格的模具零件。尤其在模具零件加工中出現超差時（當然不排除設計人員和工藝人員的失誤），工藝人員應組織設計人員、車間施工員，檢驗員等進行現場分析，找出原因，及時提出整改措施，協助現場解決質量問題，并督促有關人員明確職責，吸取教訓。同時，更改模具底圖，保證模具進度。
(2)推廣新技術，提高制造水平。模具制造技術的提高很大程度上依賴于新技術，新工藝的推廣應用。隨著計算機技術的發展應用，模具設計與制造向著數字化方向發展。特別是模具成型（形）零件方面軟件，進而將數據交換到制造設備，實現計算機設計與制造連成一體化。目前，許多企業把計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助工藝規劃(CAPP)、計算機輔助工程(CAE)、計算機仿真分析(MoldFlow)、快速成型制造(RPM)，逆向工程應用于模具設計和制造技術上，一些新型加工方式（模具零件數控NC、計算機數控CNC加工、模具型腔電加工EDM)出現，為模具制造技術的發展拓展了一條新路，但是，國內的模具制造水平同國外發達國家相比較，存在者一定的差距，無論是制造精度和使用壽命，還是制造周期和制造成本；無論是加工工藝設計上，還是加工手段上，還有設計理念等都是落后于發達國家，這需要工藝部門加強工藝情報，信息交流，時常了解到國內外模具加工新技術、新材料、新工藝，進而與本企業的實際情況相結合，把先進的技術逐步應用到生產實踐上，促進本企業的模具制造水平提高。
(3)組織員工遵守工藝紀律。模具工藝不同于產品加工工藝，一次做上千件，做上萬件產品，而模具加工零件不會生產很多的（除標準件加工外）。因此，組織操作者學習模具工藝文件，加強模具工藝紀律的宣傳教育是工藝員的職能。工藝員應深入現場操作者學習模具制造工藝文件，講解工藝紀律的要求，使操作者和檢驗員了解工藝要求，掌握操作方法和檢驗要求。企業也應對操作者進行加工技術、工藝標準化、相關的產品成型知識和質量等方面的強化培訓，使操作者自覺遵守工藝紀律和質量意識認真按圖，按工藝、按操作規程辦事，以保證模具制造質量。
(4)配合車間，搞好定置管理。定置管理是現場管理和謀求系統改善的科學管理方法，模具制造實行定置管理是為了嚴肅工藝紀律，貫徹操作規程、文明生產的需要。工藝部門應配合現場搞好定置管理，對工藝裝備的合理定置，保證工藝設備處于完好狀態，使模具制造工序流通，對工位器具合理配備與定置，為在崗操作者創造良好的工作環境，確保工藝規程貫徹執行，對現場文明，安全生產起著督促作用。
(5)協調關系，搞好試模工作。模具最終的要通過試模來鑒定模具制造水平，檢查模具設計和模具工藝的正確性，合理性和經濟性。工藝部門應協調好試模設備或地方，工藝員應全程跟蹤，對試模規程中出現的問題，應分清責任。屬于設計的問題，應反映到設計人員，屬于工藝的問題，工藝員應現場解決，屬于制造問題，由現場操作者盡快整改。一般試模，最多為三次，第一次試模時盡可能的發現問題，工藝員應該進行匯總，通知現場操作者整改。第二次試模時已經是把第一次的問題應該解決到98%，剩下的2%的問題，在第三次試模時全部解決，基本上可以出產品了。
3 結束語
“工欲善其事，必先利先器”生動的指出了工藝和產品的關系。模具工藝管理是模具制造企業的基礎管理工作，其中心是為企業生產出成本低、周期短和質量高的模具產品，同時也推動企業的模具設計水平的提高，培養人才的必不可少的工作，值得模具制造企業借鑒。
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本文標題：模具制造工藝管理要素分析
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