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綠色的模具
（作者未知） 2010/8/14
摘要:本文從綠色設(shè)計(jì)制造概念入手,闡述了綠色模具的設(shè)計(jì)與制造方法,介紹了綠色模具制造所使用的各種先進(jìn)制造工藝和技術(shù)。
關(guān)鍵詞:模具;綠色設(shè)計(jì);綠色制造
人類文明進(jìn)入近現(xiàn)代社會(huì)以來,工業(yè)產(chǎn)品使用后的廢棄物污染所導(dǎo)致的全球性環(huán)境逞加速狀態(tài)惡化,目前達(dá)到了前所未有的程度,在此背景下,“綠色”的設(shè)計(jì)制造應(yīng)運(yùn)而生。
綠色模具的設(shè)計(jì)制造特點(diǎn):(1)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的閉環(huán)設(shè)計(jì)過程。綠色設(shè)計(jì)的產(chǎn)品全生命周期除具有傳統(tǒng)產(chǎn)品生命周期各階段外,還包括產(chǎn)品廢棄后的拆卸回收、處理及處置,是一個(gè)閉環(huán)過程。(2)節(jié)約資源和能源。綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)從整體上優(yōu)化了產(chǎn)品性能,使組成產(chǎn)品的零部件和材料得到充分有效地利用。(3)綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以預(yù)先設(shè)法防止產(chǎn)品及工藝對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)作用。
1、綠色模具設(shè)計(jì)
1.1 綠色模具的設(shè)計(jì)手段
CAD/CAPP/CAM/CAE是模具設(shè)計(jì)進(jìn)入綠色設(shè)計(jì)的基本手段措施,也是模具虛擬設(shè)計(jì)制造的重要步驟。采用CAD/CAPP/CAM技術(shù),可實(shí)現(xiàn)少圖紙或無圖紙加工和管理,節(jié)約了資源,可縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期。大量通用專用的CAE技術(shù)已被廣泛使用可對模具產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、制造可行性分析及工藝分析,可以模擬材料的流動(dòng)情況及分析其強(qiáng)度、剛度、溫度、抗沖擊實(shí)驗(yàn)?zāi)M等,極大提高了模具設(shè)計(jì)的成功率及模具質(zhì)量,減少修模次數(shù)時(shí)間、甚至完全杜絕廢品模具[1]。
1.2綠色模具的設(shè)計(jì)問題
1)模具材料的選擇
模具材料的綠色程度對最終產(chǎn)品的綠色性能有著極為重要的影響。綠色設(shè)計(jì)的材料選擇必須建立在綠色材料的基礎(chǔ)上。綠色材料應(yīng)具備的基本性能有:①低污染、低耗能、低成本:②易加工和加工過程中無污染或少污染:③可降解,可重復(fù)使用。
2)模具設(shè)計(jì)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化
模具標(biāo)準(zhǔn)化是組織模具專業(yè)化生產(chǎn)的前提。而模具的專業(yè)化生產(chǎn)是提高模具質(zhì)量、縮短模具制造周期、降低成本的關(guān)鍵。
(1)采用和購買標(biāo)準(zhǔn)模架及其它標(biāo)準(zhǔn)件。模架及標(biāo)準(zhǔn)件由專門的廠家、企業(yè)通過社會(huì)化分工進(jìn)行生產(chǎn),使有限的資源得到優(yōu)化配置。模具通常在報(bào)廢之后只是凸凹模不能再用,但是模架還基本完好無損,因此使用標(biāo)準(zhǔn)模架有助于模架的再利用。沖壓模和注塑模的模架都有很多種類,而這些模架也基本是由標(biāo)準(zhǔn)的上下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等部件組成。同時(shí),.模架的標(biāo)準(zhǔn)化可以使生產(chǎn)模架所使用的設(shè)備大大減少,更好地提高材料利用率,使用模具綠色材料,從而節(jié)約資源,也利于管理。
(2)模具各結(jié)構(gòu)單元規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、組合化、模塊化設(shè)計(jì)是進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一種有效方法,也是綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)中確定其結(jié)構(gòu)方案的常見手段之一。組合化、模塊化設(shè)計(jì)就是在一定范圍內(nèi),在對不同功能、或相同功能下的不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上,劃分并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊,通過模塊的選擇和組合可以構(gòu)成不同的產(chǎn)品,以滿足市場的不同需求;如模具的抽芯滑塊、脫模定位機(jī)構(gòu)等都可以按這些方法設(shè)計(jì)、組合、再利用。
2、綠色模具的制造
2.1模具現(xiàn)代制造中的綠色要素
模具是典型的單件小批生產(chǎn)方式,精度高,生產(chǎn)周期長,保證質(zhì)量、降低開發(fā)周期的成本是模具企業(yè)生存發(fā)展的必然要求,因此模具制造業(yè)一直以來在制造的組織方式、制造的現(xiàn)代工藝、制造的現(xiàn)代自動(dòng)化手段方面跟進(jìn)最快速的一個(gè)行業(yè)。革新組織方式、采用模具制造的先進(jìn)技術(shù),在制造過程中選用生產(chǎn)浪費(fèi)最小、能量消耗最低、污染排放最小的制造工藝,是實(shí)現(xiàn)綠色模具制造的重要一環(huán)。
(1)采用先進(jìn)的綠色模具制造生產(chǎn)模式
由于模具的單件生產(chǎn)方式,我國模具企業(yè)的生產(chǎn)組織模式較為落后,其改革的速度落后于技術(shù)手段的跟進(jìn)速度,管理性質(zhì)的家族化、作業(yè)方式的小規(guī)�；�、生產(chǎn)方式的大而全等都阻礙了模具行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展壯大。只有在標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)上的社會(huì)化分工,充分依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)改進(jìn)管理提高行業(yè)的整體資源的使用效能,不斷學(xué)習(xí)創(chuàng)新,是模具企業(yè)發(fā)展所需,更是綠色模具制造所需。
(2)采用先進(jìn)的綠色模具制造技術(shù)
1)柔性制造技術(shù)
由于模具單件生產(chǎn)方式,且加工表面復(fù)雜、尺寸幾何精度高等特點(diǎn)決定了模具行業(yè)十分適合柔性制造技術(shù)。柔性制造技術(shù)是由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及若干數(shù)控設(shè)備、物料運(yùn)貯裝置組成,并能根據(jù)制造任務(wù)和生產(chǎn)品種變化通過簡單地改變軟件的方法,而迅速進(jìn)行調(diào)整的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。
2)高速切削技術(shù)
模具型腔精加工是淬火工序后的機(jī)加工的最后一道工序,一直以來基本上通過特種電加工的電火花成形加工來解決,但其加工效率低。而近年來發(fā)展的高速銑削,由于是加工微量切削,切削力小,加工變形可以略,因此可銑淬火后精（未完，下一頁）
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