先進(jìn)的模具制造技術(shù)
2016-11-18 來源：轉(zhuǎn)載 作者：-
模具制造技術(shù)迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)代制造技術(shù)重要組成部分。如模具CAD/CAM技術(shù)，模具激光快速成型技術(shù)，模具精密成形技術(shù)，模具超精密加工技術(shù)，模具設(shè) 計(jì)采用有限元法、邊界元法進(jìn)行流動(dòng)、冷卻、傳熱過程動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)，模具CIMS技術(shù)，已開發(fā)模具DNM技術(shù)以及數(shù)控技術(shù)等，幾乎覆蓋了所有現(xiàn)代制造技術(shù)。
現(xiàn)代模具制造技術(shù)朝著加快信息驅(qū)動(dòng)、提高制造柔性、敏捷化制造及系統(tǒng)化集成方向發(fā)展。
一、高速銑削：第三代制模技術(shù)
高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好加工精度表面質(zhì)量，而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低(加工工件只升高3℃)，熱變形小，因而適合于溫度熱變形敏感 材料(如鎂合金等)加工；還由于切削力小，可適用于薄壁及剛性差零件加工；合理選用刀具切削用量，可實(shí)現(xiàn)硬材料(HRC60)加工等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此，高速銑削加工技術(shù)仍當(dāng)前熱門話題，它已向更高敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展，成為第三代制模技術(shù)。
二、電火花銑削“綠色”產(chǎn)品技術(shù)
從國外電加工機(jī)床來看，不論從性能、工藝指標(biāo)、智能化、自動(dòng)化程度都已達(dá)到了相當(dāng)高水平，目前國外新動(dòng)向進(jìn)行電火花銑削加工技術(shù)(電火花創(chuàng)成加工技術(shù))研究 開發(fā)，這一種替代傳統(tǒng)用成型電極加工型腔新技術(shù)，它用高速旋轉(zhuǎn)簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復(fù)雜成型電極，這顯然 電火花成形加工領(lǐng)域重大發(fā)展。
電火花加工技術(shù)進(jìn)步同時(shí)，電火花加工安全防護(hù)技術(shù)越來越受到人們重視，許多電加工機(jī)床都考慮了安全防護(hù)技術(shù)。目前歐共體已規(guī)定沒有“CE”標(biāo)志機(jī)床不能進(jìn)入歐共體市場(chǎng)，同時(shí)國際市場(chǎng)也越來越重視安全防護(hù)技術(shù)要求。
目前，電火花加工機(jī)床主要問題輻射騷擾，因?yàn)樗鼘?duì)安全、環(huán)保影響較大，國際市場(chǎng)越來越重視“綠色”產(chǎn)品情況下，作為模具加工主導(dǎo)設(shè)備電火花加工機(jī)床“綠色”產(chǎn)品技術(shù)，將今后必須解決難題。
三、新一代模具CAD/CAM軟件技術(shù)
目前，英、美、德等國及我國一些高等院校科研院所開發(fā)模具軟件，具有新一代模具CAD/CAM軟件智能化、集成化、模具可制造性評(píng)價(jià)等特點(diǎn)。
新一代模具軟件應(yīng)建立從模具設(shè)計(jì)實(shí)踐歸納總結(jié)出大量知識(shí)上。這些知識(shí)經(jīng)過了系統(tǒng)化科學(xué)化整理，以特定形式存儲(chǔ)工程知識(shí)庫并能方便地被模具所調(diào)用。智能化軟件 支持下，模具CAD不再對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算方法模仿，而先進(jìn)設(shè)計(jì)理論指導(dǎo)下，充分運(yùn)用本領(lǐng)域?qū)＜邑S富知識(shí)成功經(jīng)驗(yàn)，其設(shè)計(jì)結(jié)果必然具有合理性先進(jìn)性。
新一代模具軟件以立體思想、直觀感覺來設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)，所生成三維結(jié)構(gòu)信息能方便地用于模具可制造性評(píng)價(jià)數(shù)控加工，這就要求模具軟件三維參數(shù)化特征造型、成型 過程模擬、數(shù)控加工過程仿真及信息交流組織與管理方面達(dá)到相當(dāng)完善程度并有較高集成化水平。衡量軟件集成化程度高低，不僅要看功能模塊否齊全，而且要看這 些功能模塊否共用同一數(shù)據(jù)模型，否以統(tǒng)一方式形成全局動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)信息綜合管理與共享，以支持模具設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢驗(yàn)、測(cè)試及投產(chǎn)全過程。
模具可制造性評(píng)價(jià)功能新一代模具軟件作用十分重要，既要對(duì)多方案進(jìn)行篩選，又要對(duì)模具設(shè)計(jì)過程合理性經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)估，并為模具設(shè)計(jì)者提供修改依據(jù)。
新一代模具軟件，可制造性評(píng)價(jià)主要包括模具設(shè)計(jì)與制造費(fèi)用估算、模具可裝配性評(píng)價(jià)、模具零件制造工藝性評(píng)價(jià)、模具結(jié)構(gòu)及成形性能評(píng)價(jià)等。 新一代軟件還應(yīng)有面向裝配功能，因?yàn)槟＞吖δ苤挥型ㄟ^其裝配結(jié)構(gòu)才能體現(xiàn)出來。采用面向裝配設(shè)計(jì)方法后，模具裝配不再逐個(gè)零件簡單拼裝，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)既能描 述模具功能，又可定義模具零部件之間相互關(guān)系裝配特征，實(shí)現(xiàn)零部件關(guān)聯(lián)，因而能有效保證模具質(zhì)量。
四、先進(jìn)快速模具制造技術(shù)
1、激光快速成型技術(shù)(RPM)發(fā)展訊速，我國已達(dá)到國際水平，并逐步實(shí)現(xiàn)商品化。世界上已經(jīng)商業(yè)化快速成形工藝主要有SLA(立體光刻)、LOM(分層分體制造)、SLS(選擇性激光燒結(jié))、3D-P(三維印刷)。
模具達(dá)人微信" mujudaren
清華大學(xué)最先引進(jìn)了美國3D公司SLA250(立體光刻或稱光敏樹脂激光固化)設(shè)備與技術(shù)并進(jìn)行開發(fā)研究，經(jīng)幾年努力，多次改進(jìn)，完善、推出了“M- RPMS-型多功能快速原型制造系統(tǒng)”(擁有分層實(shí)體制造-SSM、熔融擠壓成型-MEM)，這我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)世界唯一擁有兩種快速成形工藝系統(tǒng)(國家 專利)，具有較好性能價(jià)格比。
2、無模多點(diǎn)成形技術(shù)用高度可調(diào)沖頭群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進(jìn)行板材曲面成形又一先進(jìn)制造技術(shù)，無模多點(diǎn)成形系統(tǒng)以CAD/CAM/CAT技術(shù)為主要手段，快速經(jīng)濟(jì) 地實(shí)現(xiàn)三維曲面自動(dòng)成形。吉林工大承擔(dān)了有關(guān)無模成形國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，已自主設(shè)計(jì)并制造了具有國際領(lǐng)先水平無模多點(diǎn)成形設(shè)備。
我國這項(xiàng)技術(shù)與美國麻省理工學(xué)院、日本東京大學(xué)、日本東京工業(yè)大學(xué)相比，理論研究實(shí)際應(yīng)用方面均處領(lǐng)先地位，目前正向著推廣應(yīng)用方面發(fā)展。
3、樹脂沖壓模具首次國產(chǎn)轎車試制得到成功應(yīng)用。一汽模具制造有限公司設(shè)計(jì)制造了12套樹脂模具用于全新小紅旗轎車改型試制，這12套模具分別行李箱、發(fā) 動(dòng)機(jī)罩、前后左右翼子板等大型復(fù)雜內(nèi)外覆蓋件拉延模具，其主要特點(diǎn)模具型面以CAD/CAM加工主模型為基準(zhǔn)，采用瑞士汽巴精化高強(qiáng)度樹脂澆注成形，凸凹 模間隙采用進(jìn)口專用蠟片準(zhǔn)確控制，模具尺寸精度高，制造周期可縮短二分之一至三分之二，制造費(fèi)用可節(jié)省1000萬元左右(12套模具)。為我國轎車試制小 批量生產(chǎn)開辟了一條新途徑，屬國內(nèi)首創(chuàng)。瑞士汽巴精化有關(guān)專家認(rèn)為可達(dá)90年代國際水平。
五、現(xiàn)場(chǎng)化模具檢測(cè)技術(shù)
精密模具發(fā)展，對(duì)測(cè)量要求越來越高。精密三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，長期以來受環(huán)境限制，很少生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用。新一代三座標(biāo)測(cè)量機(jī)基本上都具有溫度補(bǔ)償及采用抗振材料，改善防塵措施，提高環(huán)境適應(yīng)性使用可靠性，使其能方便地安裝車間使用，以實(shí)現(xiàn)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)化特點(diǎn)。模具達(dá)人微信" mujudaren
六、鏡面拋光模具表面工程技術(shù)
模具拋光技術(shù)模具表面工程重要組成部分，模具制造過程后處理重要工藝。目前，國內(nèi)模具拋光至Ra0.05μm拋光設(shè)備、磨具磨料及工藝，可以基本滿足需要， 而要拋至Ra0.025μm鏡面拋光設(shè)備、磨具磨料及工藝尚處摸索階段。隨著鏡面注塑模具生產(chǎn)大規(guī)模應(yīng)用，模具拋光技術(shù)就成為模具生產(chǎn)關(guān)鍵問題。由于國內(nèi) 拋光工藝技術(shù)及材料等方面還存一定問題，所以如傻瓜相機(jī)鏡頭注塑模、CD、VCD光盤及工具透明度要求高注塑模仍有很大一部分依賴進(jìn)口。
值得注意，模具表面拋光不單受拋光設(shè)備工藝技術(shù)影響，還受模具材料鏡面度影響，這一點(diǎn)還沒有引起足夠重視，也就說，拋光本身受模具材料制約。例如，用45# 碳素鋼做注塑模時(shí)，拋光至Ra0.2μm時(shí)，肉眼可見明顯缺陷，繼續(xù)拋下去只能增加光亮度，而粗糙度已無望改善，故目前國內(nèi)鏡面模具生產(chǎn)往往采用進(jìn)口模具 材料，如瑞典一勝百136、日本大同PD555等都能獲得滿意鏡面度。
鏡面模具材料不單化學(xué)成分問題，更主要冶煉時(shí)要求采用真空脫氣、氬氣保護(hù)鑄錠、垂直連鑄連軋、柔鍛等一系列先進(jìn)工藝，使鏡面模具鋼具內(nèi)部缺陷少、雜質(zhì)粒度細(xì)、彌散程度高、金屬晶粒度細(xì)、均勻度好等一系列優(yōu)點(diǎn)，以達(dá)到拋光至鏡面模具鋼要求。
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