中國(guó)制造變中國(guó)創(chuàng)造 模具業(yè)需要“修煉”什么
中國(guó)制造面臨“調(diào)整轉(zhuǎn)型杉源、創(chuàng)新升級(jí)”時(shí)丰刊,如何讓“中國(guó)制造”變成“中國(guó)創(chuàng)造”澜躺?模具裝備制造業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)起著舉足輕重的作用桩蓉,模具制造技術(shù)已成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分×芨伲現(xiàn)代模具制造技術(shù)政權(quán)朝著加快信息驅(qū)動(dòng)、提高制造柔性院究、敏捷化制造及系統(tǒng)化集成的方向發(fā)展洽瞬,模具的CAD/CAM技術(shù),模具的激光快速成型技術(shù)业汰,模具的精密成形技術(shù)伙窃,模具的超精密加工技術(shù)菩颖,模具在設(shè)計(jì)中采用有限元法、邊界元法進(jìn)行流動(dòng)为障、冷卻晦闰、傳熱過(guò)程的動(dòng)態(tài)模擬技術(shù),模具的CIMS技術(shù)鳍怨,已在開(kāi)發(fā)的模具DNM技術(shù)以及數(shù)控技術(shù)等散烂,幾乎覆蓋了所有現(xiàn)代制造技術(shù)。
1估横、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的加工精度和表面質(zhì)量变钙,而且與傳統(tǒng)的切削加工相比具有溫升低(加工工件只升高3℃),熱變形小台筷,因而適合于溫度和熱變形敏感材料(如鎂合金等)加工挥棒;還由于切削力小,可適用于薄壁及剛性差的零件加工售微;合理選用刀具和切削用量宿柜,可實(shí)現(xiàn)硬材料(HRC60)加工等一系列優(yōu)點(diǎn)。羅百輝認(rèn)為望星,高速銑削加工技術(shù)仍是當(dāng)前的熱門(mén)話題,它已向更高的敏捷化天证、智能化浸萤、集成化方向發(fā)展,成為第三代制模技術(shù)哀买。
2顷锰、電火花銑削和“綠色”產(chǎn)品技術(shù)
從國(guó)外的電加工機(jī)床來(lái)看,不論從性能亡问、工藝指標(biāo)官紫、智能化、自動(dòng)化程度都已達(dá)到了相當(dāng)高的水平州藕,目前國(guó)外的新動(dòng)向是進(jìn)行電火花銑削加工技術(shù)(電火花創(chuàng)成加工技術(shù))的研究開(kāi)發(fā)束世,這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù),它是用高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)床玻,因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極毁涉,這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。
最近锈死,日本三菱公司推出了EDSCAN8E電火花創(chuàng)成加工機(jī)床又有新的進(jìn)展贫堰。該機(jī)能進(jìn)行電極損耗自動(dòng)補(bǔ)償,在Windows95上為該機(jī)開(kāi)發(fā)的專用CAM系統(tǒng)待牵,能與AutoCAD等通用的CAD聯(lián)動(dòng)其屏,并可進(jìn)行在線精度測(cè)量喇勋,以保證實(shí)現(xiàn)高精度加工。為了確認(rèn)加工形狀有無(wú)異迟诵校或殘缺判逊,CAM系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)仿真加工。
在電火花加工技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)猬笑,電火花加工的安全和防護(hù)技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視舀鼎,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(méi)有“CE”標(biāo)志的機(jī)床不能進(jìn)入歐共體市場(chǎng)呜颓,同時(shí)國(guó)際市場(chǎng)也越來(lái)越重視安全防護(hù)技術(shù)的要求园桑。
目前,電火花加工機(jī)床的主要問(wèn)題是輻射騷擾候摹,因?yàn)樗鼘?duì)安全塔端、環(huán)保影響較大,在國(guó)際市場(chǎng)越來(lái)越重視“綠色”產(chǎn)品的情況下她添,作為模具加工的主導(dǎo)設(shè)備電火花加工機(jī)床的“綠色”產(chǎn)品技術(shù)媒湖,將是今后必須解決的難題。
3屎洒、新一代模具CAD/CAM軟件技術(shù)
目前舒贼,英、美虑稼、德等國(guó)及我國(guó)一些高等院校和科研院所開(kāi)發(fā)的模具軟件琳钉,具有新一代模具CAD/CAM軟件的智能化、集成化蛛倦、模具可制造性評(píng)價(jià)等特點(diǎn)歌懒。
新一代模具軟件應(yīng)建立在從模具設(shè)計(jì)實(shí)踐中歸納總結(jié)出的大量知識(shí)上。這些知識(shí)經(jīng)過(guò)了系統(tǒng)化和科學(xué)化的整理溯壶,以特定的形式存儲(chǔ)在工程知識(shí)庫(kù)中并能方便地被模具所調(diào)用及皂。在智能化軟件的支持下,模具CAD不再是對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算方法的模仿且改,而是在先進(jìn)設(shè)計(jì)理論的指導(dǎo)下验烧,充分運(yùn)用本領(lǐng)域?qū)<业呢S富知識(shí)和成功經(jīng)驗(yàn),其設(shè)計(jì)結(jié)果必然具有合理性和先進(jìn)性又跛。
新一代模具軟件以立體的思想噪窘、直觀的感覺(jué)來(lái)設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu),所生成的三維結(jié)構(gòu)信息能方便地用于模具可制造性評(píng)價(jià)和數(shù)控加工效扫,這就要求模具軟件在三維參數(shù)化特征造型倔监、成型過(guò)程模擬、數(shù)控加工過(guò)程仿真及信息交流和組織與管理方面達(dá)到相當(dāng)完善的程度并有較高集成化水平计侯。衡量軟件集成化程度的高低帝畸,不僅要看功能模塊是否齊全蜀梢,而且要看這些功能模塊是否共用同一數(shù)據(jù)模型,是否以統(tǒng)一的方式形成全局動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)邀安,實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理與共享颗用,以支持模具設(shè)計(jì)、制造扬瘸、裝配类繁、檢驗(yàn)、測(cè)試及投產(chǎn)的全過(guò)程乌骇。
模具可制造性評(píng)價(jià)功能在新一代模具軟件中的作用十分重要撞浪,既要對(duì)多方案進(jìn)行篩選,又要對(duì)模具設(shè)計(jì)過(guò)程中的合理性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)估序摔,并為模具設(shè)計(jì)者提供修改依據(jù)炭央。
在新一代模具軟件中,可制造性評(píng)價(jià)主要包括模具設(shè)計(jì)與制造費(fèi)用的估算柱悬、模具可裝配性評(píng)價(jià)熙掺、模具零件制造工藝性評(píng)價(jià)、模具結(jié)構(gòu)及成形性能的評(píng)價(jià)等咕宿。新一代軟件還應(yīng)有面向裝配的功能币绩,因?yàn)槟>叩墓δ苤挥型ㄟ^(guò)其裝配結(jié)構(gòu)才能體現(xiàn)出來(lái)。采用面向裝配的設(shè)計(jì)方法后府阀,模具裝配不再是逐個(gè)零件的簡(jiǎn)單拼裝类浪,其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)既能描述模具的功能,又可定義模具零部件之間相互關(guān)系的裝配特征肌似,實(shí)現(xiàn)零部件的關(guān)聯(lián),因而能有效保證模具的質(zhì)量诉瓦。
4川队、先進(jìn)的快速模具制造技術(shù)
激光快速成型技術(shù)(RPM)發(fā)展訊速,我國(guó)已達(dá)到國(guó)際水平睬澡,并逐步實(shí)現(xiàn)商品化固额。世界上已經(jīng)商業(yè)化的快速成形工藝主要有SLA(立體光刻)、LOM(分層分體制造)煞聪、SLS(選擇性激光燒結(jié))斗躏、3D-P(三維印刷)。
清華大學(xué)最先引進(jìn)了美國(guó)3D公司的SLA250(立體光刻或稱光敏樹(shù)脂激光固化)設(shè)備與技術(shù)并進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究讹荣,經(jīng)幾年努力父森,多次改進(jìn),完善合杜、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秽烫、熔融擠壓成型-MEM)强媚,這是我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界唯一擁有兩種快速成形工藝的系統(tǒng)(國(guó)家專利),具有較好的性能價(jià)格比耙窥。
無(wú)模多點(diǎn)成形技術(shù)是用高度可調(diào)的沖頭群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進(jìn)行板材曲面成形的又一先進(jìn)制造技術(shù)捞幅,無(wú)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)三維曲面的自動(dòng)成形还皮。吉林工大承擔(dān)了有關(guān)無(wú)模成形的國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目闲窃,已自主設(shè)計(jì)并制造了具有國(guó)際領(lǐng)先水平的無(wú)模多點(diǎn)成形設(shè)備。
我國(guó)這項(xiàng)技術(shù)與美國(guó)的麻省理工學(xué)院效岂、日本東京大學(xué)骇诈、日本東京工業(yè)大學(xué)相比,在理論研究和實(shí)際應(yīng)用方面均處領(lǐng)先地位槐滔,目前正向著推廣應(yīng)用方面發(fā)展勃痴。3、樹(shù)脂沖壓模具首次在國(guó)產(chǎn)轎車的試制中得到成功應(yīng)用热康。一汽模具制造有限公司設(shè)計(jì)制造了12套樹(shù)脂模具用于全新小紅旗轎車的改型試制沛申,這12套模具分別是行李箱、發(fā)動(dòng)機(jī)罩姐军、前后左右翼子板等大型復(fù)雜內(nèi)外覆蓋件的拉延模具铁材,其主要特點(diǎn)是模具型面以CAD/CAM加工的主模型為基準(zhǔn),采用瑞士汽巴精化的高強(qiáng)度樹(shù)脂澆注成形奕锌,凸凹模間隙采用進(jìn)口專用蠟片準(zhǔn)確控制著觉,模具的尺寸精度高,制造周期可縮短二分之一至三分之二惊暴,制造費(fèi)用可節(jié)省1000萬(wàn)元左右(12套模具)饼丘。為我國(guó)轎車試制和小批量生產(chǎn)開(kāi)辟了一條新途徑,屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)辽话。瑞士汽巴精化有關(guān)專家認(rèn)為可達(dá)90年代國(guó)際水平肄鸽。
5、現(xiàn)場(chǎng)化的模具檢測(cè)技術(shù)
精密模具的發(fā)展油啤,對(duì)測(cè)量的要求越來(lái)越高啄灭。精密的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī),長(zhǎng)期以來(lái)受環(huán)境的限制党纱,很少在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用囊喜。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,改善防塵措施豹恶,提高環(huán)境適應(yīng)性和使用可靠性汪具,使其能方便地安裝在車間使用,以實(shí)現(xiàn)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)化的特點(diǎn)。
6罩音、鏡面拋光的模具表面工程技術(shù)
模具拋光技術(shù)是模具表面工程中的重要組成部分馋顶,是模具制造過(guò)程中后處理的重要工藝。目前试旬,國(guó)內(nèi)模具拋光至Ra0.05μm的拋光設(shè)備麻彬、磨具磨料及工藝,可以基本滿足需要注寥,而要拋至Ra0.025μm的鏡面拋光設(shè)備窍各、磨具磨料及工藝尚處摸索階段。隨著鏡面注塑模具在生產(chǎn)中的大規(guī)模應(yīng)用廷蓉,模具拋光技術(shù)就成為模具生產(chǎn)的關(guān)鍵問(wèn)題全封。由于國(guó)內(nèi)拋光工藝技術(shù)及材料等方面還存在一定問(wèn)題,所以如傻瓜相機(jī)鏡頭注塑模桃犬、CD刹悴、VCD光盤(pán)及工具透明度要求高的注塑模仍有很大一部分依賴進(jìn)口。
值得注意的是攒暇,模具表面拋光不單受拋光設(shè)備和工藝技術(shù)的影響土匀,還受模具材料鏡面度的影響,這一點(diǎn)還沒(méi)有引起足夠的重視形用,也就是說(shuō)就轧,拋光本身受模具材料的制約。例如田度,用45#碳素鋼做注塑模時(shí)妒御,拋光至Ra0.2μm時(shí),肉眼可見(jiàn)明顯的缺陷镇饺,繼續(xù)拋下去只能增加光亮度乎莉,而粗糙度已無(wú)望改善,故目前國(guó)內(nèi)在鏡面模具生產(chǎn)中往往采用進(jìn)口模具材料戏喊,如瑞典的一勝百136炒圈、日本大同的PD555等都能獲得滿意的鏡面度。
鏡面模具材料不單是化學(xué)成分問(wèn)題篡前,更主要的是冶煉時(shí)要求采用真空脫氣、氬氣保護(hù)鑄錠方占、垂直連鑄連軋泡愉、柔鍛等一系列先進(jìn)工藝,使鏡面模具鋼具內(nèi)部缺陷少升院、雜質(zhì)粒度細(xì)锄灾、彌散程度高、金屬晶粒度細(xì)匠借、均勻度好等一系列優(yōu)點(diǎn)覆霹,以達(dá)到拋光至鏡面的模具鋼的要求猜逮。
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