快速成形模具技術(shù)的研究與開發(fā)败旋,我國早在五十年代后期就已經(jīng)開始了,然而這項技術(shù)在我國的廣泛應(yīng)用與發(fā)展則是在七十年代中期驳规,至今方興未艾斥赋。
快速成形模具在眾多的模具門類中已逐漸形成一個專門的分支,大體可分作以下分類:
1. 按應(yīng)用范圍分類 氛琢。
(1)冷沖壓用快速成形模具
大型薄板件拉延成形的快速成形模具
用于壓形的快速成形模具喊递;
用于沖裁成形的快速成形模具随闪;
復(fù)合結(jié)構(gòu)的快速成形模縣骚勘。
(2)塑料成形用快速成形模易.
用于吹塑或吸塑成形的快速成形模具
用于注塑成形的快速成形棋具铐伴;
用于壓塑成形的快速成形模具;
用于搪塑成形的快速成形模具调鲸∈⒔埽
2. 按模具用材料分類
(1)金屬模
低熔點合金模具;
鋅基合金模具称痊;
超塑性合金模具贼欧,
鋅合金模具。
(2)非金屬或半非金屬模具
樹脂模具缸日;
聚氨酯橡膠模具勤友。
3, 技制模工藝方法分類
(1)以快速精密鑄造成形代替機械加工成形的各種制模技術(shù)
(2)噴涂成形制模技術(shù)绝话;
(3)石膏型制模技術(shù)李联;
(4)利用臺金超塑性擠壓成形的制模技術(shù)3
(5)貝氏體鋼板疊片制模技術(shù)狼隶;
(6)非金屬制模材料(如聚氨酯睬够、樹脂、陶瓷等)的鑄造成形制模技術(shù)赞约。
目前枯瞒,這類模具主要于農(nóng)業(yè)機械、運榆及工程機械固弥、家用電器吻育、輕工五金、日用塑料幾及工程塑料制品淤井、玩具布疼、不銹鋼制品等住諸類產(chǎn)品的開發(fā)與小批量生產(chǎn)”液荩快速成型模具的普及應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中帶來顯著的社會經(jīng)濟效益游两。其制品周期可比同類鋼模縮短70-90%漩绵,制模成本可降低60—80%器罐,這對提高新產(chǎn)品開發(fā)速度、 促進生產(chǎn)發(fā)腿渐行, 作用十分突出
二、決速成形模具技術(shù)的基本特點與發(fā)展水平
快速成形模具制鑼技術(shù)的基本要求要突出一個”:快”字铸董。目前祟印,多數(shù)快速成形模具實現(xiàn)這一基本要求的工藝達徑肴沫,主要是采用專門的制模材料,以鑄造成形或壓制成形等方法取代傳統(tǒng)的機械加工方法術(shù)制造模具蕴忆,以簡化制模工藝明因,縮短制模周期和降低制模成本
我國用于快速成形模具的制模材料很多,制模用合金材料產(chǎn)量已有1700噸左右泡煌, 其中鈕基合金約為1000扭皿,噸鋅基合金約為600噸,其它合金約為100噸焦莉。
我國各有關(guān)科研單位澄锉、大專院校及工廠作了大量工作,比較系統(tǒng)地研究了各類削模臺金材料的機械物理性能份帮、組織結(jié)構(gòu)驮屑、化學(xué)成分、鑄造手财、熱處理土藝特性及其與模具工作條件之間的關(guān)系等论稠,這對提高制模工藝水平,擴大模具的適用范圍徐扯,提高一次制模的使用壽命经融,起了很重要的作用。目前苫馏,鈕基低熔點合金模具可用于沖壓4毫米以下薄板成形件雏节,一次制模使用壽命(以08F鈉的1毫米厚拉延成形件為例)可穩(wěn)定在3000件以上, 已接近英國專利技術(shù)的水平凿宾。應(yīng)用水平較好的施拉機廠在三個月內(nèi)可實現(xiàn)駕駛室換型矾屯,汽車工廠可以在半年內(nèi)實現(xiàn)車體換型,由此可見初厚,這一—6lJ模技術(shù)是具有巨大的優(yōu)越性的件蚕。模具用鋅基臺金硬度可達HBl40—150,抗拉強度達35—40k9f/mmz产禾,收縮率巳可控制在0.80%以下排作。鋅基合金沖裁模的一次刃磨使用壽命可較穩(wěn)定地控制在1萬件以上,個別用于沖裁3毫米板材的模具壽命也已達萬仍亚情,國外文獻上尚未到過類似報導(dǎo)妄痪。 快速成模具技術(shù)的應(yīng)用研究, 包括模具結(jié)構(gòu)楞件、制模材料衫生、制模工藝及裝備的研究,是近幾年來取得突出成績的研究項目之一土浸。
快速成形制模的模具結(jié)構(gòu)诵执、制模工藝及裝備種類繁多熟央,形式各異,·僅以常見的低熔點合金模具制模工藝為例唾囚,目前我國既有類似英國“D12alform冗宠,,專利的自鑄模工藝君哮, 又有新開發(fā)的裝配式澆鑄模工藝抄蔬、砂型鑄造工藝、石膏型鑄造工藝焊槐、雙合金模鑄造工藝等音共。所有這些工藝都是各地在應(yīng)用實踐中逐步發(fā)展完善起來的,應(yīng)用效果較為顯著唧整, 在技術(shù)上也頗有特色瓤梦。農(nóng)機行業(yè)研究開發(fā)的低熔點合金鑲鋼沖裁模具和低熔點合金鑲鋼復(fù)合模具,將鋼模制模技術(shù)與低熔點合金模具制模技術(shù)結(jié)合在一起啊沟,成為一種新的制模技術(shù)辙使。
有關(guān)專家系統(tǒng)地研災(zāi)了鋅基合金沖裁模在沖裁過程中零件的分離過程,提出了鋅基合金模具的單向裂紋分離理論茶宵,實踐證明危纫,這一理論不僅正確反映了這類模具用于沖裁時的零件分離過程與一般鋼模在沖裁時零件分離過程的基本區(qū)別,”同時為控制零件與廢料間的毛刺配置乌庶、保證沖裁件質(zhì)量提供了依據(jù)种蝶。
三、快速成形橫息技術(shù)今后發(fā)展趨勢的展望
近幾年來瞒大,我國衣快速成形模具的研究與應(yīng)用方.面發(fā)咫很快螃征,預(yù)討“今后十年內(nèi)這類模具乃會保持不斷發(fā)展的趨勢,這是出于以下幾方面的考慮:
1. 未來的十華透敌,工業(yè)產(chǎn)品對各樊模具的需求量將有增無已盯滚,我因鋼模制模能力與制模技術(shù)于此不相適應(yīng)的局面預(yù)計在此期間難以有根本改變。
2. 我國中小型企業(yè)酗电,其中特別是不計其數(shù)農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)魄藕,技術(shù)基礎(chǔ)較差,又缺乏必要的社會協(xié)作條件撵术,迫切需要大量適于中小企業(yè)推廣應(yīng)用的快速成形模具背率,以保證其產(chǎn)品開發(fā)速度。
3. 快速成形模具的制模技術(shù)日趨完善邪盼,日益推廣蛇筷,在工業(yè)生產(chǎn):中顯示出越來越突出的優(yōu)越性,現(xiàn)已為廣大中小企業(yè)梗擅、工業(yè)管理部門及工程技術(shù)人員所至視贿叉≡蚊Γ快速成模具枉我國的適應(yīng)性與其顯著的社會經(jīng)濟效益決定了它今后必將取得迅速的發(fā)展,預(yù)計其發(fā)展趨净纬、勢主要是在以下五個方面:
1. 快速成形模具用材料向系列化、標(biāo)準(zhǔn)化方面發(fā)展酥盼。目前可以用作快速成形模具的材料品種還比較少打洋,這些材料不能充分滿足制模工藝要求。以絆基合金模具為例传等,剥跃、目前我國重點推廣應(yīng)用ZAS合金,這一合會既用于大型拉延成型模鹉奸,又用于塑料橫笙寻、沖裁模甚至璃璃模,由于這些模具制造工藝骂铁、工作條件各異吹零,很難同時滿足各類模具的具體要求。因此拉庵,正在研究的塑料模具專用合金灿椅、沖裁模專用合金、大型拉廷模專用合金預(yù)計幾年內(nèi)習(xí)‘逐步形成專門的標(biāo)準(zhǔn)與系列钞支,這是保證快速成形制模技術(shù)的十分重要的一環(huán)茫蛹。
2. 快速成形楔具的結(jié)構(gòu)將向兩個不同的方向發(fā)展。一是向典型化烁挟、通用化發(fā)展婴洼,這類模具與隨之產(chǎn)生的快速換模裝置、快速供料裝置撼嗓、快速卸料裝置等專用裝置相匹配柬采,形成镕為定型的系列化、標(biāo)淮化專業(yè)模具静稻,以進一步降低這類模具的制模成本警没,縮短制模周期。與此同時胚僧,由于數(shù)控仿形激光切割的誕生患赏,以往在小批量多品種生產(chǎn)中必須用模具完成的大型薄板沖壓件的修邊、沖裁等工序渡厦,現(xiàn)在可以更快更省地實觀無模具加工界北。另外,隨著科學(xué)校術(shù)的發(fā)展和一些結(jié)構(gòu)更復(fù)雜审鸿、技術(shù)要求更高的新產(chǎn)品的產(chǎn)生扇收,對快速成模具制模技木會提出了各種各樣的新’要求好侈,因而將導(dǎo)致一些新型結(jié)構(gòu)棋具的產(chǎn)生,在這方面役倾,一個比較突出的傾向是各類不同結(jié)構(gòu)之間‘的互相滲透瞻聪,形成各種各樣的復(fù)合模具,如不同金屬材料復(fù)合的結(jié)構(gòu)刃撮,金屬模具與非金屬模具復(fù)合的結(jié)構(gòu)等椎崎。
3. 在專業(yè)制模裝備方面,以往各單位因4也制宜削成的簡易制模設(shè)備較多畸裳,這些裝備一般都比較簡陋缰犁,對保證制模精度、提高制橫效率怖糊、改善制模操作條件有了定的困準(zhǔn)帅容。目前我國正在開發(fā)各類‘快速成模具專用制模工藝裝備,如低熔點合金鋪模機伍伤、鋅基合金鑄模機并徘、超塑性合金制模專用裝備等。這些專用裝備定型投產(chǎn)之后嚷缭,一定能為推廣饮亏、應(yīng)用各類快速成形模具提供良好的物質(zhì)保證。
4. 進一步力R深對各類快速成模具技術(shù)的基礎(chǔ)研究阅爽,以提高這類模具技術(shù)的理論水平路幸。特別是這類模具在擴大應(yīng)用范圍、提高模具壽命方面所遇到的材料蠕變特性問題付翁, 表面磨擦简肴、磨損規(guī)律,合金模具強度設(shè)計計算方法及應(yīng)用計算機輔助設(shè)計時效學(xué)模型的建立百侧,模具設(shè)計計算軟件的開發(fā)等尚羽,都有持深入研究l公今后五更十年內(nèi),快速成模具的基礎(chǔ)理論研究方面預(yù)計亦將取得較大的進展惕仪。
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