模具工業(yè)是制造工業(yè)化生產(chǎn)的基礎(chǔ)牌度，它的生產(chǎn)技術(shù)水平高低．已經(jīng)成為衡量制造業(yè)水平的重要標(biāo)志剑学。國(guó)際模協(xié)秘書(shū)長(zhǎng)羅百輝表示，近年來(lái)為了解決全球環(huán)境污染問(wèn)題酌铺，一種新的“綠色制造”概念正在流行散岩。它的目的就是為了減輕產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的污染酿乾，在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的整個(gè)生命周期過(guò)程中著重考慮產(chǎn)品的環(huán)境屬性(環(huán)保特性)，采用一種綠色技術(shù)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行全方面設(shè)計(jì)萌圣。

　　在以前傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)過(guò)程一般僅僅需要考慮模具產(chǎn)品的基本屬性裆乘，如模具的功能、質(zhì)量曾辙、成本和壽命等等衅逝，而很少、甚至不考慮它的環(huán)境屬性糕米。通常按常規(guī)思維來(lái)說(shuō)忠伊，一個(gè)小型模具產(chǎn)品在完成使用后就成了一堆廢棄的“垃圾”，回收利用率低巷波。這也是在模具工業(yè)中開(kāi)模難的最根本原因萎津。因?yàn)橐坏╅_(kāi)了模，模具材料就很難再利用了抹镊，導(dǎo)致造價(jià)高锉屈。同時(shí)最重要的是這樣也就造成了資源、能源嚴(yán)重浪費(fèi)垮耳，而且模具材料中含有的毒颈渊、害物質(zhì)，會(huì)嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境终佛，妨害人體健康俊嗽。

　　綠色制造主要包括以下幾方面內(nèi)容：一是制造問(wèn)題，包括產(chǎn)品生命周期全過(guò)程铃彰；二是環(huán)境影響問(wèn)題：三是資源優(yōu)化問(wèn)題绍豁。綠色制造就是這三部分內(nèi)容的交叉和有機(jī)集成，是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式牙捉，其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)竹揍、制造、包裝橘凿、運(yùn)輸棱悄、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中。對(duì)環(huán)境的負(fù)影響最小禽忧，資源使用效率最高寓吼。綠色模具不僅僅指在使用時(shí)對(duì)環(huán)境的影響惺樯小．還應(yīng)是從制造到報(bào)廢的整個(gè)生命周期內(nèi)對(duì)環(huán)境的破壞最小衙乡。

　　1 模具設(shè)計(jì)

　　1．1傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與綠色設(shè)計(jì)

　　傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)只考慮能夠設(shè)計(jì)制造出合格的模具。并不會(huì)過(guò)多地考慮材料是否對(duì)環(huán)境有影響沐刷。生產(chǎn)出的模具使用后能否再加工重新利用等箱歪。而在模具的綠色設(shè)計(jì)中從頭至尾都考慮了對(duì)環(huán)境的影響趁悦，同時(shí)也考慮了模具的回收再利用。

　　1.2材料的選擇

　　模具材料的綠色程度對(duì)最終產(chǎn)品的綠色性能有著極為重要的影響揽膏。羅百輝認(rèn)為委蒿，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，摒棄過(guò)去對(duì)材料進(jìn)行表面處理所采用的化學(xué)方法歹朵，代之以物理的方法以達(dá)到防腐或易于脫模的目的黎人。選擇優(yōu)質(zhì)鏡面模具鋼加工模具型腔；用不銹鋼材料來(lái)加工防腐的模具以替代電鍍挠说；或用對(duì)環(huán)境的危害小和鎳磷鍍替代電鍍鉻澡谭。

　　綠色材料應(yīng)具備的基本性能有：①低污染、低耗能损俭、低成本：②易加工和加工過(guò)程中無(wú)污染或少污染：③可降解蛙奖，可重復(fù)使用。

　　1.3設(shè)計(jì)規(guī)范化杆兵、標(biāo)準(zhǔn)化

　　模具標(biāo)準(zhǔn)化是組織模具專業(yè)化生產(chǎn)的前提雁仲。而模具的專業(yè)化生產(chǎn)是提高模具質(zhì)量、縮短模具制造周期琐脏、降低成本的關(guān)鍵攒砖。

　　(1)采用和購(gòu)買標(biāo)準(zhǔn)模架及其它標(biāo)準(zhǔn)件。模架及標(biāo)準(zhǔn)件由專門的廠家日裙、企業(yè)通過(guò)社會(huì)化分工進(jìn)行生產(chǎn)祭衩，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(wú)損．因此使用標(biāo)準(zhǔn)模架有助于模架的再利用阅签。沖壓模和注塑模的模架都有很多種類掐暮，而這些模架也基本是由標(biāo)準(zhǔn)的上下模座。導(dǎo)柱列序。導(dǎo)套等部件組成碧爬。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)備大大減少睹肝，從而節(jié)約資源旺胳，也利于管理。

　　(2)模具各結(jié)構(gòu)單元的規(guī)范化画柜、標(biāo)準(zhǔn)化捞蹈。這樣可加快設(shè)計(jì)速度，縮短設(shè)計(jì)周期围杉，方便加工管理钧鸳。

　　1.4可拆卸性設(shè)計(jì)

　　模具在使用過(guò)程當(dāng)中，部分零部件由于承受過(guò)大的摩擦與沖擊乖粘，磨損較大搓睦。這時(shí)卡载。只需更換這部分零部件模具仍可使用。另外傍念。有時(shí)只要更換工作零件矫夷，即可實(shí)現(xiàn)一種新產(chǎn)品的生產(chǎn)。不可拆卸不僅造成大量可重復(fù)零部件材料的浪費(fèi)憋槐。而且因廢棄物不好處置．還會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境双藕。因而在設(shè)計(jì)初期就要考慮到拆卸的問(wèn)題：①盡可能選擇通用結(jié)構(gòu)，以便更換阳仔。②在滿足強(qiáng)度要求的前提下蔓彩。盡量采用可拆卸聯(lián)接。如用螺紋聯(lián)接驳概，不用焊接赤嚼、鉚接等。

　　1.5 CAD顺又，CAPP更卒，CAM，CAE應(yīng)用

　　CAD稚照，CAPP／CAM是模具設(shè)計(jì)走向全盤(pán)自動(dòng)化的重大措施蹂空。采用CAD／CAPP／CAM技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)少圖紙或無(wú)圖紙加工和管理果录，節(jié)約了資源羹授，可縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期】福可提高模具研制的成功率及模具質(zhì)量擎势。當(dāng)今CAE技術(shù)已被廣泛使用。首先可以應(yīng)用CAD技術(shù)設(shè)計(jì)出產(chǎn)品的大體結(jié)構(gòu)．標(biāo)出其基本尺寸亮购，然后用CAE技術(shù)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析楚携、可行性分析及工藝分析。現(xiàn)在的CAD三維軟件(如Pro／E岔爹、SolidWorks茅囱、UG等)基本都集成了CAE技術(shù)，可以模擬材料的流動(dòng)情況及分析其強(qiáng)度旧伺、剛度浆英、抗沖擊實(shí)驗(yàn)?zāi)M等。使用CAD／CAE為實(shí)現(xiàn)并行工程提供了基本平臺(tái)君祸，因此提高了模具的設(shè)計(jì)效率批型，縮短了整個(gè)設(shè)計(jì)周期。實(shí)現(xiàn)了綠色的產(chǎn)品分析。

　　1．6制造環(huán)境設(shè)計(jì)

　　機(jī)械生產(chǎn)車間鬼雀，尤其是沖壓車間的噪音和污染非常嚴(yán)重顷窒。對(duì)工作人員的身體健康造成非常大的威脅蛙吏，也干擾了周邊的安寧源哩，所以，在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的時(shí)候要對(duì)產(chǎn)生的噪音加以控制鸦做。甚至消除励烦。通常消除機(jī)器噪音的方法有以下幾種方法：用V帶代替齒輪傳動(dòng)；以摩擦離合器代替剛性離合器泼诱；做好飛輪等回轉(zhuǎn)體的動(dòng)平衡：在壓力機(jī)產(chǎn)生噪音的主要部位加蓋隔音罩：采用有減震器的無(wú)沖擊模架等坛掠。

　　1．7包裝方案設(shè)計(jì)

　　包裝方案的設(shè)計(jì)主要包括三方面：包裝材料的選用、包裝結(jié)構(gòu)的改進(jìn)以及包裝材料及其廢棄物的回收利用治筒。包裝材料的使用和廢棄物對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了巨大的影響．尤其是一些難以回收或難降屉栓，解的材料，這些材料只能焚燒或掩埋耸袜。因此友多，產(chǎn)品的包裝應(yīng)盡量從簡(jiǎn)及使用綠色包裝材料(無(wú)毒、無(wú)公害妨宪、易回收锥约、易降解的材料)，這樣既可以減少資源的浪費(fèi)之灼，又可以減少對(duì)環(huán)境的污染侮搭。

　　1．8回收處理設(shè)計(jì)

　　模具回收處理就是在模具的設(shè)計(jì)階段就考慮模具使用后回收利用的可能性及回收處理的方法及費(fèi)用”茸希回收性設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括可回收材料及標(biāo)志闭凡、回收處理方法、回收性的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)估和回收性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)蕾捣。其主要措施如下怔惯；①使用對(duì)環(huán)境影響較小的模具材料，如無(wú)毒無(wú)害的材料易震、可再生材料庞取、易回收的材料等；②使用可重新利用的材料烈瑰；③對(duì)使用過(guò)的模具零部件進(jìn)行翻新鞍靴、再加工等。

　　2镶摘、模具制造

　　采用模具先進(jìn)制造技術(shù)嗽桩。在制造過(guò)程中選用生產(chǎn)浪費(fèi)最小、能量消耗最低的制造工藝，是實(shí)現(xiàn)綠色制造的重要一環(huán)碌冶。

　　2．1柔性制造技術(shù)(FMS)

　　由若干數(shù)控設(shè)備湿痢、物料運(yùn)貯裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成的并能根據(jù)制造任務(wù)和生產(chǎn)品種變化而迅速進(jìn)行調(diào)整的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。它包括多個(gè)柔性制造單元扑庞。能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進(jìn)行調(diào)整譬重，以適宜于多品種、中小批量生產(chǎn)罐氨，它通過(guò)簡(jiǎn)單地改變軟件的方法能夠制造出多種零件中任何一種零件臀规。

　　2．2高速切削(High Speed MaclliIIing，HSM)

　　模具制造業(yè)是高速加工應(yīng)用的重要領(lǐng)域栅隐。模具型腔加工過(guò)去一直為電加工所壟斷塔嬉，但其加工效率低。而高速加工切削力小租悄，可銑淬硬60HRC的模具鋼谨究，加工表面粗糙度值又很小诲操；淺腔大睦率半徑的模具烟瞳，完全可用高速銑削來(lái)代替電加工：對(duì)深腔小曲率的，可用高速銑削加工作為粗加工和半精加工锨堵，電加工只作為精加工哑回。這樣可使生產(chǎn)效率大大提高、周期縮短粟墩。鋼的切削速度可達(dá)600一800m／min伊哮。

　　高速切削為模具制造提供了發(fā)展的新契機(jī)。它簡(jiǎn)化了加工手段惨槐，縮短了加工周期问嬉，提高了加工效率，降低了加工成本瘤褒，目前它向更高的敏捷化炮姑、智能化、集成化方向發(fā)展悲组，成為第三代制模技術(shù)检痰。

　　2．3虛擬制造技術(shù)(virtualManufacruring)

　　虛擬制造是對(duì)制造過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)。包括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)锨推、加工铅歼、裝配，乃至企業(yè)的生產(chǎn)組織管理與調(diào)度進(jìn)行統(tǒng)一建模．以軟件技術(shù)為支撐换可，借助于高性能的硬件椎椰，形成一個(gè)可運(yùn)行的虛擬制造環(huán)境厦幅。在計(jì)算機(jī)局域／廣域網(wǎng)絡(luò)上，生成數(shù)字化產(chǎn)品．實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)慨飘、性能分析确憨、工藝決策、制造裝配和質(zhì)量檢驗(yàn)瓤的。

　　虛擬制造的特點(diǎn)：①無(wú)須制造實(shí)物樣機(jī)就可以預(yù)測(cè)產(chǎn)品性能休弃，節(jié)約制造成本．縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期；②產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中可以及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題堤瘤，實(shí)現(xiàn)及時(shí)的反饋和更正玫芦；③以軟件模擬形式進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)浆熔；④整個(gè)制造活動(dòng)具有高度的并行性本辐。

　　把虛擬制造技術(shù)應(yīng)用在模具工業(yè)中，可以減少開(kāi)發(fā)周期矢匾。產(chǎn)品設(shè)計(jì)懂崭、模具設(shè)計(jì)、模具制造過(guò)程区戚、模具裝配調(diào)試处淘、試模均在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，從而提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量挣堪，并降低了生產(chǎn)成本栈眉，填補(bǔ)了模具CAD、CAM與生產(chǎn)管理間的鴻溝豁惨。

　　2．4逆向工程技術(shù)(Rever Eng榛架，RE)

　　逆向工程是對(duì)已有的實(shí)物模型進(jìn)行掃描，采集其表面的坐標(biāo)數(shù)據(jù)信息烂辟，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)生成模型表面的線框模型．之后可根據(jù)需要對(duì)模型進(jìn)行凹凸模轉(zhuǎn)換唤鳍、比例縮放、旋轉(zhuǎn)哨叙、平移等處理恕刘，再自動(dòng)生成模具的加工程序。自動(dòng)生成模具的加工程序可適用于廣泛的數(shù)控系統(tǒng)抒倚。這樣可以大大減少人力勞動(dòng)和廢料褐着，也提高了模具的制造成功率，對(duì)模具的綠色制造起到了積極地推動(dòng)作用托呕。

　　2．5快速成型技術(shù)

　　它是近年發(fā)展起來(lái)的直接根據(jù)CAD模型快速生產(chǎn)樣件或零件的成組技術(shù)的總稱含蓉。它集成了CAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù)镣陕、激光技術(shù)和材料技術(shù)等現(xiàn)代科技成果谴餐。是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。快速成型技術(shù)的應(yīng)用已從原型制造發(fā)展到了模具制造岂嗓，只要模具設(shè)計(jì)了出來(lái)汁展，無(wú)論模具的結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜，都可以用快速成型技術(shù)制造出來(lái)厌殉，這是傳統(tǒng)模具加工所無(wú)法比擬的食绿。模具生產(chǎn)周期大大縮短。同時(shí)大大節(jié)約模具生產(chǎn)的費(fèi)用选浅，有的可減少到傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的幾分之一甚至幾十分之一屏酌。因此，在實(shí)際中真正實(shí)現(xiàn)了模具的綠色制造尚技。

　　國(guó)際模協(xié)秘書(shū)長(zhǎng)羅百輝認(rèn)為予问，綠色設(shè)計(jì)與綠色制造技術(shù)將成為本世紀(jì)模具行業(yè)的主要發(fā)展方向，也是改善工業(yè)環(huán)境的重要途徑潭耙。當(dāng)前涕笛，產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)與材料選擇系統(tǒng)的集成、用戶需求與產(chǎn)品使用的集成都宅、綠色制造系統(tǒng)的信息集成列汽、綠色制造的過(guò)程集成等集成技術(shù)的研究已成為重要研究?jī)?nèi)容。綠色并行工程是現(xiàn)代綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的新模式愧橄。它以集成的喳律、并行的方式設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其生命周期全過(guò)程。力求使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員在設(shè)計(jì)開(kāi)始就考慮到產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢處理的所有因素瘪期，如質(zhì)量赤朽、成本、用戶要求缓苛、環(huán)境影響芳撒、資源消耗狀況等。模具實(shí)現(xiàn)了綠色設(shè)計(jì)與制造未桥，將大大加快模具行業(yè)的迅速發(fā)展笔刹，也是模具發(fā)展的必然趨勢(shì)。從而真正實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)與制造的高質(zhì)量冬耿、低成本舌菜、高效率、低污染的目標(biāo)亦镶。綠色技術(shù)將對(duì)人類未來(lái)的生存環(huán)境起到深遠(yuǎn)的影響日月。

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