提出了綠色技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)形式綠色設(shè)計(jì)及綠色制造技術(shù)脱吱。在此基礎(chǔ)上距痪。比較了模具的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與綠色設(shè)計(jì)的差異只磷。闡述了模具的綠色設(shè)計(jì)與制造的實(shí)現(xiàn)方法较幌。介紹了當(dāng)今模具綠色制造所使用的先進(jìn)制造技術(shù)揍瑟。

　　近年來。為了解決全球環(huán)境污染問題乍炉，一種新的"綠色制造"概念正在流行。它的目的就是為了減輕產(chǎn)品對環(huán)境的污染滤馍，在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的整個(gè)生命周期過程中著重考慮產(chǎn)品的環(huán)境屬性(環(huán)保特性)岛琼，采用一種綠色技術(shù)對產(chǎn)品進(jìn)行全方面設(shè)計(jì)。綠色制造主要包括以下幾方面內(nèi)容：一是制造問題巢株，包括產(chǎn)品生命周期全過程槐瑞；二是環(huán)境影響問題：三是資源優(yōu)化問題。綠色制造就是這三部分內(nèi)容的交叉和有機(jī)集成阁苞，是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式困檩，其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造那槽、包裝悼沿、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中骚灸。對環(huán)境的負(fù)影響最小.資源使用效率最高摊咨。

　　模具工業(yè)是制造工業(yè)化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，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)志热跨。以前氏长，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)過程一般僅僅需要考慮模具產(chǎn)品的基本屬性，如模具的功能悍暴、質(zhì)量壳荣、成本和壽命等等，而很少汽心、甚至不考慮它的環(huán)境屬性吟钻。通常按常規(guī)思維來說，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".回收利用率低束湃。這也是在模具工業(yè)中開模難的最根本原因拯骤。因?yàn)橐坏╅_了模大愁，模具材料就很難再利用了，導(dǎo)致造價(jià)高婚蛮。同時(shí)最重要的是這樣也就造成了資源乎壮、能源嚴(yán)重浪費(fèi)，而且模具材料中含有的毒例获、害物質(zhì)汉额，會(huì)嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境，妨害人體健康榨汤。

　　綠色模具不僅僅指在使用時(shí)對環(huán)境的影響小.還應(yīng)是從制造到報(bào)廢的整個(gè)生命周期內(nèi)對環(huán)境的破壞最小蠕搜。

　　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)過多地考慮材料是否對環(huán)境有影響收壕。生產(chǎn)出的模具使用后能否再加工重新利用等妓灌。而在模具的綠色設(shè)計(jì)中從頭至尾都考慮了對環(huán)境的影響，同時(shí)也考慮了模具的回收再利用蜜宪。

　　1.2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虫埂。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.摒棄過去對材料進(jìn)行表面處理所采用的化學(xué)方法.代之以物理的方法以達(dá)到防腐或易于脫模的目的。選擇優(yōu)質(zhì)鏡面模具鋼加工模具型腔圃验；用不銹鋼材料來加工防腐的模具以替代電鍍掉伏；或用對環(huán)境的危害小和鎳磷鍍替代電鍍鉻。

　　綠色材料應(yīng)具備的基本性能有：①低污染澳窑、低耗能斧散、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)使用圾篱。

　　1.3設(shè)計(jì)規(guī)范化啸席、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。而模具的專業(yè)化生產(chǎn)是提高模具質(zhì)量说拾、縮短模具制造周期凰拇、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)件蝗广。模架及標(biāo)準(zhǔn)件由專門的廠家堡脱、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)化配置音族。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光蜀。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)的上下模座宇团。導(dǎo)柱估态。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)備大大減少纺倍，從而節(jié)約資源嗡身。也利于管理倔撞。

　　(2)模具各結(jié)構(gòu)單元的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化慕趴。這樣可加快設(shè)計(jì)速度痪蝇，縮短設(shè)計(jì)周期，方便加工管理冕房。

　　1.4可拆卸性設(shè)計(jì)

　　模具在使用過程當(dāng)中躏啰，部分零部件由于承受過大的摩擦與沖擊，磨損較大耙册。這時(shí)给僵。只需更換這部分零部件模具仍可使用。另外详拙。有時(shí)只要更換工作零件帝际，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)饶辙。而且因廢棄物不好處置.還會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境胡本。因而在設(shè)計(jì)初期就要考慮到拆卸的問題：①盡可能選擇通用結(jié)構(gòu)，以便更換畸悬。②在滿足強(qiáng)度要求的前提下。盡量采用可拆卸聯(lián)接粥蜘。如用螺紋聯(lián)接蒂拯，不用焊接、鉚接等渔缅。

　　1.5 CAD任肯，CAPP，CAM演湘，CAE應(yīng)用

　　CAD绿窿，CAPP／CAM是模具設(shè)計(jì)走向全盤自動(dòng)化的重大措施。采用CAD／CAPP／CAM技術(shù)窃裙，可實(shí)現(xiàn)少圖紙或無圖紙加工和管理纹轩，節(jié)約了資源，可縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期宦噩∶蹇疲可提高模具研制的成功率及模具質(zhì)量。當(dāng)今CAE技術(shù)已被廣泛使用衰拄。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)出其基本尺寸耗跛，然后用CAE技術(shù)對產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、可行性分析及工藝分析≡芊ⅲ現(xiàn)在的CAD三維軟件(如Pro／E调塌、SolidWorks晋南、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)度羔砾、剛度负间、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)蜒茄，因此提高了模具的設(shè)計(jì)效率唉擂，縮短了整個(gè)設(shè)計(jì)周期。實(shí)現(xiàn)了綠色的產(chǎn)品分析檀葛。

　　1.6制造環(huán)境設(shè)計(jì)

　　機(jī)械生產(chǎn)車間玩祟，尤其是沖壓車間的噪音和污染非常嚴(yán)重。對工作人員的身體健康造成非常大的威脅屿聋，也干擾了周邊的安寧空扎，所以，在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的時(shí)候要對產(chǎn)生的噪音加以控制润讥。甚至消除碎师。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跛脾；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：采用有減震器的無沖擊模架等批贴。

　　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癣跟。包裝材料的使用和廢棄物對環(huán)境產(chǎn)生了巨大的影響.尤其是一些難以回收或難降用噪，解的材料，這些材料只能焚燒或掩埋景顷。因此誓籽，產(chǎn)品的包裝應(yīng)盡量從簡及使用綠色包裝材料(無毒、無公害强男、易回收洪业、易降解的材料)，這樣既可以減少資源的浪費(fèi)眨仪，又可以減少對環(huán)境的污染峭桅。

　　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∠目蓿回收性設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括可回收材料及標(biāo)志检柬、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)竖配。其主要措施如下何址；①使用對環(huán)境影響較小的模具材料，如無毒無害的材料进胯、可再生材料用爪、易回收的材料等原押；②使用可重新利用的材料；③對使用過的模具零部件進(jìn)行翻新偎血、再加工等诸衔。

　　2模具制造

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

　　2.1柔性制造技術(shù)(FMS)

　　由若干數(shù)控設(shè)備帖渠、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)谒亦。它包括多個(gè)柔性制造單元。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)整旬效，以適宜于多品種炬费、中小批量生產(chǎn)，它通過簡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讯匈。

　　2.2高速切削(High Speed MaclliIIing艾蜓，HSM)

　　模具制造業(yè)是高速加工應(yīng)用的重要領(lǐng)域。模具型腔加工過去一直為電加工所壟斷策坏，但其加工效率低零反。而高速加工切削力小，可銑淬硬60HRC的模具鋼烈肉，加工表面粗糙度值又很忻蚊；淺腔大睦率半徑的模具辙哪，完全可用高速銑削來代替電加工：對深腔小曲率的，可用高速銑削加工作為粗加工和半精加工孔尸，電加工只作為精加工沽澜。這樣可使生產(chǎn)效率大大提高、周期縮短竟闪。鋼的切削速度可達(dá)600一800m／min离福。

　　高速切削為模具制造提供了發(fā)展的新契機(jī)。它簡化了加工手段炼蛤，縮短了加工周期妖爷，提高了加工效率，降低了加工成本理朋，目前它向更高的敏捷化絮识、智能化、集成化方向發(fā)展嗽上，成為第三代制模技術(shù)次舌。

　　2.3虛擬制造技術(shù)(virtualManufacruring)

　　虛擬制造是對制造過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)熄攘。包括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、加工彼念、裝配挪圾，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，借助于高性能的硬件逐沙，形成一個(gè)可運(yùn)行的虛擬制造環(huán)境哲思。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)蔓酣、性能分析柴羞、工藝決策、制造裝配和質(zhì)量檢驗(yàn)敦璧。

　　虛擬制造的特點(diǎn)：①無須制造實(shí)物樣機(jī)就可以預(yù)測產(chǎn)品性能弹扩，節(jié)約制造成本.縮短產(chǎn)品開發(fā)周期；②產(chǎn)品開發(fā)中可以及早發(fā)現(xiàn)問題钻琴，實(shí)現(xiàn)及時(shí)的反饋和更正眶逐；③以軟件模擬形式進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)；④整個(gè)制造活動(dòng)具有高度的并行性堕圾。

　　把虛擬制造技術(shù)應(yīng)用在模具工業(yè)中洗吉，可以減少開發(fā)周期。產(chǎn)品設(shè)計(jì)谁昵、模具設(shè)計(jì)蔼魁、模具制造過程、模具裝配調(diào)試夭寺、試模均在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行凛驮，從而提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，并降低了生產(chǎn)成本条辟，填補(bǔ)了模具CAD黔夭、CAM與生產(chǎn)管理間的鴻溝。

　　2.4逆向工程技術(shù)(Rever辯Enginee-ng羽嫡，RE)

　　逆向工程是對已有的實(shí)物模型進(jìn)行掃描本姥，采集其表面的坐標(biāo)數(shù)據(jù)信息，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)需要對模型進(jìn)行凹凸模轉(zhuǎn)換杭棵、比例縮放婚惫、旋轉(zhuǎn)、平移等處理魂爪，再自動(dòng)生成模具的加工程序先舷。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)。這樣可以大大減少人力勞動(dòng)和廢料，也提高了模具的制造成功率密浑，對模具的綠色制造起到了積極地推動(dòng)作用蛙婴。

　　2.5快速成型技術(shù)

　　它是近年發(fā)展起來的直接根據(jù)CAD模型快速生產(chǎn)樣件或零件的成組技術(shù)的總稱。它集成了CAD技術(shù)秤暮、數(shù)控技術(shù)钢谍、激光技術(shù)和材料技術(shù)等現(xiàn)代科技成果。是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分歧织】鞯模快速成型技術(shù)的應(yīng)用已從原型制造發(fā)展到了模具制造，只要模具設(shè)計(jì)了出來地混，無論模具的結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜胆中，都可以用快速成型技術(shù)制造出來，這是傳統(tǒng)模具加工所無法比擬的庆牵。模具生產(chǎn)周期大大縮短橡收。同時(shí)大大節(jié)約模具生產(chǎn)的費(fèi)用，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遏填。因此配评，在實(shí)際中真正實(shí)現(xiàn)了模具的綠色制造。

　　3結(jié)束語

　　綠色設(shè)計(jì)與綠色制造技術(shù)將成為本世紀(jì)機(jī)械行業(yè)的主要發(fā)展方向氛赞。也是改善工業(yè)環(huán)境的重要途徑再拴。當(dāng)前。產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)與材料選擇系統(tǒng)的集成赔癌、用戶需求與產(chǎn)品使用的集成诞外、綠色制造系統(tǒng)的信息集成、綠色制造的過程集成等集成技術(shù)的研究已成為重要研究內(nèi)容灾票。綠色并行工程是現(xiàn)代綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)的新模式峡谊。它以集成的、并行的方式設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其生命周期全過程刊苍。力求使產(chǎn)品開發(fā)人員在設(shè)計(jì)開始就考慮到產(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.如質(zhì)量靖苇、成本、用戶要求班缰、環(huán)境影響、資源消耗狀況等悼枢。模具實(shí)現(xiàn)了綠色設(shè)計(jì)與制造埠忘。將大大加快模具行業(yè)的迅速發(fā)展，也是模具發(fā)展的必然趨勢馒索。從而真正實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)與制造的高質(zhì)量莹妒、低成本、高效率、低污染的目標(biāo)追祈。綠色技術(shù)將對人類未來的生存環(huán)境起到深遠(yuǎn)的影響返乏。

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