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      五金模具制造技術的發展趨勢

      文章來源: 科翔模具 人氣:5140 發表時間:2018-06-11 10:56:12

      模具制造技術是現代制造技術重要組成部分,如模具CAD/CAM技術,模具激光快速成型技術,模具精密成形技術,模具超精密加工技術,模具設 計采用有限元法、邊界元法進行流動、冷卻、傳熱過程動態模擬技術,模具CIMS技術,已開發模具DNM技術以及數控技術等,幾乎覆蓋了所有現代制造技術。

        現代模具制造技術朝著加快信息驅動、提高制造柔性、敏捷化制造及系統化集成方向發展,東莞市德盈鋁制品有限公司的五金模具李經理說,具體可以分為下面幾個方向。

      一、高速銑削:第三代制模技術

      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量,而且與傳統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,可實現硬材料(HRC60)加工等一系列優點。因此,高速銑削加工技術仍當前熱門話題,它已向更高敏捷化、智能化、集成化方向發展,成為第三代制模技術。

      二、電火花銑削“綠色”產品技術

      從 國外電加工機床來看,不論從性能、工藝指標、智能化、自動化程度都已達到了相當高水平,目前國外新動向進行電火花銑削加工技術(電火花創成加工技術)研究 開發,這一種替代傳統用成型電極加工型腔新技術,它用高速旋轉簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數控銑一樣),因此不再需要制造復雜成型電極,這顯然 電火花成形加工領域重大發展。

      最近,日本三菱公司推出了EDSCAN8E電火花創成加工機床又有新進展。該機能進行電極損耗自動補償,Windows95上為該機開發專用CAM系統,能 與AutoCAD等通用CAD聯動,并可進行線精度測量,以保證實現高精度加工。為了確認加工形狀有無異?;驓埲?,CAM系統還可實現仿真加工。

      電火花加工技術進步同時,電火花加工安全防護技術越來越受到人們重視,許多電加工機床都考慮了安全防護技術。目前歐共體已規定沒有“CE”標志機床不能進入歐共體市場,同時國際市場也越來越重視安全防護技術要求。

      目前,電火花加工機床主要問題輻射騷擾,因為它對安全、環保影響較大,國際市場越來越重視“綠色”產品情況下,作為模具加工主導設備電火花加工機床“綠色”產品技術,將今后必須解決難題。

      三、新一代模具CAD/CAM軟件技術

      目前,英、美、德等國及我國一些高等院??蒲性核_發模具軟件,具有新一代模具CAD/CAM軟件智能化、集成化、模具可制造性評價等特點。

      新一代模具軟件應建立從模具設計實踐歸納總結出大量知識上。這些知識經過了系統化科學化整理,以特定形式存儲工程知識庫并能方便地被模具所調用。智能化軟件 支持下,模具CAD不再對傳統設計與計算方法模仿,而先進設計理論指導下,充分運用本領域專家豐富知識成功經驗,其設計結果必然具有合理性先進性。

      新 一代模具軟件以立體思想、直觀感覺來設計模具結構,所生成三維結構信息能方便地用于模具可制造性評價數控加工,這就要求模具軟件三維參數化特征造型、成型 過程模擬、數控加工過程仿真及信息交流組織與管理方面達到相當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據模型,否以統一方式形成全局動態數據庫,實現信息綜合管理與共享,以支持模具設計、制造、裝配、檢驗、測試及投產全過程。

      模具可制造性評價功能新一代模具軟件作用十分重要,既要對多方案進行篩選,又要對模具設計過程合理性經濟性進行評估,并為模具設計者提供修改依據。

      新 一代模具軟件,可制造性評價主要包括模具設計與制造費用估算、模具可裝配性評價、模具零件制造工藝性評價、模具結構及成形性能評價等。 新一代軟件還應有面向裝配功能,因為模具功能只有通過其裝配結構才能體現出來。采用面向裝配設計方法后,模具裝配不再逐個零件簡單拼裝,其數據結構既能描 述模具功能,又可定義模具零部件之間相互關系裝配特征,實現零部件關聯,因而能有效保證模具質量。

      四、先進快速模具制造技術

      1、激光快速成型技術(RPM)發展訊速,我國已達到國際水平,并逐步實現商品化。世界上已經商業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)、3D-P(三維印刷)。

      清 華大學最先引進了美國3D公司SLA250(立體光刻或稱光敏樹脂激光固化)設備與技術并進行開發研究,經幾年努力,多次改進,完善、推出了“M- RPMS-型多功能快速原型制造系統”(擁有分層實體制造-SSM、熔融擠壓成型-MEM),這我國自主知識產權世界唯一擁有兩種快速成形工藝系統(國家 專利),具有較好性能價格比。

      2、無模多點成形技術用高度可調沖頭群體代替傳統模具進行板材曲面成形又一先進制造技術,無模多點成形系統以CAD/CAM/CAT技術為主要手段,快速經濟 地實現三維曲面自動成形。吉林工大承擔了有關無模成形國家重點科技攻關項目,已自主設計并制造了具有國際領先水平無模多點成形設備。

      我 國這項技術與美國麻省理工學院、日本東京大學、日本東京工業大學相比,理論研究實際應用方面均處領先地位,目前正向著推廣應用方面發展。

       3、樹脂沖壓模具首次國產轎車試制得到成功應用。一汽模具制造有限公司設計制造了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 動機罩、前后左右翼子板等大型復雜內外覆蓋件拉延模具,其主要特點模具型面以CAD/CAM加工主模型為基準,采用瑞士汽巴精化高強度樹脂澆注成形,凸凹 模間隙采用進口專用蠟片準確控制,模具尺寸精度高,制造周期可縮短二分之一至三分之二,制造費用可節省1000萬元左右(12套模具)。為我國轎車試制小 批量生產開辟了一條新途徑,屬國內首創。瑞士汽巴精化有關專家認為可達90年代國際水平。

      五、現場化模具檢測技術

      精密模具發展,對測量要求越來越高。精密三坐標測量機,長期以來受環境限制,很少生產現場使用。新一代三座標測量機基本上都具有溫度補償及采用抗振材料,改善防塵措施,提高環境適應性使用可靠性,使其能方便地安裝車間使用,以實現測量現場化特點。

      六、鏡面拋光模具表面工程技術

      模具拋光技術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,國內模具拋光至Ra0.05μm拋光設備、磨具磨料及工藝,可以基本滿足需要, 而要拋至Ra0.025μm鏡面拋光設備、磨具磨料及工藝尚處摸索階段。隨著鏡面注塑模具生產大規模應用,模具拋光技術就成為模具生產關鍵問題。由于國內 拋光工藝技術及材料等方面還存一定問題,所以如傻瓜相機鏡頭注塑模、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口。

      值得注意,模具表面拋光不單受拋光設備工藝技術影響,還受模具材料鏡面度影響,這一點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,拋光至Ra0.2μm時,肉眼可見明顯缺陷,繼續拋下去只能增加光亮度,而粗糙度已無望改善,故目前國內鏡面模具生產往往采用進口模具 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成分問題,更主要冶煉時要求采用真空脫氣、氬氣保護鑄錠、垂直連鑄連軋、柔鍛等一系列先進工藝,使鏡面模具鋼具內部缺陷少、雜質粒度細、彌散程度高、金屬晶粒度細、均勻度好等一系列優點,以達到拋光至鏡面模具鋼要求。


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