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1 現(xiàn)代快速經濟制造模具技術 伴隨著全球經濟的發(fā)展 新的技術革命不斷取得新的進展和突破 技術的 飛躍 發(fā)展已經成為推動世界經濟增長的重要因素 市場經濟的不斷發(fā)展 促 使工業(yè)產 品越來越向多品種 小批量 高質量 低成本的方向發(fā)展 為了保持和 加強產品在市場上的競爭力 產品的開發(fā)周期 生產周期越來越短 于是對制造 各種產品的關鍵工藝裝備 模具的要求越來越苛刻 一方面企業(yè)為追求規(guī)模效 益 使得模具向著高速 精密 長壽命方向發(fā)展 另一方面企業(yè)為了滿足多品種 小批量 產品更新?lián)Q代快 贏得市場的需要 要求模具向著制造周期短 成本低 的快速經濟的方向發(fā)展 計算機 激光 電子 新材料 新技術的發(fā)展 使得快 速經濟制模技術如虎添翼 應用范圍不斷擴大 類型不斷增多 創(chuàng)造的經濟效益 和社會效益越來越顯著 快速經濟制模技術與傳統(tǒng)的機械加工相比 具有制模 周期短 成本低 精度與壽命又能滿足生產上的使用要求 是綜合經濟效益比較 顯著的一類制造模具的技術 概括起來 有以下幾種類別 1 快速原型制造技術 快速原型制造技術簡稱 RPM 是 80 年代后期發(fā)展起 來的一種新型制造技術 美國 日本 英國 以色列 德國 中國都推出了自己 的商業(yè)化產品 并逐漸形成了新型產業(yè) RPM 是電腦 激光 光學掃描 先進的 新型材料 計算機輔助設計 CAD 計算機輔助加工 CAM 數控 CNC 綜合應用的 高新技術 在成型概念上以平面離散 堆積為指導 在控制上以計算機和數控為 基礎 以最大柔性為總體目標 它摒棄了傳統(tǒng)的機械加工方法 對制造業(yè)的變革 是一個重大的突破 利用 RPM 技術可以直接或間接地快速制模 該技術已被汽車 航空 家電 船舶 醫(yī)療 模具等行業(yè)廣泛應用 2 表面成型制模技術 表面成型制模技術 主要是利用噴涂 電鑄 化 學腐蝕等新的工藝方法形成型腔表面及精細花紋的一種工藝技術 實際應用中包 括以下幾種類型 電弧噴涂成型制模技術 電弧噴涂成型技術的原理是 利用 2 根通電的金屬 絲之間產生電弧的熱量將金屬絲熔化 依靠高壓氣體將其充分霧化 并給予一定的 動能 高速噴射在樣模表面 層層鑲嵌 形成一金屬殼體 即型腔的內表面 再用 充填基體材料 一般為金屬粉粒與樹脂的復合材料 加以支撐加固 提高其強度和剛 性 連同金屬模架組合成模具 這種制模技術工藝簡單 成本低 制造周期非常短 2 型腔表面的成型僅需幾個小時 節(jié)省能源和金屬材料 一般型腔表面僅 2 3mm 厚 仿真性極強 花紋精度可達到 0 5 m 目前該技術被廣泛地用于飛機 汽車的內 飾件模具 家電 家俱 制鞋 美術工藝品等表面形狀復雜及花紋精細的各種聚氨 酯制品的吹塑 吸塑 PVC 注射 PU 發(fā)泡及各類注射成型模具中 電鑄成型技術 電鑄成型技術的原理同電鍍一樣 是依樣模 現(xiàn)成制品或按制 品圖紙制成的母模 為基準 陰極 置放在電鑄液中 陽極 使電鑄液中的金屬離 子還原后一層一層地沉積在樣模上 形成金屬殼體 將其剝離后 與樣模接觸的表 面即為模具的型腔內表面 該技術主要特點是節(jié)省材料 模具制造周期短 電鑄層 硬度可達 40HRC 提高了耐磨性和壽命 粗糙度 尺寸精度與樣模完全一致 適用 于注射 吸塑 吹塑 搪塑 膠木模 玻璃模 壓鑄模等模具型腔及電火花成型電 極的制造 型腔表面精細花紋成型的蝕刻技術 蝕刻技術是光學 化學 機加工綜合應用的 一種技術 它的基本原理是先把花紋圖案制成膠片 再把膠片上的花紋圖案復制在 已涂上光敏材料的模具型腔表面上 經過化學處理 模具型腔表面形成不被蝕刻部 分的保護層 再根據模具材質 選擇相應蝕刻工藝 將花紋圖案蝕刻在模具內表面 上 該技術的主要特點是時間短 費用低 修補破損花紋圖案可做到天衣無縫 3 澆鑄成型制模技術 澆鑄成型制模技術的共同特點是依樣件為基準 澆鑄 出凸 凹模 型腔表面不需要機械加工 4 擠壓成型技術 利用鈹銅合金的良好的導熱性和穩(wěn)定性 經固熔時效處 理后 采用冷擠壓制造模具凹模型腔 其特點是制造周期短 型腔精度高 IT7 級 表面粗糙度 Ra 0 025 m 強度高 壽命可達 50 萬次 無環(huán)境污染 該技術是利用 金屬材料在細化晶粒 一定成型溫度 低變形速率條件下 材料具有最佳超塑性時 將事先制作好的凸模 用較小的力便可擠壓出凹模的一種快速經濟制模技術 超塑 成型材料的典型代表是 Zn 22 AL 5 無模多點成形技術 無模多點快速成形技術是以 CAD CAM CAT 技術為 主要手段 利用計算機控制高度可調基本體群形成上下成形面 代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具對板 料進行三維曲面成形的又一現(xiàn)代先進制造技術 此項技術可以隨意改變變形路徑與 受力狀態(tài) 提高材料的成形極限 可反復成形 以此消除材料內部的殘余應力 實 現(xiàn)無回彈成形 6 凱維朗 KEVRON 鋼帶沖裁落料制模技術 新型鋼帶沖裁落料制模技 術是一種不同于一般具有凸 凹模結構的鋼帶模 它是由單刃鋼帶與特制墊板組成 的新型快速經濟制模技術 這種模具重量輕 一般只有 200kg 加工精度為 3 0 35 0 50mm 可適合各種黑色和有色金屬的 0 5 0 65mm 厚的板料加工 壽命 可達到 5 25 萬次 制造成本低 7 模具毛坯的快速制造技術 實型鑄造 由于大量的模具是屬于單件或 小批量生產 模具毛坯的制造質量和周期及成本對最終的模具質量和周期及成本的 影響是至關重要的 現(xiàn)代模具毛坯已廣泛地采用子實型鑄造技術 所謂實型鑄造就是利用泡沫塑料 聚苯乙烯 PS 或聚甲基丙烯酸酯 PMMA 制作代替?zhèn)鹘y(tǒng)的木?；蚪饘倌?造型后 不需取出模型 便可以澆鑄 泡沫塑料模型的高溫液體金屬作用下 迅速燃燒氣化 而消失 金屬液取代原來泡沫塑料模型所占有的位置 冷凝后形成鑄件 8 其它方面技術 為了簡化模具的結構設計 降低模具成本 縮短模具制造 周期 在國內外也先后出現(xiàn)了一些其它方面新技術的應用 如快換模架 沖壓單元 刃口堆焊 鑲塊鑄造 氮氣彈簧等 氮氣彈簧在模具上的應用 氮氣彈簧是一種新型彈性功能部件 用它代替彈 簧 橡膠 聚氨酯或者氣墊 它能夠準確地提供壓邊力 在較小空間便可產生較大 初始彈壓力 不需預緊 在模具整個工作過程中彈壓力基本恒定 彈壓力大小及受 力點位置可隨時 準確 方便地調整 簡化模具拉伸 壓邊 卸料等結構 簡化模 具設計 縮短制模周期 調試模具方便 縮短更換模具時間 提高生產效率 快速換模技術 由于產品品種的增多 使模具在生產中更換變得十分頻繁 于是如何縮短沖壓設備的停機時間 提高生產效率 快速換模技術受到了人們的關 注 目前發(fā)達工業(yè)國家的一些大公司換模速度達到了驚人的程度 是否具有快速換 模技術已成為企業(yè)技術進步的一項標志 總的趨勢就是減少模具在設備上安裝 固 定 調整的時間 這既要在設備結構設計上予以考慮 又要在模具的結構設計 標 準化方面予以考慮 將機上的作業(yè)盡可能地放在機下做 沖壓單元組合技術 沖壓單元組合技術是將常規(guī)的沖模分解為一個個簡單的 單元沖模 根據工序件的要求 排列組合 在同一次沖程內完成多種沖壓工序的新 型工藝裝備 工作時沖壓單元不與沖床滑塊聯(lián)接 只需滑塊打擊即可完成沖壓工作 單獨使用時它就是 1 副完整模具 它可以用來加工板料或型材的沖孔 落料 切角 切槽 切斷及淺拉伸等 具有組裝快捷 使用方便 通用性強 經濟性好等特點 特別適合多品種 中小批量生產 可加工塑料在模具制造中的應用 可加工塑料在發(fā)達的工業(yè)國家應用較普 遍 特別是在汽車 飛機等制造業(yè)中 主要代替木材或金屬制作汽車車身主模型 靠模 檢具和鑄造模型等 可加工塑料的主要特點是兼?zhèn)淠静暮徒饘俚膬?yōu)良加工性 4 能 制作工藝簡捷 可采用模塑 澆注 拼粘 雕塑等方法 尺寸穩(wěn)定性好 不變 形 耐潮濕 耐腐蝕 易修復 易改型 重量輕 制作周期短 成本低 快速經濟制模技術種類很多 其所具有的特點 應用范圍各不相同 本文 僅能概括地做一些簡單介紹 每種技術在具體應用和實施過程中尚有許多具體的工 藝過程 工藝參數及其技術特性 模具是基礎工業(yè)之一 在全球化市場經濟和各 種高新技術的迅猛發(fā)展形勢下 快速經濟模具賦予了新的使命和全新的內涵 分類 不斷增加 快速經濟制模材料向著多品種系列化邁進 工藝不斷有新的創(chuàng)新和突破 與之配套設備相繼問世 服務領域在不斷地拓寬 創(chuàng)造的經濟效益越來越顯著 隨 著商品經濟的發(fā)展 激烈的市場競爭 產品更新?lián)Q代的加速 對快速經濟制模技術 在縮短周期 降低成本 提高精度和延長壽命方面的要求勢必會越來越高 由于它 能使企業(yè)贏得市場 創(chuàng)造顯著的經濟效益 越來越受到企業(yè)家的青睞和有關領導部 門的極大關注與政策資金的支持 各種快速經濟制模技術在推廣應用過程中也會不 斷完善成熟和發(fā)展 由于高新技術的發(fā)展 各種技術的復合與滲透 為適應生產中 的不同需求 今后必定會形成一些新型 節(jié)約能源 節(jié)約材料的快速制模技術