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1 現(xiàn)代快速經(jīng)濟(jì)制造模具技術(shù) 伴隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 新的技術(shù)革命不斷取得新的進(jìn)展和突破 技術(shù)的 飛躍 發(fā)展已經(jīng)成為推動(dòng)世界經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要因素 市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展 促 使工業(yè)產(chǎn) 品越來越向多品種 小批量 高質(zhì)量 低成本的方向發(fā)展 為了保持和 加強(qiáng)產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力 產(chǎn)品的開發(fā)周期 生產(chǎn)周期越來越短 于是對(duì)制造 各種產(chǎn)品的關(guān)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(zhǎng)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(chǎn)品更新?lián)Q代快 贏得市場(chǎng)的需要 要求模具向著制造周期短 成本低 的快速經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展 計(jì)算機(jī) 激光 電子 新材料 新技術(shù)的發(fā)展 使得快 速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)如虎添翼 應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大 類型不斷增多 創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益 和社會(huì)效益越來越顯著 快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)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(chǎn)上的使用要求 是綜合經(jīng)濟(jì)效益比較 顯著的一類制造模具的技術(shù) 概括起來 有以下幾種類別 1 快速原型制造技術(shù) 快速原型制造技術(shù)簡(jiǎn)稱 RPM 是 80 年代后期發(fā)展起 來的一種新型制造技術(shù) 美國(guó) 日本 英國(guó) 以色列 德國(guó) 中國(guó)都推出了自己 的商業(yè)化產(chǎn)品 并逐漸形成了新型產(chǎn)業(yè) RPM 是電腦 激光 光學(xué)掃描 先進(jìn)的 新型材料 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) CAD 計(jì)算機(jī)輔助加工 CAM 數(shù)控 CNC 綜合應(yīng)用的 高新技術(shù) 在成型概念上以平面離散 堆積為指導(dǎo) 在控制上以計(jì)算機(jī)和數(shù)控為 基礎(chǔ) 以最大柔性為總體目標(biāo) 它摒棄了傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法 對(duì)制造業(yè)的變革 是一個(gè)重大的突破 利用 RPM 技術(shù)可以直接或間接地快速制模 該技術(shù)已被汽車 航空 家電 船舶 醫(yī)療 模具等行業(yè)廣泛應(yīng)用 2 表面成型制模技術(shù) 表面成型制模技術(shù) 主要是利用噴涂 電鑄 化 學(xué)腐蝕等新的工藝方法形成型腔表面及精細(xì)花紋的一種工藝技術(shù) 實(shí)際應(yīng)用中包 括以下幾種類型 電弧噴涂成型制模技術(shù) 電弧噴涂成型技術(shù)的原理是 利用 2 根通電的金屬 絲之間產(chǎn)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(dòng)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(nèi)表面 再用 充填基體材料 一般為金屬粉粒與樹脂的復(fù)合材料 加以支撐加固 提高其強(qiáng)度和剛 性 連同金屬模架組合成模具 這種制模技術(shù)工藝簡(jiǎn)單 成本低 制造周期非常短 2 型腔表面的成型僅需幾個(gè)小時(shí) 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(qiáng) 花紋精度可達(dá)到 0 5 m 目前該技術(shù)被廣泛地用于飛機(jī) 汽車的內(nèi) 飾件模具 家電 家俱 制鞋 美術(shù)工藝品等表面形狀復(fù)雜及花紋精細(xì)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(shù) 電鑄成型技術(shù)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(zhǔn) 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(nèi)表面 該技術(shù)主要特點(diǎn)是節(jié)省材料 模具制造周期短 電鑄層 硬度可達(dá) 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(xì)花紋成型的蝕刻技術(shù) 蝕刻技術(shù)是光學(xué) 化學(xué) 機(jī)加工綜合應(yīng)用的 一種技術(shù) 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(fù)制在 已涂上光敏材料的模具型腔表面上 經(jīng)過化學(xué)處理 模具型腔表面形成不被蝕刻部 分的保護(hù)層 再根據(jù)模具材質(zhì) 選擇相應(yīng)蝕刻工藝 將花紋圖案蝕刻在模具內(nèi)表面 上 該技術(shù)的主要特點(diǎn)是時(shí)間短 費(fèi)用低 修補(bǔ)破損花紋圖案可做到天衣無縫 3 澆鑄成型制模技術(shù) 澆鑄成型制模技術(shù)的共同特點(diǎn)是依樣件為基準(zhǔn) 澆鑄 出凸 凹模 型腔表面不需要機(jī)械加工 4 擠壓成型技術(shù) 利用鈹銅合金的良好的導(dǎo)熱性和穩(wěn)定性 經(jīng)固熔時(shí)效處 理后 采用冷擠壓制造模具凹模型腔 其特點(diǎn)是制造周期短 型腔精度高 IT7 級(jí) 表面粗糙度 Ra 0 025 m 強(qiáng)度高 壽命可達(dá) 50 萬次 無環(huán)境污染 該技術(shù)是利用 金屬材料在細(xì)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(shí) 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(jīng)濟(jì)制模技術(shù) 超塑 成型材料的典型代表是 Zn 22 AL 5 無模多點(diǎn)成形技術(shù) 無模多點(diǎn)快速成形技術(shù)是以 CAD CAM CAT 技術(shù)為 主要手段 利用計(jì)算機(jī)控制高度可調(diào)基本體群形成上下成形面 代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具對(duì)板 料進(jìn)行三維曲面成形的又一現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù) 此項(xiàng)技術(shù)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(fù)成形 以此消除材料內(nèi)部的殘余應(yīng)力 實(shí) 現(xiàn)無回彈成形 6 凱維朗 KEVRON 鋼帶沖裁落料制模技術(shù) 新型鋼帶沖裁落料制模技 術(shù)是一種不同于一般具有凸 凹模結(jié)構(gòu)的鋼帶模 它是由單刃鋼帶與特制墊板組成 的新型快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù) 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(dá)到 5 25 萬次 制造成本低 7 模具毛坯的快速制造技術(shù) 實(shí)型鑄造 由于大量的模具是屬于單件或 小批量生產(chǎn) 模具毛坯的制造質(zhì)量和周期及成本對(duì)最終的模具質(zhì)量和周期及成本的 影響是至關(guān)重要的 現(xiàn)代模具毛坯已廣泛地采用子實(shí)型鑄造技術(shù) 所謂實(shí)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(shù) 為了簡(jiǎn)化模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 降低模具成本 縮短模具制造 周期 在國(guó)內(nèi)外也先后出現(xiàn)了一些其它方面新技術(shù)的應(yīng)用 如快換模架 沖壓?jiǎn)卧?刃口堆焊 鑲塊鑄造 氮?dú)鈴椈傻?氮?dú)鈴椈稍谀＞呱系膽?yīng)用 氮?dú)鈴椈墒且环N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(zhǔn)確地提供壓邊力 在較小空間便可產(chǎn)生較大 初始彈壓力 不需預(yù)緊 在模具整個(gè)工作過程中彈壓力基本恒定 彈壓力大小及受 力點(diǎn)位置可隨時(shí) 準(zhǔn)確 方便地調(diào)整 簡(jiǎn)化模具拉伸 壓邊 卸料等結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)化模 具設(shè)計(jì) 縮短制模周期 調(diào)試模具方便 縮短更換模具時(shí)間 提高生產(chǎn)效率 快速換模技術(shù) 由于產(chǎn)品品種的增多 使模具在生產(chǎn)中更換變得十分頻繁 于是如何縮短沖壓設(shè)備的停機(jī)時(shí)間 提高生產(chǎn)效率 快速換模技術(shù)受到了人們的關(guān) 注 目前發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的一些大公司換模速度達(dá)到了驚人的程度 是否具有快速換 模技術(shù)已成為企業(yè)技術(shù)進(jìn)步的一項(xiàng)標(biāo)志 總的趨勢(shì)就是減少模具在設(shè)備上安裝 固 定 調(diào)整的時(shí)間 這既要在設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上予以考慮 又要在模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 標(biāo) 準(zhǔn)化方面予以考慮 將機(jī)上的作業(yè)盡可能地放在機(jī)下做 沖壓?jiǎn)卧M合技術(shù) 沖壓?jiǎn)卧M合技術(shù)是將常規(guī)的沖模分解為一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單的 單元沖模 根據(jù)工序件的要求 排列組合 在同一次沖程內(nèi)完成多種沖壓工序的新 型工藝裝備 工作時(shí)沖壓?jiǎn)卧慌c沖床滑塊聯(lián)接 只需滑塊打擊即可完成沖壓工作 單獨(dú)使用時(shí)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(qiáng) 經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn) 特別適合多品種 中小批量生產(chǎn) 可加工塑料在模具制造中的應(yīng)用 可加工塑料在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家應(yīng)用較普 遍 特別是在汽車 飛機(jī)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(diǎn)是兼?zhèn)淠静暮徒饘俚膬?yōu)良加工性 4 能 制作工藝簡(jiǎn)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(fù) 易改型 重量輕 制作周期短 成本低 快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)種類很多 其所具有的特點(diǎn) 應(yīng)用范圍各不相同 本文 僅能概括地做一些簡(jiǎn)單介紹 每種技術(shù)在具體應(yīng)用和實(shí)施過程中尚有許多具體的工 藝過程 工藝參數(shù)及其技術(shù)特性 模具是基礎(chǔ)工業(yè)之一 在全球化市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和各 種高新技術(shù)的迅猛發(fā)展形勢(shì)下 快速經(jīng)濟(jì)模具賦予了新的使命和全新的內(nèi)涵 分類 不斷增加 快速經(jīng)濟(jì)制模材料向著多品種系列化邁進(jìn) 工藝不斷有新的創(chuàng)新和突破 與之配套設(shè)備相繼問世 服務(wù)領(lǐng)域在不斷地拓寬 創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益越來越顯著 隨 著商品經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng) 產(chǎn)品更新?lián)Q代的加速 對(duì)快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù) 在縮短周期 降低成本 提高精度和延長(zhǎng)壽命方面的要求勢(shì)必會(huì)越來越高 由于它 能使企業(yè)贏得市場(chǎng) 創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)效益 越來越受到企業(yè)家的青睞和有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部 門的極大關(guān)注與政策資金的支持 各種快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)在推廣應(yīng)用過程中也會(huì)不 斷完善成熟和發(fā)展 由于高新技術(shù)的發(fā)展 各種技術(shù)的復(fù)合與滲透 為適應(yīng)生產(chǎn)中 的不同需求 今后必定會(huì)形成一些新型 節(jié)約能源 節(jié)約材料的快速制模技術(shù)