以绿色理念为导向的模具设计与制造 顾健

发表时间:2020/7/27   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:顾健
[导读] 摘要:我国经济建设最近几年发展非常迅速,带动我国各行业快速发展。
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        摘要:我国经济建设最近几年发展非常迅速,带动我国各行业快速发展。随着科学技术水平的进步,企业之间的竞争变得越发激烈,在企业经济效益持续增长的时期,资源的浪费逐渐加重,造成国内能源供给不足。为了更进一步适应可持续发展道路,满足人们对能源的需求,亟需坚持贯彻落实绿色发展的理念,然而模具制造对于能源消耗有着较大需求,对此,倡导绿色发展为导向是当前可持续发展的首要任务。
        关键词:绿色理念为导向;模具设计与制造
        引言
        科学技术的快速发展推动我国整体经济建设发展迅速,使得我国快速进入现代化科学技术发展阶段。模具作为装备生产的基础,其设计与制造成为保障产品质量、优化工业流程的重要一环。传统的模具设计与制造,仅是基于提升工业产品的功能和降低制造成本的目的而思考解决办法,没有将模具生产中可能出现的环境影响作为评价重点,从而增大了环保成本。在新时代的绿色发展理念引导下,现代模具的设计与制造应积极引入绿色制造技术,这对节约成本、提升产能、保护环境都有较大的现实意义。
        1模具设计中的绿色理念
        在模具设计中体现绿色发展理念,首先要考虑模具在生产制造阶段降低对环境的影响,而且能在其生命周期内发挥多重应用的价值。因此,为寻求绿色制造技术的合理融合,模具设计人员应提出更高的要求,设计出的模具产品能实现可回收的重复应用。从延展模具生命周期的绿色制造设计技术角度看,设计时应合理选择待加工的分模面、选择好模具飞边槽、选择好最佳的模具产出装备。例如,设计中应优化冲压模具的间隙值,保障模具压缩可达到理想指标,形成模具的多形态组装设计与制造理念;设计中还应优化注塑模具的开模冷却方法,可以用水冷手段提增精度;或是通过拼装组装方式改变模具的结构制造,规避缺陷,从而延展模具生命周期。从提升模具可回收效率的绿色制造设计技术角度来看,设计时应合理选择模具材料,尽可能实现模具的重复回收利用,降低材料耗损,增加环保效益。故而设计模具时,不宜选择铜、铅等材料,对于经检验确实会影响环境的材料,要积极淘汰,还要形成以绿色环保材料为主的模具制造指导思想。
        2绿色制造的发展趋势
        1.全球化,现如今,在全球化趋势变暖的情形下,企业对于模具产品的回收利用和节能减排的发展逐渐重视起来。在整个人类社会生存的大环境中,必须适应自然的法则,在保护环境、爱护环境的前提下推动模具生产制造业的发展。2.社会化,对于模具生产制造,在各个环节上必须以绿色发展为理念,完善企业管理制度体系,强化员工节约意识,促进资源的回收利用。例如,对于一些模具产品包装用的废纸箱、废纸盒可以将其用来做教学用具、变卖等方式,尽可能地减少资源浪费。3.广泛化,随着绿色发展理念在全社会逐渐扩展,电脑、手机、杂志等形式的广泛传播,无论是模具设计还是在具体的生产过程中,绿色发展的理念始终贯穿于整个生产。各行业中的产品设计也逐渐广泛应用。4.智能化,处于互联网时代,人们通过合理利用多媒体技术的发展,将网络科技切实用于企业发展,产业结构不断得到优化、生产制造技术不断得到提高的同时,以绿色发展理念为导向的产品制造得以广泛应用。
        3模具制造行业的发展措施
        3.1快速原型制造的绿色技术
        模具的生产制造需要科学确定原型,这样便形成了快速原型制造绿色技术这类综合技术。该技术主要挖掘材料法则的指导意义,坚持以材料堆积的方式,借助通过技术手段取得的模具产品数据来先行完成模具模型构建,使得模具开发可以保持在更合理的开发周期。快速原型制造技术的工业逻辑是以模型为原型实施模具的快速生产,能够最大限度统一模具规格,从而体现技术优越性,在保障产品生产效率与规模的同时,减低模具开发的成本,体现出积极的绿色理念。


        3.2模块化的数字快速设计系统
        模具结构设计的合理性直接影响模具的开发成本、精度和使用寿命,是模具设计过程中的关键环节。虽然CAD软件已经广泛应用于模具设计中,但CAD软件对设计人员的技术和经验要求较高。此外,CAD软件在模具设计与制造中的应用普遍局限于传统的绘图与造型方面,很难发现模具在设计环节存在的缺陷和不足,这将在一定程度上影响设计进程和质量,进而影响模具后续的制造、装配以及调试工作。而CATIA、PRO-E、UG和Solidworks等数字化设计软件的引入,各种集成化的设计模块和仿真模块的应用,有效解决了这些问题。这类数字化造型软件能够实现大量常用零件和标准件库的创建和定制,以便设计人员在产品的设计过程中可以随时、随地调用,不仅提升了模具的设计效率,也提高了模具的制造质量。模块化的数字快速设计有效推动了模具设计与制造向精密化、高效化、标准化方向发展。
        3.3模具精准制造
        1.工艺优化是对模具零件加工制造方法的改进和创新,通过制定工艺标准、规范形成技术沉淀,指导模具加工制造各节点精准高效生产,如自动化工艺的数控铣削加工替代非自动化工艺的电火花加工,电火花加工方法需要采用多工序组合完成。电火花加工流程包含电极原料制备、电极与夹具安装、电极加工、电极检测、电火花加工等工序,期间均需物流周转、人工操作等环节,造成加工效率低、质量风险管控难度大、制造成本高,而数控铣削加工直接采用刀具将型腔形状加工到位,模具制造成本大幅度降低。工艺优化的方法还包括工艺参数的标准化、高效加工工艺开发等。2.数控程序优化的目的是提升加工设备的有效切削时间,数控程序快速生成,加工过程零缺陷,主要工作包括通过建立各种零件类型的刀路程序库,实现编程自动化;通过程序仿真模拟验证,确保程序的准确性和切削时长;通过二次开发编程辅助工具,提升程序编制效率等。
        3.4规范化要求
        首先,优秀企业的发展都具备系统规范的管理制度和生产要求,在模具设计时,对于设计人员自身的专业储备知识和实践操作能力都有较高的要求。其次,在生产过程中,模具材料费用高、结构设计复杂、加工耗时长等问题致使后期运营管理出现难题,亟需设计人员必须仔细分析模具的尺寸、生产量的多少、内部结构的改善等方面。与此同时,对于材料的采集公司都是有严格的要求,依照模具的使用材料标准进行购买,根据其类型的不同有针对性的选择。最后,以绿色发展为基础,既可以避免不必要的浪费又可以保证产品理念的可行性发展。
        3.5逆向工程制造技术的绿色理念
        模具的逆向工程绿色制造技术,指的是改变原有的从模具到产品的常规路径,转而先行研究产品实物的规格,或是利用现场所测数据使用建模软件完成所需模具外观、性能的三维建模,将所有应用数据转化为模具实际制造指标完成模具生产,同时可应用于模具修复工程,保障了模具生产制造过程的优化。其中的绿色理念是降低开发时的资源消耗,对产品升级和产业壮大有积极效果。
        结语
        总而言之,在绿色发展理念的推动下,积极主动学习优秀企业的设计理念,不断进行市场调查,优化产品自身的设计结构,促进环境可持续发展的目标,杜绝浪费,将绿色发展作为首要条件,创新产品制造业稳步向前发展,也为国家未来的繁荣进步奠定坚实的基础。
        参考文献:
        [1]高余顺.航空制造技术.我国模具材料的现状与发展,2008(8):68-69.
        [2]黄俊,吴海英,李建海,等.基于UGMoldWizard的模具设计数据库开发及设计要点[J].模具工业,2014,40(6):20-24.
        [3]张平,李建海.柔性自动化加工技术在模具零件加工中的研究与应用[J].模具工业,2014,40(7):1-6.
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