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淺談模具制作技巧

模具制作技巧敏捷發(fā)展,已成為現(xiàn)代制作技巧的重要組成部分。如模具的CAD/CAM技巧,模具的激光快速成型技巧,模具的精密成形技巧,模具的超精密加工技巧,模具在設(shè)計(jì)中采用有限元法、邊界元法進(jìn)行運(yùn)動、冷卻、傳熱過程的動態(tài)模仿技巧,模具的CIMS技巧,已在開發(fā)的模具DNM技巧以及數(shù)控技巧等,幾乎籠罩了所有現(xiàn)代制作技巧。? 
  現(xiàn)代模具制作技巧朝著加快信息驅(qū)動、提高制作柔性、敏銳化制作及系統(tǒng)化集成的方向發(fā)展。
一、高速銑削:第三代制模技巧? 
  高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量,而且與傳統(tǒng)的切削加工相比具有溫升低(加工工件只升高3℃),熱變形小,因而合適于溫度和熱變形敏感材料(如鎂合金等)加工;還由于切削力小,可實(shí)用于薄壁及剛性差的零件加工;公平選用刀具和切削用量,可實(shí)現(xiàn)硬材料(HRC60)加工等一系列長處 。因此,高速銑削加工技巧還是當(dāng)前的熱點(diǎn)話題,它已向更高的敏銳化、智能化、集成化方向發(fā)展,成為第三代制模技巧。? 
二、電火花銑削和“綠色”產(chǎn)品技巧? 
  從國外的電加工機(jī)床來看,不論從性能、工藝指標(biāo)、智能化、主動化程度都已達(dá)到了相當(dāng)高的程度,目前國外的新動向是進(jìn)行電火花銑削加工技巧(電火花創(chuàng)成加工技巧)的研究開發(fā),這是一種調(diào)換傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技巧,它是用高速旋轉(zhuǎn)的簡略的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣),因此不再需要制作復(fù)雜的成型電極,這顯然是電火花成形加工范疇的重大發(fā)展。
  最近,日本三菱公司推出了EDSCAN8E電火花創(chuàng)成加工機(jī)床又有新的進(jìn)展。該性能進(jìn)行電極損耗主動補(bǔ)償,在Windows95上為該機(jī)開發(fā)的專用CAM系統(tǒng),能與AutoCAD等通用的CAD聯(lián)動,并可進(jìn)行在線精度丈量,以保證實(shí)現(xiàn)高精度加工。為了確認(rèn)加工外形有無異?;驓埲保珻AM系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)仿真加工。? 
  在電火花加工技巧提高的同時,電火花加工的安全和防護(hù)技巧越來越受到人們的器重,很多電加工機(jī)床都考慮了安全防護(hù)技巧。目前歐共體已規(guī)定沒有“CE”標(biāo)記的機(jī)床不能進(jìn)進(jìn)歐共體市場,同時國際市場也越來越器重安全防護(hù)技巧的請求。? 
  目前,電火花加工機(jī)床的重要標(biāo)題是輻射騷擾,由于它對安全、環(huán)保影響較大,在國際市場越來越器重“綠色”產(chǎn)品的情況下,作為模具加工的主導(dǎo)設(shè)備電火花加工機(jī)床的“綠色”產(chǎn)品技巧,將是今后必需解決的艱苦。? 
三、新一代模具CAD/CAM軟件技巧? 
  目前,英、美、德等國及我國一些高級院校和科研院所開發(fā)的模具軟件,具有新一代模具CAD/CAM軟件的智能化、集成化、模具可制作性評價(jià)等特點(diǎn) 。? 
  新一代模具軟件應(yīng)建立在從模具設(shè)計(jì)實(shí)踐中回納總結(jié)出的大批知識上。這些知識經(jīng)過了系統(tǒng)化和科學(xué)化的收拾,以特定的情勢存儲在工程知識庫中并能方便地被模具所調(diào)用。在智能化軟件的支撐下,模具CAD不再是對傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與盤算方法的模仿,而是在先進(jìn)設(shè)計(jì)理論的領(lǐng)導(dǎo)下,充分應(yīng)用本事域?qū)<业呢S富知識和成功經(jīng)驗(yàn),其設(shè)計(jì)成果必定具有公平性和先進(jìn)性。? 
  新一代模具軟件以立體的思想、直觀的感到來設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu),所天生的三維結(jié)構(gòu)信息能方便地用于模具可制作性評價(jià)和數(shù)控加工,這就請求模具軟件在三維參數(shù)化特點(diǎn)造型、成型過程模仿、數(shù)控加工過程仿真及信息交換和組織與治理方面達(dá)到相當(dāng)完善的程度并有較高集成化程度。衡量軟件集成化程度的高低,不僅要看功效模塊是否齊全,而且要看這些功效模塊是否共用同一數(shù)據(jù)模型,是否以同一的方法形玉成局動態(tài)數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)信息的綜合治理與共享,以支撐模具設(shè)計(jì)、制作、裝配、檢驗(yàn)、測試及投產(chǎn)的全過程。? 
  模具可制作性評價(jià)功效在新一代模具軟件中的作用十分重要,既要對多計(jì)劃進(jìn)行篩選,又要對模具設(shè)計(jì)過程中的公平性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評估,并為模具設(shè)計(jì)者供給修正根據(jù)。? 
  在新一代模具軟件中,可制作性評價(jià)重要包含模具設(shè)計(jì)與制作用度的估算、模具可裝配性評價(jià)、模具零件***性評價(jià)、模具結(jié)構(gòu)及成形性能的評價(jià)等。新一代軟件還應(yīng)有面向裝配的功效,由于模具的功效只有通過其裝配結(jié)構(gòu)才干體現(xiàn)出來。采用面向裝配的設(shè)計(jì)方法后,模具裝配不再是逐個零件的簡略拼裝,其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)既能描寫模具的功效,又可定義模具零部件之間相互關(guān)系的裝配特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)零部件的關(guān)聯(lián),因而能有效保證模具的質(zhì)量。? 
四、先進(jìn)的快速模具制作技巧? 
  1、激光快速成型技巧(RPM)發(fā)展訊速,我國已達(dá)到國際程度,并逐步實(shí)現(xiàn)商品化。世界上已經(jīng)貿(mào)易化的快速成形工藝重要有SLA(立體光刻)、LOM(分層分體制作)、SLS(選擇性激光燒結(jié))、3D-P(三維印刷)。 ? 
  清華大學(xué)最先引進(jìn)了美國3D公司的SLA250(立體光刻或稱光敏樹脂激光固化)設(shè)備與技巧并進(jìn)行開發(fā)研究,經(jīng)幾年努力,多次改良,完善、推出了“M-RPMS-型多功效快速原型制作系統(tǒng)”(擁有分層實(shí)體制作-SSM、熔融擠壓成型-MEM),這是我國自主知識產(chǎn)權(quán)的世界唯一擁有兩種快速成形工藝的系統(tǒng)(國家專利),具有較好的性能價(jià)格比。 ? 
  2、無模多點(diǎn)成形技巧是用高度可調(diào)的沖頭群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進(jìn)行板材曲面成形的又一先進(jìn)制作技巧,無模多點(diǎn)成形系統(tǒng)以CAD/CAM/CAT技巧為重要手段,快速經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)三維曲面的主動成形。吉林工大承擔(dān)了有關(guān)無模成形的國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目,已自主設(shè)計(jì)并制作了具有國際領(lǐng)先程度的無模多點(diǎn)成形設(shè)備。
  我國這項(xiàng)技巧與美國的麻省理工學(xué)院、日本東京大學(xué)、日本東京產(chǎn)業(yè)大學(xué)相比,在理論研究和實(shí)際利用方面均處領(lǐng)先地位,目前正向著推廣利用方面發(fā)展。
  3、樹脂沖壓模具首次在國產(chǎn)轎車的試制中得到成功利用。一汽模具制作有限公司設(shè)計(jì)制作了12套樹脂模具用于全新小紅旗轎車的改型試制,這12套模具分辨是行李箱、發(fā)動機(jī)罩、前后左右翼子板等大型復(fù)雜內(nèi)外籠罩件的拉延模具,其重要特點(diǎn)是模具型面以CAD/CAM加工的主模型為基準(zhǔn),采用瑞士汽巴精化的高強(qiáng)度樹脂澆注成形,凸凹模間隙采用進(jìn)口專用蠟片準(zhǔn)確把持,模具的尺寸精度高,制作周期可縮短二分之一至三分之二,制作用度可節(jié)儉1000萬元左右(12套模具)。為我國轎車試制和小批量生產(chǎn)開辟了一條新道路,屬國內(nèi)開創(chuàng)。瑞士汽巴精化有關(guān)專家認(rèn)為可達(dá)90年代國際程度。? 
五、現(xiàn)場化的模具檢測技巧? 
  精密模具的發(fā)展,對丈量的請求越來越高。精密的三坐標(biāo)丈量機(jī),長期以來受環(huán)境的限制,很少在生產(chǎn)現(xiàn)場應(yīng)用。新一代三座標(biāo)丈量機(jī)基礎(chǔ)上都具有溫度補(bǔ)償及采用抗振材料,改良防塵措施,提高環(huán)境適應(yīng)性和應(yīng)用可靠性,使其能方便地安裝在車間應(yīng)用,以實(shí)現(xiàn)丈量現(xiàn)場化的特點(diǎn)。? 
六、鏡面拋光的模具表面工程技巧? 
  模具拋光技巧是模具表面工程中的重要組成部分,是模具制作過程中后處理的重要工藝。目前,國內(nèi)模具拋光至Ra0.05μm的拋光設(shè)備、磨具磨料及工藝,可以基礎(chǔ)滿足需要,而要拋至Ra0.025μm的鏡面拋光設(shè)備、磨具磨料及工藝尚處摸索階段。隨著鏡面注塑模具在生產(chǎn)中的大范圍利用,模具拋光技巧就成為模具生產(chǎn)的關(guān)鍵標(biāo)題。由于國內(nèi)拋光工藝技巧及材料等方面還存在必定標(biāo)題,所以如傻瓜相機(jī)鏡頭注塑模、CD、VCD光盤及工具透明度請求高的注塑模仍有很大一部分依附進(jìn)口。? 
  值得留心的是,模具表面拋光不單受拋光設(shè)備和工藝技巧的影響,還受模具材料鏡面度的影響,這一點(diǎn)還沒有引起足夠的器重,也就是說,拋光本身受模具材料的制約。例如,用45#碳素鋼做注塑模時,拋光至Ra0.2μm時,肉眼可見明顯的缺點(diǎn),持續(xù)拋下往只能增加光明度,而粗糙度已無看改良,故目前國內(nèi)在鏡面模具生產(chǎn)中往往采用進(jìn)口模具材料,如瑞典的一勝百136、日本大同的PD555等都能獲得滿足的鏡面度。? 
  鏡面模具材料不單是化學(xué)成分標(biāo)題,更重要的是冶煉時請求采用真空脫氣、氬氣保護(hù)鑄錠、垂直連鑄連軋、柔鍛等一系列先進(jìn)工藝,使鏡面模具鋼具內(nèi)部缺點(diǎn)少、雜質(zhì)粒度細(xì)、彌散程度高、金屬晶粒度細(xì)、均勻度好等一系列長處,以達(dá)到拋光至鏡面的模具鋼的請求。

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