PDF下载
基于绿色理念为导向的模具设计与制造研究

林强

广西玉柴机器股份有限公司,广西玉林,537000

摘要: 模具设计与制造是产品生产过程中重要的一步,该技术的好坏直接对产品生产影响,已然成为工业生产的重要指标。在过去,对模具的设计与制造只需要完成对产品基本的属性即可,比如考虑到产品的基本功能、产品的质量以及制造成本等,基本上不会涉及到其生产过程中对环境。在传统的生产工艺中,一旦产品生产完毕后,模具就会被丢弃,模具的二次使用率很低,进而使得模具在生产过程中成本较高,这也就导致产品开模较难。与此同时也造成材料极大的浪费,并且在开模过程中会产生许多有害物质,对环境影响较大。
关键词: 绿色理念;模具设计与制造
DOI:10.12721/ccn.2021.157116
基金资助:
文章地址:

引言

自改革开放以来,人们生活质量有了很大提高,社会经济稳步向前推动,而绿色消费成为当前社会发展的主流,绿色产品制造也成为各大企业的主要目标。模具制造行业在经济发展中占据重要地位,本文针对当前模具的设计制造现状予以适当分析和探究。

1模具设计中的绿色理念

模具的绿色设计旨在通过利用绿色设计原则提升模具的生态环保属性,并从模具的应用材料、加工工艺及后续回收再利用等多角度进行全面优化调整,以最大程度地降低模具制造加工带来的资源浪费和环境污染,形成兼顾生态效益的绿色模具产品,绿色技术在保证模具质量性能和使用寿命的基础上合理利用环保和可持续发展理念,形成符合新发展阶段生态要求的模具设计生产模式。

1.1 模具框架结构的绿色设计

在进行模具框架结构的设计时,应当考虑其可拆卸性和后续可重复利用性,并遵循绿色环保的原则进行具体设计。例如,针对模具结构中一些较容易磨损的零部件,可以在设计过程中予以重点关注,选择镶拼结构框架以便于后续的维修和养护。在模具框架结构设计中还要注意减少系统框架结构的使用,避免在维修拆卸时对其造成不可恢复的毁坏[1]。合理进行分模面设计选择,并选择匹配的飞边槽,设置调整间隙值以提供模具的使用率和生命周期。除此之外在结构连接方式的设计选择上尽量避免使用铆接和焊接等类似连接方式,一旦连接固定很难再次更改。选择模具框架中的组成结构所需的零部件时,在符合模具设计制造相关标准规范的前提下要考虑其通用性和同结构可互换性,使模具框架结构中的零部件形成系列性和可再次利用性。

1.2可回收模具设计

可回收模具的设计是模具设计与制造实现绿色模具的重要手段之一,在模具的设计初期,设计者对模具设计之前首先需要考虑模具使用的材料,在对材料进行选取时要尽可能的选取可回收、重复利用、环保的材质。在设计之前充分考虑的话可极大的降低材料的浪费度,可极大的节约成本,提高产品效益。因此,在对模具材料进行选取时尽量不要选取铜、铅等对环境污染严重的材料作为模具材质;除此之外,尽可能的只选择一种材料作为模具材料;将与目前现有的绿色模具标准相违背的材料排除在外;尽量使用无特殊连接的工具;在对模具进行设计时合理选择方案,尽可能的将现有的模具部分使用进去,实现可回收模具设计理念。

1.3模具降噪绿色设计

在进行模具绿色设计的过程中还应充分考虑到模具在进行锻造、冲压等具体制造流程的过程中会产生较大的噪声从而造成的噪声污染。大部分模具制造加工设备在运行的工作中都会长时间连续产生噪声污染,对模具制造环境中的工作人员身体健康造成了不利影响,也干扰了模具企业周边环境的安静质量,从而可能在一定程度上降低了模具制造企业的工作运营效率和企业形象,因此进行模具降噪绿色设计至关重要[2]。首先可以对模具加工锻造设备进行优化设计,在相应的位置合理添加消音装置从而降低噪声的传播效果。其次可以对模具的冲压设备进行合理调整,将齿轮传递改为传送带以减少模具加工动力传送过程中产生的噪音。最后可以利用绿色理念更新模具加工设备的材料,添加一定的降噪材料,或者采用模块化的模具设计以降低其加工难度、简化制造流程,从而达到降噪环保的目的。

2模具的绿色制造

2.1快速原型制造

快速原型制造技术是一项综合性技术,其在本质上打破的传统的制造技术,选用材料法则,选用材料堆积原理,安装产品数据对产品进行模型构建,进而提高产品的开发周期[3]。利用快速模具技术,发挥快速原型制造技术的优越性,可快速向用户提供优质的产品,极大的降低产品的开发成本以及降低风险投资。

2.2高速切削技术

在模具的制造过程中可应用高速切削技术进行效率提升和性能优化。因为在模具制造的过程中其型腔在具体成型制造中通常会应用一些硬度较高的材料,因此常采用电加工的工艺手段进行制造加工。但电加工工艺具有工作效率慢的缺点,并且在使用过程中会消耗大量的电能资源,不利于模具制造中实现可持续发展。高速切削技术的刀具可持续保持低温度,且切削深度较浅使刀具和主轴上受到的径向力低,从而有效减少了轴承导轨等部件的磨损,提升刀具及其他切削工具的使用寿命。高速切削技术具有极高的加工效率,且其表层应用材料质量性能好保证了切削环节的质量稳定,可切削硬度达到60HRC的模具材料。因此应用高速切削技术代替传统的电加工技术可以优化模具成型制造的工作效率,并有效体现绿色制造理念。

2.3逆向工程制造技术

模具制造过程中的逆向工程制造技术,这种技术指的是在模具制造前利用现有的先进技术对模具或者实物进行现场测量,按照测得的现场数据利用三维建模法重新在建模软件中建立三维模型的过程。逆向工程技术一项综合性技术,具有一定的实用性,在三维模型建立上具有一定的开拓性,目前该技术已经广泛应用在了模具的开发上,除此之外,这项技术也已经广泛应用在模具修复上,它不但可以对实物进行精确开模,而且还可以极大程度的对产品模具进行优化设计[4]

3绿色制造与设计的发展趋势

3.1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。

3.2社会化

随着工业高质量发展进程的持续推进,模具应用绿色理念进行设计制造不仅在行业内占据着至关重要的地位,在全社会深化高质量生态保护中也发挥着重要地位。为积极响应新发展阶段对工业及制造业提出的新要求,模具制造企业应不断探索与其他行业的融合路径,加强绿色环保建设的力度和深度,发挥全社会的合力以取得更好的效果。因此模具设计与制造想要进一步提升绿色生态建设的效果,需要逐步朝向社会化发展。

3.3智能化

当下的绿色制造和设计不仅仅是只停留在意识层面,在实际应用中也较为广泛,各国已经加大对绿色制造与设计方面智能化的研究,不断的为绿色制造和设计提供动力。

综上所述,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。

参考文献:

[1]纪宏波,梁荣,刘成刚.绿色模具转型升级研究[J].机械管理开发,2016(05):22-25.

[2]赵显云.基于绿色制造的模具设计理念分析[J].科技创业家,2014(07):157.

[3]杜桢.环形锻件模具及工艺优化设计方法[J].世界有色金属,2018(17):295-296.

[4]衡斌.绿色设计理念在模具设计与制造中的应用[J].内燃机与配件,2018(09):125-126.