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模具生產(chǎn)方式的沿革與發(fā)展
2009-8-6 來源:中國聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞:模具設(shè)計 沖件 塑件 鍛件 橡膠件
  一、現(xiàn)代化模具生產(chǎn)方式主要特征
  上世紀30年代以前,是采用簡單工具與設(shè)備,形成以手工制造模具的作坊式生產(chǎn)方式。此時期,只能制造簡單模具。模具的制造精度與質(zhì)量完全依賴人工技藝和實際經(jīng)驗。
  30年代到70年代後期,是模具工業(yè)化生產(chǎn)方式的發(fā)展過程。其主要成就與特征有:1、廣泛采用銑削工藝,精密成形磨削工藝,并實現(xiàn)帶精密孔距的圓孔與型孔精密加工的精密坐標磨削工藝技術(shù)。2、電火花成形加工工藝和NC電火花線切割加工工藝廣泛應(yīng)用,為高硬材料的型件提供了關(guān)鍵加工技術(shù)。3、實現(xiàn)了模具型件材料的專業(yè)化、系列化和標準化。模具標準化的高度發(fā)展,在模具生產(chǎn)中全面采用標準零、部件進行設(shè)計與制造,不僅是模具工業(yè)化生產(chǎn)方式的重大成就和特征;也是實現(xiàn)現(xiàn)代化模具生產(chǎn)方式的重要技術(shù)基礎(chǔ)。1980年以來,隨著計算機和機床工業(yè)的進步與發(fā)展,模具CAD/CAM、CAD/CAM/CAE已成為廣泛應(yīng)用的生產(chǎn)技術(shù)。它們與高度標準化相配合形成了現(xiàn)代化模具生產(chǎn)方式,即實現(xiàn)模具設(shè)計與制造的信息化、數(shù)字化的模具生產(chǎn)方式。
  二、模具設(shè)計與制造一體化過程
  模具設(shè)計與制造的內(nèi)容包括:模具設(shè)計過程和模具制造及裝配過程。
  1、現(xiàn)代化模具設(shè)計
  手工作坊式制模時期和工業(yè)化模具制造初期,是不進行模具設(shè)計的,完全依賴制模工人的經(jīng)驗與技藝制造模具。隨著工業(yè)的發(fā)展,模具應(yīng)用日趨廣泛,模具性能和質(zhì)量要求趨高和生產(chǎn)技術(shù)不斷進步。設(shè)計、繪制模具結(jié)構(gòu)系統(tǒng)圖(結(jié)構(gòu)總圖)和零件圖樣,明確設(shè)計要求和制造技術(shù)條件,為模具生產(chǎn)過程中的首務(wù)與核心技術(shù),一直沿革至現(xiàn)在。但是,隨著計算機和數(shù)控機床工業(yè)的進步,加工中心等CNC機床的廣泛應(yīng)用,模具設(shè)計方法與方式產(chǎn)生了實質(zhì)的、突破性的進步,模具設(shè)計包括以下三方面的內(nèi)容:模具型件造型及其結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)參數(shù)計算與設(shè)置。
  2、現(xiàn)代化模具制造
  采用計算機輔助制訂每副模具的制造工藝過程(CAPP),并對其進行分析(CAPPE),使之優(yōu)化。同時,對制造工藝過程的質(zhì)量、工時和費用進行控制(CAPPC),使形成模具CAM/CAPPE/CAPPC數(shù)字化制造技術(shù)系統(tǒng)。模具CAM/CAPPE/CAPPC系統(tǒng),是現(xiàn)代模具制造的主要方式,是模具CAD/CAE/CAM數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)的組成部份。為此,應(yīng)當研究、分析現(xiàn)代模具制造技術(shù),即信息化、數(shù)字化制造技術(shù)的內(nèi)容:模具制造工藝過程設(shè)計;模具型件制造工藝過程及其成形加工工藝;模具標準零、部件和通用輔助機構(gòu)的配購與制造;模具裝配及其裝配工藝;模具制造工藝過程控制與管理。
  3、模具設(shè)計與制造一體化
  在模具生產(chǎn)過程控制與管理的環(huán)境下,在模具高度標準化的技術(shù)基礎(chǔ)上,實行模具信息化、數(shù)字化設(shè)計與制造過程。即實行模具CAD/CAE/CAM,所謂模具設(shè)計與制造一體化過程。其中:CAD:是指借助軟件,對模具型件進行造型與其結(jié)構(gòu)和模具結(jié)構(gòu)系統(tǒng)建立數(shù)模的過程。CAM:指根據(jù)型件及其結(jié)構(gòu)數(shù)模制訂型件型面成形加工代碼、設(shè)置成形加工工藝條件和型件加工程序。并將這些信息傳遞給CNC機床,實行數(shù)字化加工。CAE:則指借助軟件對模具型件造型、模具結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)參數(shù)進行仿真、模擬試驗,即實行虛擬的設(shè)計與型件成形加工,以驗證經(jīng)CAD/CAM設(shè)計的模具結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與型件成形加工代碼與加工程序的正確性,合理性。CAD、CAE軟件,是建立在經(jīng)驗數(shù)據(jù)、經(jīng)驗公式和理論數(shù)據(jù)與公式相比較的基礎(chǔ)上,形成型件造型、模具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù),型件成形加工過程與制件(沖件、塑件等)成形工藝過程的仿真、模擬數(shù);蚍QCAD、CAE軟件。
  三、模具生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗性
  由于模具生產(chǎn)方式需由技術(shù)人員運用計算機技術(shù)和所掌握的模具設(shè)計與制造技術(shù)基礎(chǔ)理論知識、標準與規(guī)范,特別是長期積累的設(shè)計、制造經(jīng)驗,獨自進行專門設(shè)計,并只能進行專門裝配,實踐證明完成設(shè)計與制造的模具質(zhì)量,在很大程度上仍取決于設(shè)計與制造技術(shù)人員的知識積累和經(jīng)驗積累。模具設(shè)計與制造過程中應(yīng)用的技術(shù)規(guī)范、標準,現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計與制造中所應(yīng)用的設(shè)計與制造軟件,以及工藝技術(shù)專家系統(tǒng),均具有濃厚的、強烈的經(jīng)驗性。而經(jīng)驗將具有時間性和合理的應(yīng)用范圍。由此可知,實際生產(chǎn)經(jīng)驗,在模具設(shè)計與制造過程中仍起主導作用。即,缺乏實踐,則缺乏經(jīng)驗,缺乏實際經(jīng)驗,則不能成大器。有人說:大學學歷的人,設(shè)計、制造完成100副模具,將成為合格的模具專業(yè)技術(shù)人員;完成500副模具的技術(shù)人員將成為模具技術(shù)專家;設(shè)計、制造1000副或以上模具的專家,將成為模具技術(shù)大師,是有一定道理的。但并不盡然,還必須常常強調(diào)以模具技術(shù)基礎(chǔ)理論為依據(jù)。
  針對中國擁有的近20000家采用經(jīng)驗辦廠的模具企業(yè),模具專家羅百輝指出,企業(yè)應(yīng)當明晰,進行模具設(shè)計與制造以積累經(jīng)驗固然重要,但同時也應(yīng)當具備較深的模具技術(shù)理論造詣,即需在掌握數(shù)字、力學基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上用現(xiàn)代化工具進行合理科學設(shè)計與制造。學習由前人總結(jié)成功的模具技術(shù)基礎(chǔ)理論,至為重要。
  結(jié)語
  模具是進行制造業(yè)產(chǎn)品零件,包括沖件、塑件、鍛件、橡膠件、玻璃與陶瓷件等成形加工的專用成型工具、專用工裝,也是專用技術(shù)產(chǎn)品。模具將根據(jù)制造業(yè)產(chǎn)品零件的形狀、尺寸與尺寸精度、表面質(zhì)量等技術(shù)要求與生產(chǎn)批量,進行專門設(shè)計與制造。模具是制造業(yè)的核心技術(shù)裝備。模具工業(yè)不發(fā)達將嚴重影響汽車、IT與電子技術(shù)產(chǎn)品、機電產(chǎn)品、航空(天)與船舶和建材、家用電器等制造業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)。模具專家羅百輝認為,研究模具的現(xiàn)代化設(shè)計與制造技術(shù),研究模具設(shè)計制造過程中的實踐經(jīng)驗,以及生產(chǎn)過程的技術(shù)管理與過程控制,并使之形成規(guī)范,形成專家系統(tǒng),對提高模具生產(chǎn)技術(shù)與管理水平、提高模具企業(yè)核心競爭能力,將至為重要。
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