1基于绿色制造的模具设计理念分析
1.1模具的绿色设计分析1.1.1绿色的结构设计在进行模具产品的结构设计时,应将拆卸及再次利用为核心设计目的。如对于模具中的易损构件,为了便于快速维修或更换应选择面向产品维护的设计,因此在产品中多利用可拆卸的拼接式构造,降低整体的结构设计,避免在进行拆卸时只能使用破坏的方式进行拆卸,应降低焊接及铆接等方式;并且,为了使一些模具部件能够通用、互换及再次利用等,应将各部件设计成为标准性的通用构件,实现系列化产品生产。目前这类设计得到了一定的运用,如在级进模中往往使用通用模架双料带结构等。1.1.2绿色的模具材料绿色材料在绿色模具的设计与制造中属于重要的课题,是实现绿色模具制造的基本前提,涉及较广的范围,包括绿色材料的生产、选择、加工及管理等方面。模具的零部件与传统机械部件有着一定的差别,模具是进行其他机械产品生产的设备,进行作业时,往往处于高温、高压及高速等状态,模具应具备使用寿命长、耐磨损性强、抗腐蚀等优点。正是如此,绿色模具材料在选择时出现了一定的困难,不仅要对传统设计材料注重的性质及经济性进行兼顾,也要对材料的绿色环保进行考虑。选择绿色模具材料应严格遵循自然环境协调原则,学术上称为3RID原则,即具备减量化、回收利用、循环再生以及可降解等。1.1.3绿色的模具设计技术在进行模具设计时,不仅考虑模具的结构、材料等选择,还应积极引进现代化的绿色技术。如,在塑料模中进行热流道技术时,控制料头溢出、节约材料,进而避免了料头的回收与粉碎等二次加工,精简企业人员,引进先进设备与工艺。模具企业还应对CAX平台的建设进行大力支持,做到无图纸施工,进而实现模具设计、制造及管理的系统化的合并工程的应用,进而使工作效率得到显著的提高的同时尽可能地缩短开发周期。1.2绿色制造设计理念的内涵拓展1.2.1“清洁加工”的模具设计理念清洁加工,指在进行零件加工时,不用或少用切削液,进而降低了因切削液造成的环境危害。这也实现了传统加工方式大量运用切削液向着降低切削液的绿色加工发展,达到了高效切割、节能减排、环保等目标。在国外发达国家,已研制出干车削、干铣加工等技术,国内还需进行进一步的研究,望能早日开发出绿色的制造技术。1.2.2“原型制造”的模具设计理念这是根据离散堆积原理采取合理的方式进行材料堆积,进而完成零件的成形与加工的技术,这在很大程度上改变了传统模具加工对材料的修整、变形等处理,实现了无屑加工,提高了材料的使用;1.2.3“高速切削”的模具设计理念模具行业属于高速加工应用的领域。模具型腔选择的材料具有较高的硬度,因此大多采取电加工,而实际上电加工的效率较低且有电极消耗,高速切削技术具备加工效率强、切削面质量好等优点,因此将高速切削技术代替一定的电加工,能够有效的提高生产的效率,降低电极的消耗,控制加工成本;1.2.4“虚拟制造”的模具设计理念虚拟制造是指在进行实际加工前,对产品的功能、可制造性及可能存在的不足进行预测的措施,是将仿真、建模、技术分析及工具的综合运用。如在冲压模中模拟拉伸工艺的分析及塑料膜中模拟模流分析等,通过虚拟手段对产品的性能进行预测,并为降低材料消耗、控制加工成本及缩短产品工期等提供数据[2]。
2模具设计与制造进行绿色理念的发展的重要性
绿色模具不仅是要求模具本身属于绿色产品,还应保证其生产加工的零件的过程也绿色化,因此,施工绿色化是实现绿色模具的根本要求。绿色模具的加工技术是根据模具零件的性质,加工时与一般机械零件的加工存在区别,如数控铣、线切割、电火花成型等方法在模具制造中已得到了广泛的运用,这些传统的加工技术大多属于湿式加工,需要要用到切削液,而切削液的排放将对自然环境与人体造成一定的危害。又如在进行电加工时,电极材料的使用消耗了资源,在成型时排放的油雾将污染空气,可能导致皮肤病或呼吸系统疾病等,因此模具零件要充分实现绿色制造,还需开发出更多的新技术新工艺等。除了上文所述的几类绿色制造技术之外,目前我国还有绿色铸造技术、绿色热处理技术等。绿色发展在未来将是模具甚至更多行业的主要发展方向,绿色产品也必将成为未来市场的主导元素,这一方面是因为世界经济体系推进绿色计划,使绿色经济体制逐渐得到完善。另一方面未了控制自然生态不在受到人为的破坏,实现人类可持续发展,实现人与自然的和谐相处[3]。
3结束语
综上所述,在当前形势下制造业应走向绿色的发展道路,模具设计与制造作为制造业中的主要工艺设备,是推动各国社会经济发展的重要力量,更需要进行绿色化的发展,因此将模具从设计、制造、使用、回收利用等整个过程中都融入绿色的科学理念,使我国的模具工业得到进一步的发展。为人们的生活与工作提供更多的便利,降低对环境的影响实现人类可持续发展。
作者：赵显云 单位：山东省济宁市兖州区新驿镇人民政府
