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回顧以前，在加工用具有于沖制汽車外覆件的鋼制模具時(shí)，必須繪制詳盡的藍(lán)圖和具有按照沖件精確尺寸制造的主模型�？梢哉f，模型是設(shè)計(jì)和制造模具的母型。 在用鑄造方法制造模具時(shí)，首先必須置備木�；蚱嚵慵臉蛹�。按照一定比例制成的模型稱之為靠模，常被用作仿形加工中的母型，或作為顯示銑床加工軌跡的輔助模型。作形銑床上的靠模指沿靠模輪廓形狀移動(dòng)，銑刀則按照靠模指的移動(dòng)對(duì)模具材料進(jìn)行銑削加工，仿出所需的模具型腔。現(xiàn)在的加工方法則發(fā)生了根本的變化。由客戶所提供的CAD數(shù)據(jù)生成銑刀的切削加工軌跡，自動(dòng)加工出汽車覆蓋件的沖壓模具和進(jìn)行塑料板材模壓成形的型腔模具。 雖然用這種新工藝能比以往加工方法更精確地加工出模具的兩對(duì)合面，但對(duì)于壓形還要進(jìn)行試模，并對(duì)試樣進(jìn)行測量。通常由CAD數(shù)據(jù)正確地加工出模具的主要型腔表面，然后由防止磨損墊塊和其它零件與主要型腔面相配合�，F(xiàn)在可將這種新技術(shù)的特征歸納為以下幾個(gè)方面。 一、不需要主模型和靠模 雖然不再使用主模型和靠模，但加工精度反而有了提高。例如，加工公差很嚴(yán)和主要型腔面磨削后需用手工拋光的模具時(shí)，用CAD數(shù)據(jù)加工比用主模型和靠模的效果好。其主要差別是對(duì)尺寸控制從根本上得到了改善。用傳統(tǒng)方法加工成形塑料件的型腔模具時(shí)，其加工公差將隨每天溫度不同而發(fā)生變化。 用于塑料板材模壓成形的模具雖然加工精度也很好，但對(duì)塑料板材的熱壓成形不像沖壓金屬板材那樣有回彈，所以由CAD數(shù)據(jù)精確控制加工以后，一般不需要試模。對(duì)于這種模具只要經(jīng)過常規(guī)的客戶驗(yàn)證即可，一般不再需要遞交制件。 這主要是因?yàn)橛肅AD數(shù)據(jù)加工以對(duì)加工結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)模具的型腔面還可以進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，從而保證了制造過程能極嚴(yán)格地按照原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)施。正是由于排除了模具制造過程中的手工操作，改善了模具精度和加工周期方面的競爭力。 為此應(yīng)用CAD數(shù)據(jù)進(jìn)行模具加工技術(shù)在大多數(shù)模具制造廠中得到了推廣�，F(xiàn)在由許多工廠的經(jīng)驗(yàn)可證實(shí)，應(yīng)用這種技術(shù)之后，雖然按CAM生成的刀具軌跡時(shí)間增加了14%，但用于拋光的時(shí)間卻減少了33%，總加工時(shí)間縮短了16.5%，模具的品質(zhì)提高了12%。 現(xiàn)在，各種CAD/CAM軟件可以幫助工程師進(jìn)行模具設(shè)計(jì)和生成CNC銑床的刀具軌跡。該系統(tǒng)還可以在屏幕上顯示3維彩色模型供設(shè)計(jì)模具和進(jìn)行分析之用。還可以提供用于改進(jìn)鑄造品質(zhì)的有限元分析和模具的熱性能分析。實(shí)際上，任何客戶的數(shù)據(jù)庫都可以直接被用于輸入，或者通過轉(zhuǎn)換以后輸入。 目前，國內(nèi)模具企業(yè)中已有相當(dāng)多的廠家普及了計(jì)算機(jī)繪圖，并陸續(xù)引進(jìn)了高檔CAD/CAE/CAM，UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等著名軟件在中國模具工業(yè)應(yīng)用已相當(dāng)廣泛。一些廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于塑料模、沖壓模和壓鑄模的設(shè)計(jì)中。近年來，我國自主開發(fā)CAD/CAE/CAM系統(tǒng)有很大發(fā)展。例如，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級(jí)進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件，北京機(jī)電研究所開發(fā)的鍛模CAD/CAE/CAM軟件，北航華正軟件工程研究所開發(fā)CAXA軟件，吉林汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的商品化覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。 二、快速成形/快速制模技術(shù) 快速成形/快速制模技術(shù)在我國得到重視和發(fā)展，許多研究機(jī)構(gòu)致力于這方面的研究開發(fā)，并不斷取得新成果。清華大學(xué)、華中理工大學(xué)、西安交通大學(xué)和隆源自動(dòng)成形系統(tǒng)公司等單位都自主研究開發(fā)了快速成形技術(shù)與設(shè)備，生產(chǎn)出分層物體(LOM)、立體光固化(SLA)、熔融沉積(FDM)和選擇性燒結(jié)(SLS)等類型的快速成形設(shè)備。這些設(shè)備已在國內(nèi)應(yīng)用于新產(chǎn)品開發(fā)、精密鑄造和快速制模等方面�？焖僦颇＜夹g(shù)也在國內(nèi)多家單位開展研究，目前研究較多的有電弧噴涂成形模具技術(shù)和等離子噴涂制模技術(shù)。中、低熔點(diǎn)合金模和樹脂沖壓模制造技術(shù)已獲得成功應(yīng)用，硅橡膠模也應(yīng)用于新產(chǎn)品的開發(fā)中。 [NextPage]三、由三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行檢驗(yàn) 用于配合CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)的三坐標(biāo)測量機(jī)也與原來適合于傳統(tǒng)工加工模具的可移動(dòng)式三坐標(biāo)測量機(jī)不同。現(xiàn)在所用的三坐標(biāo)測量機(jī)都帶有自動(dòng)化測量系統(tǒng)。 這種三坐標(biāo)測量機(jī)在3250X2090X1370mm的測度空間中的任何一點(diǎn)的定位精度為0.015mm�？蓽y量沖�；蛩芰夏５牧慵|(zhì)量為40噸。為了使測量機(jī)保持其最高的測量精度，應(yīng)將它放在與外界環(huán)境隔絕的獨(dú)立機(jī)房中，室溫應(yīng)保持20℃。為了防止振動(dòng)對(duì)測量帶來不良影響，應(yīng)將測量機(jī)安裝在由氣墊支承的質(zhì)量為100噸的混凝土底座上。 在加工時(shí)，三坐標(biāo)測量機(jī)不僅可作為一種最終檢驗(yàn)?zāi)＞咂焚|(zhì)的工具，也應(yīng)該作為一種對(duì)加工過程進(jìn)行檢測的工具。即在加工過程中對(duì)各道工序加工后進(jìn)行中途檢驗(yàn)。例如對(duì)加工后模具的主要型腔面進(jìn)行檢驗(yàn)。特別是在拋光之前應(yīng)對(duì)加工面作全面的檢驗(yàn)，以便確定如何更精確地達(dá)到加工面所需的幾何形狀。 在對(duì)模具進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，需以較密的流線通過零件的各處。每一副模具需檢驗(yàn)兩次。一次在沖壓加工之前，另一次在沖壓加工以后。應(yīng)用理論計(jì)算厚度對(duì)上、下模型腔的對(duì)合狀況進(jìn)行測量，以掌握實(shí)現(xiàn)CAD設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)精度的實(shí)際狀況。 四、塑料板材模壓成形模具的特點(diǎn) 用于對(duì)塑料板材進(jìn)行模壓成形的模具，與沖壓金屬板材的模具不同，它沒有材料回彈的問題。所以加工這種模具時(shí)不需要去調(diào)整模具的對(duì)合狀況，而是眼于塑件需使用表面的狀況。即以使用表面的表面精度和形狀精度為重點(diǎn)。 五、對(duì)加工過程的管理 應(yīng)用上述系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通常小型計(jì)算器和個(gè)人計(jì)算器終端所組成。一種有效管理系統(tǒng)（EffectiveManagementSystem－EMS）軟件可對(duì)加工過程進(jìn)行跟蹤管理。如掌握加工進(jìn)度，零件流轉(zhuǎn)狀況，外購件的采購狀況，收貨狀況和加工品質(zhì)等。這種管理系統(tǒng)還包括材料清單、計(jì)劃和控制，庫存物品管理，標(biāo)準(zhǔn)鑄件，材料履歷，總生產(chǎn)時(shí)間表，所需材料計(jì)劃，訂貨和銷售歷史，到貨數(shù)量，操作人員履歷，對(duì)車間的控制狀況，計(jì)劃時(shí)間，品質(zhì)評(píng)估，標(biāo)準(zhǔn)加工路線，所需生產(chǎn)能力計(jì)劃，勞動(dòng)力成本，外購計(jì)劃及到貨狀況，請(qǐng)購單，外購件歷史和可交付數(shù)量等。應(yīng)用這種軟件則可以選擇適當(dāng)?shù)耐赓徫锲窌r(shí)機(jī)和節(jié)省勞動(dòng)力。 使所有加工狀況信息完全進(jìn)庫存管理，從而生成完善的材料清單。然后按照加工路線進(jìn)行有條不紊地加工。該系統(tǒng)還逐日提供操作人員加工工時(shí)和機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的數(shù)據(jù)，以及停工待料的時(shí)間。這樣不僅可以減少機(jī)床空耗的時(shí)間，還可以計(jì)算出實(shí)際生產(chǎn)成本，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。 六、其他相關(guān)技術(shù) 近年來，國內(nèi)一些鋼鐵企業(yè)相繼引進(jìn)和裝備了一些先進(jìn)的工藝設(shè)備，使模具鋼的品種規(guī)格和質(zhì)量都有較大的改善。在模具制造中已較廣泛地采用新的鋼材，如冷作模具鋼D2、D3、A1、A2、LD、65Nb等；熱作模具鋼H10、H13、H21、4Cr5MoVSi、45Cr2NiMoVSi等；塑料模具鋼P(yáng)20、3Cr2Mo、PMS、SMI、SMII等。這些模具材料的應(yīng)用在提高質(zhì)量和使用壽命方面取得了較好的效果.國內(nèi)一些單位對(duì)多種模具拋光方法開展研究，并開發(fā)出專用拋光工具和機(jī)械�；y蝕刻技術(shù)和工藝水平提高較快，在模具飾紋的制作中廣泛應(yīng)用。高速銑削加工是近年來發(fā)展很快的模具加工技術(shù)。國內(nèi)已有一些公司引進(jìn)了高速銑床，并開始應(yīng)用。國內(nèi)機(jī)床廠陸續(xù)開發(fā)出一些準(zhǔn)高速的銑床，并正開發(fā)高速加工機(jī)床。但是，高速銑削的應(yīng)用面在國內(nèi)尚不廣泛。 |
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