汽车模具生产制造流程_生产汽车零部件模具快速设计制造技术
1.汽车零部件开发流程5个阶段
2.快速原型制造技术的特点是什么?
3.汽车的一体化压铸是什么技术
4.模具制造技术专业的就业方向
5.模具配件的模具设计与制造
在国内外汽车模具行业的发展中,中国汽车模具行业产销需求与转型升级前瞻模具技术呈现出以下的九展趋势。
1、模具三维设计地位得以巩固 模具的三维设计是数字化模具技术的重要内容,是实现模具设计、制造和检验一体化的基础。日本丰田、美国通用等公司已实现了模具的三维设计,并取得了良好的应用效果。国外在模具三维设计中取的一些做法值得我们借鉴。模具三维设计除了有利于实现集成化制造外,另一个优点就是便于干涉检查,可进行运动干涉分析,解决了二维设计中的一个难题。 2、冲压成形过程的模拟(CAE)作用更加凸显 近年来,随着计算机软件和硬件的快速发展,冲压成形过程的模拟技术(CAE)发挥着越来越重要的作用。在美国、日本、德国等发达国家,CAE技术已成为模具设计制造过程的必要环节,广泛用于预测成形缺陷,优化冲压工艺与模具结构,提高了模具设计的可靠性,减少了试模时间。国内许多汽车模具企业在CAE的应用中也取得了显着进步,获得了良好的效果。CAE技术的应用可大大节省试模的成本,缩短冲压模具的开发周期,已成为保证模具质量的重要手段。CAE技术正逐步使模具设计由经验设计转变为科学设计。
3、数字化模具技术已成主流方向 近年来得到迅速发展的数字化模具技术,是解决汽车模具开发中所面临的许多问题的有效途径。所谓数字化模具技术,就是计算机技术或计算机技术(CAX)在模具设计制造过程中的应用。总结国内外汽车模具企业应用计算机技术的成功经验,数字化汽车模具技术主要包括以下方面:①可制造性设计(DFM),即在设计时考虑和分析可制造性,保证工艺的成功。②模具型面设计的技术,发展智能化的型面设计技术。③CAE分析和仿真冲压成形的工艺过程,预测和解决可能出现的缺陷和成形问题。④用三维的模具结构设计取代传统的二维设计。⑤模具的制造过程用CAPP、CAM和CAT技术。⑥在数字化技术指导下处理解决试模过程中和冲压生产中出现的问题。 4、模具加工自动化迅猛发展 先进的加工技术与装备是提高生产率和保证产品质量的重要基础。在先进的汽车模具企业中配有双工作台的数控机床、自动换刀装置(ATC)、自动加工的光电控制系统、工件在线测量系统等已不鲜见。数控加工已由单纯的型面加工发展到型面和结构面的全面加工,由中低速加工发展到高速加工,加工自动化技术发展十分迅速。
5、高强度钢板冲压技术是未来发展方向 高强度钢由于在屈强比、应变硬化特性、应变分布能力和碰撞吸能等方面具有优良的特性,在汽车上的使用量不断增加。目前,在汽车冲压件上使用的高强度钢主要有烤漆硬化钢(BH钢)、双相钢(DP钢)、相变诱导塑性钢(TRIP钢)等。国际超轻车身项目(ULSAB)预计2010年推出的先进概念车型(ULSAB―AVC)中%的材料为高强度钢,先进高强度钢板在整车用材的比重将超过60%,而其中双相钢的比例将占车用钢板的74%。
现在大量用的以IF钢为主的软钢系列将被高强度钢板系列替代,高强度低合金钢将被双相钢和超高强度钢板替代。目前,国内汽车零件高强度钢板的应用还多限于结构件与梁类件,所用材料的抗拉强度多在500MPa以下。因此,迅速掌握高强度钢板冲压技术,是我国汽车模具行业亟待解决的一个重要问题。
6、新型模具产品适时推出 随着汽车冲压生产高效化和自动化的发展,级进模在汽车冲压件的生产中应用将更加广泛。级进模是一种高新技术模具产品,技术难度大,制造精度要求高,生产周期长,多工位级进模将是我国重点发展的模具产品之一,形状复杂的冲压件,特别是一些按传统工艺需要多副冲模分序冲制的中小型复杂冲压件,越来越多地用级进模成形。
7、模具材料与表面处理技术将受到重用 模具材料的质量和性能是影响模具质量、寿命和成本的重要因素。近年来,除了不断有多种高韧性和高耐磨性冷作模具钢、火焰淬火冷作模具钢、粉末冶金冷作模具钢推出外,国外在大中型冲压模具上选用铸铁材料,是一个值得关注的发展趋势。球墨铸铁具有良好的强韧性和耐磨性,其焊接性能、可加工性、表面淬火性能也都较好,而且成本比合金铸铁低,因此在汽车冲压模具中应用较多。
8、管理的科学化与信息化是模具企业发展方向 汽车模具技术发展的另一个重要方面是管理的科学化与信息化。管理的科学化使模具企业不断地向准时制造(Just-in- TimeManufacturing)和精益生产(LeanProduction)的方向发展,企业管理更加精准,生产效率大幅提高,无效的机构、环节和人员不断精简。随着现代管理技术的进步,许多先进的信息化的管理工具,包括企业管理系统(ERP)、客户关系管理(CRM)、供应链管理(SCM)、项目管理(PM)等,在模具企业得到广泛应用。 9、模具的精细化制造是必然趋势 所谓的模具精细化制造,是对模具的开发过程和制造结果而言的,具体地表现为冲压工艺和模具结构设计的合理化、模具加工的高精度、模具产品的高可靠性和技术管理的严密性。模具精细化制造其实并不是一项单一的技术、二是设计、加工和管理技术的综合反映。模具精细化制造的实现除了靠技术上精益求精,还要靠严密的管理来保障。
2011年8月末,我国汽车保有量首次突破1亿辆,全国机动车保有量高达2.19亿辆,2011年全年累计生产汽车1841.89万辆。预计到2020年,我国汽车保有量将突破2亿辆,届时每年更新量仍将高达1500万辆左右,加上每年约500万辆的出口量,汽车年产量仍将保持2000万辆的规模。
我国贵为世界汽车产销第一大国,汽车保有量也有望全球第一,但却始终无法生产出自己的高档车,这与被誉为“汽车工业之母”的汽车模具工业发展滞后有莫大关系。
汽车模具是指应用于汽车领域的模具,被誉为“汽车工业之母”,汽车生产中90%以上的零部件需要依靠模具成形。
汽车车身模具特别是大中型覆盖件模具,是车身制造技术的重要组成部分,也是形成汽车自主开发能力的一个关键环节。汽车模具产品包括汽车覆盖件模具、轮胎模具、内外饰塑件模具、车灯模具、汽车保险杆模具、汽车仪表板模具等。
在德国、美国、日本等汽车制造业发达国家,模具产业超过40%的产品是汽车模具,而在我国仅有1/3左右的模具产品是为汽车制造业服务。一般情况下,制造一辆普通轿车本身便需要约1500个模具,当中有接近1000个的冲压模具和超过200个的内饰件模具。受我国汽车行业快速发展的影响,我国汽车模具行业呈现较快增长,市场容量不断扩大。并且随着我国汽车模具行业产业结构的不断优化和技术的不断进步,高档汽车模具产品占整个行业的比重也逐渐提升,预计未来五年的年均增速仍将超过15%。
汽车零部件开发流程5个阶段
个人认为,汽车模具加工技术主要有以下几种优点:
1.有利于提高模具制造的精度
在模具制造的过程中,要求生产出来的产品具有非常高的精准度。模具制造行业中对于模具的公差,要求不能超出1/5~1/10的范畴,特别是对于模具结合的位置上,具有更高的精度要求。在实际的生产中,相关人员的CNC加工技术安全意识淡薄,导致了在生产中操作不规范、不专心、敷衍了事的情况的出现,这种观念极易引发安全问题,在生产中临时顶替的现象时有发生,让未掌握数控操作技术与操作经验不足的人员进行生产,造成产品质量下降的情况,对生产带来了极大的负面影响。而数控模具加工技术的应用可以很好的改善这样的情况,从而极大提高模具生产的精度。
2.有利于提高模具制造的生产效率
企业的竞争本质上就是效率与成本的竞争(当然是保证产品质量的前提下),如何持续不断地提高生产效率是企业永续发展的关键问题,提高生产效率也是降低制造成本的根本途径。现代汽车模具生产开发过程中引入数控技术可以极大地提升模具生产的效率,影响生产效率的原因是多方面的,如设计开发的“先天不足引起的后天失调”、购欠料导致生产线换型或停工待料等,但是机械生产的问题的主要矛盾是技术的水平,抓住主要矛盾予以针对性解决,产能效率大提升并非太难的事情。
3.有利于推动模具制造的智能化发展
生产的智能化体现在一个企业的方方面面。如管理的智能化,引入电子管理系统,让工厂运行数据化、可视化。再如生产的智能化——通过云端平台,实现生产状况、质量等可视化监控以及订单、物料等信息的实时更新。从而达到优化仓储、生产、配送等环节的目的。
产品的智能化一方面体现在机床自身的智能化,另一方面体现在机床融入智能化生产环节的能力,也可以说加工的整体解决方案。产品的智能化主要是指机床的智能化升级,如典型的沈阳机床i5智能机床。而机床作为生产中的一环,从来不是孤立存在的,智能化的发展当中,机床的智能化也体现在它融入乃至提升整个生产线效率的能力。这也是越来越多的机床企业开始涉足做加工整体解决方案的原因。数控技术应用于汽车模具制造行业极大的推动了智能制造技术的发展,智能制造技术只有融入模具行业才能实现产品质量与生产效率的提高,数控技术应用于汽车模具制造行业致力于促进新兴产业培育和发展,推动数字经济与实体经济的深度融合,为国内外装备制造业企业搭建了合作共赢的平台,从而全盘实现产业升级。
4.提升模具标准化制造
在模具制造中,不同类型的模具,其结构特点、形式、材料等方面,都存在着较大的差异,其中以结构形式上的不同点最为关键。模具的制造,并不是批量生产的,而是单间生产制造的。因此,制造的模具通常难以出现完全相同的情况。在模具制造中,必须严格遵循相关的技术标准和规范,合理地开展制造工作。
快速原型制造技术的特点是什么?
1.车身工艺数据的发布
车身设计部发布产品数值模型,工程开发部工程师根据产品数值模型进行工艺预分析和价格预测(作为投标对比数据),并利用车身工艺数值模型进行模具投标和相应的工艺分析。招标过程这里就不详细讨论了。先说校准后的模具开发和管理(即确定模具厂)。
2.车身零件制造过程可行性分析(模具开发和工程开发部)
模
开发人员收到车身工艺数值模型后,分析各部分的工艺可行性。原则上要求模具厂对所有新开发的零件进行CAE分析(即零件成形性的模拟分析)。
CAE分析的作用:
通过CAE分析,可以直观地观察到零件和板材的成形过程。缩短模具设计和分析的周期;预测发霉的可能性;用优化设计,尽量减少模具和钢材的消耗,降低制造成本;制造前提前发现模具和零部件的潜在风险;保证模具设计的合理性,降低设计成本;通过对零件潜在问题的分析,模具厂可以及时提出合理的设计变更建议,更高效地推进开发工作。
开发部可根据模具厂的CAE分析结果,充分利用现场生产调试的经验,检查工艺参数是否合理,补图是否合理,对零件起皱或开裂等风险及时提出解决方案。
3.DL图的设计和会签
经过CAE分析,可以设计出模具的DL图,大多数情况下可以同时进行。
DL图纸设计是设计布局————冲压工艺分析设计,也可称为模具工艺流程图,包括:零件板材尺寸、冲压方向和角度、冲压工艺布置、送料方向、废料刀分布和切边方向、废料去除方向指示、ch孔、左右零件标识、各工序标记等。
同时,DL图还应反映冲压设备、模具高度、模具材料、压边圈或压边圈的工作行程、板料的定位方式、成品工艺的压力分析等。
DL设计完成后,内部审核原则上在模具厂完成。内审问题整改后,可提供给主机厂开发部会签。DL图纸的会签非常关键,直接导致后期的模具设计,对后期的模具开发周期影响很大。如果以后改变DL图,开发周期和成本会大大浪费。工程开发部主要检查零件工艺的合理性、机器参数的正确性、工艺补充和材料的合理性
4.模具结构图设计和会签
模具结构图会签顺序:用——切边翻边模会签拉伸模图,切边冲孔模会签。
由于模具铸造加工周期是硬性时间,无法压缩,为了保证工程进度,模具结构图的设计非常重要,模具设计的时间要尽可能提前,争取后续的模具制造时间。
模具第一次取样一般是半手工取样,只需要成型,其余的切边冲孔可以先切,所以先设计拉伸模和成型翻边模,再设计切边冲孔模图。
模具厂根据DL图设计模具结构图,设计完成后也先通过内部评审,问题整改后,可以由主机厂开发部进行评审会签。
主机厂开发部应重点关注:
模子
ont-size:15px;">对于评审中发现的问题,应尽量要求模具厂进行整改。部分问题可能对产品功能等影响不大,但可能会影响作业的方便性,也可能降低生产效率,为了赶时间和进度,模具厂可能不是太配合更改,此时,需要主机厂开发人员(工程师)的魄力和决心,因为在设计阶段的更改无论如何都比后期(模具成型后)更改来得快,此时需要模具厂设计人员换位思考,多站在生产部门的角度来看问题
部分有争议的问题点需要多方进行客观地讨论以寻求最佳方案。在模具图评审的过程中,要求工程开发技术人员立场坚定并且有过硬的技术和现场调试经验,这样可以减少后期的许多问题。
5. 铸造数模发布和泡沫实型评审与整改
模具结构图设计评审完后,可进行泡沫型的制作。在泡沫实型阶段需要项目组发布铸造数据,以保证实型的可铸造性,泡沫实型是一种由聚苯乙烯经过高温发泡形成的一种材料,依据模具结构图进行NC加工,并考虑适当的模具加工余量(8-10天)和泡沫的收缩率。
保丽龙制作周期一般为一周左右,制作完成后需要对其进行现场评审,一是确保与模具结构图一致性。二是检查在模具结构图评审中出现的问题是否整改到位,或者设计图评审中未发现的问题,保丽龙的评审是模具制作过程中不可或缺的过程,因为它是模具结构更改的最后一关,一旦进入铸造阶段,则模具结构很难更改。
汽车的一体化压铸是什么技术
快速成型技术的特点:
1、制造原型所用的材料不限,各种金属和非金属材料均可使用;
2、原型的复制性、互换性高;
3、制造工艺与制造原型的几何形状无关,在加工复杂曲面时更显优越;
4、加工周期短,成本低,成本与产品复杂程度无关,一般制造费用降低50%,加工周期节约70%以上;
5、高度技术集成,可实现了设计制造一体化。
快速成型技术又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing,简称RPM)技术,诞生于20世纪80年代后期,是基于材料堆积法的一种高新制造技术,被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即,快速成形技术就是利用三维CAD的数据,通过快速成型机,将一层层的材料堆积成实体原型。
基本原理:
快速成形技术是在计算机控制下,基于离散、堆积的原理用不同方法堆积材料,最终完成零件的成形与制造的技术。
1、从成形角度看,零件可视为“点”或“面”的叠加。从CAD电子模型中离散得到“点”或“面”的几何信息,再与成形工艺参数信息结合,控制材料有规律、精确地由点到面,由面到体地堆积零件。
2、从制造角度看,它根据CAD造型生成零件三维几何信息,控制多维系统,通过激光束或其他方法将材料逐层堆积而形成原型或零件。
应用:
1、在新产品造型设计过程中的应用快速成形技术为工业产品的设计开发人员建立了一种崭新的产品开发模式。运用RPM技术能够快速、直接、精确地将设计思想转化为具有一定功能的实物模型(样件),这不仅缩短了开发周期,而且降低了开发费用,也使企业在激烈的市场竞争中占有先机。
2、在机械制造领域的应用由于RPM技术自身的特点,使得其在机械制造领域内,获得广泛的应用,多用于制造单件、小批量金属零件的制造。有些特殊复杂制件,由于只需单件生产,或少于50件的小批量,一般均可用RPM技术直接进行成型,成本低,周期短。
3、快速模具制造传统的模具生产时间长,成本高。将快速成型技术与传统的模具制造技术相结合,可以大大缩短模具制造的开发周期,提高生产率,是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。快速成形技术在模具制造方面的应用可分为直接制模和间接制模两种,直接制模是指用RPM技术直接堆积制造出模具,间接制模是先制出快速成型零件,再由零件复制得到所需要的模具。
4、在医学领域的应用近几年来,人们对RPM技术在医学领域的应用研究较多。以医学影像数据为基础,利用RPM技术制作人体器官模型,对外科手术有极大的应用价值。
5、在文化艺术领域的应用在文化艺术领域,快速成形制造技术多用于艺术创作、文物复制、数字雕塑等。
6、在航空航天技术领域的应用在航空航天领域中,空气动力学地面模拟实验(即风洞实验)是设计性能先进的天地往返系统(即航天飞机)所必不可少的重要环节。该实验中所用的模型形状复杂、精度要求高、又具有流线型特性,用RPM技术,根据CAD模型,由RPM设备自动完成实体模型,能够很好的保证模型质量。
7、在家电行业的应用目前,快速成形系统在国内的家电行业上得到了很大程度的普及与应用,使许多家电企业走在了国内前列。快速成形技术的应用很广泛,可以相信,随着快速成形制造技术的不断成熟和完善,它将会在越来越多的领域得到推广和应用。
发展方向:
从目前RPM技术的研究和应用现状来看,快速成型技术的进一步研究和开发工作主要有以下几个方面:
1、开发性能好的快速成型材料,如成本低、易成形、变形小、强度高、耐久及无污染的成形材料。
2、提高RPM系统的加工速度和开拓并行制造的工艺方法。
3、改善快速成形系统的可靠性,提高其生产率和制作大件能力,优化设备结构,尤其是提高成形件的精度、表面质量、力学和物理性能,为进一步进行模具加工和功能实验提供基础。
4、开发快速成形的高性能RPM软件。提高数据处理速度和精度,研究开发利用CAD原始数据直接切片的方法,减少由STL格式转换和切片处理过程所产生精度损失。
5、开发新的成形能源。
6、快速成形方法和工艺的改进和创新。直接金属成形技术将会成为今后研究与应用的又—个热点。
7、进行快速成形技术与CAD、CAE、RT、CAPP、CAM以及高精度自动测量、逆向工程的集成研究。
8、提高网络化服务的研究力度,实现远程控制。
模具制造技术专业的就业方向
汽车的一体化压铸是什么技术
一体化压铸是现在很多的新能源汽车用的技术,该技术可以使汽车的生产速度变快,还可以减轻车的重量,但是这些都是大概,一体化压铸到底是什么?
一体化压铸指的是车身件的一体化,即原本设计中多个单独、分散的小件经过重新设计高度集成,再利用大型压铸机进行一次成型,省略焊接的过程直接得到一个完整大零件。
一体化车身件尺寸大、材料特殊、模具复杂、制造工艺难度较高,需要大吨位压铸机进行生产。与传统高压件相比,一体化压铸的特殊之处体现为规格大以及省略了热处理工序。
一体化压铸技术是对传统汽车制造工艺的革新,可以让车身轻量化,节省成本,提高效率,缩短供应链,整车的制造时间和运输时间缩短,减少人工和机器人,提升制造规模。
一体化压铸,带来的最直观效果就是,实现了车辆15%~20%的减重效果,节省汽车零部件的生产时间。
一台大型一体化压铸机压铸一次的时间不足两分钟,一天能生产1000个铸件,而传统的工艺,冲压加焊装70个零件组装一个部件,至少需要两个小时,效率的PK,孰优孰劣肉眼可见。
目前主机厂、压铸机设备厂、模具厂、材料厂、铝压铸企业均大力布局一体化压铸。除了特斯拉之外,蔚来、理想、小鹏、华为问界、长安、小米、一汽等国内车企均已规划布局该工艺。
模具配件的模具设计与制造
模具制造技术专业的就业方向如下:
从事塑料模具数字化设计;五金冲压模具设计;模具结构设计;模具、机械零件设计绘图员;产品开发与造型设计;模具加工与装配;模具生产技术管理;模具零件和产品测绘及质量验收;模具销售与技术服务等。
模具设计与制造专业毕业生能在机械、汽车、家电、轻工等制造行业中从事塑料模具数字化设计,五金冲压模具设计,模具结构设计,模具、机械零件设计绘图员,产品开发与造型设计,模具加工与装配,模具生产技术管理,模具零件和产品测绘及质量验收,模具销售与技术服务等。
随着入世后制造业中心向中国转移,模具产业有望迎来30%的增长。广东省模具工业协会有关人士指出,全省模具企业已有60000家以上,对模具专业技术人才,尤其是高级的模具专业人才需求很大。
我国模具人才仍然远远跟不上行业的发展需求,主要表现在总量不足和高水平技术人员缺乏等方面。据有关资料,全国模具从业人员约缺口30—50万人,其中工程技术人员约占20%,尤其紧缺的是优秀的调试工人和模具开发人员。
主要专业能力要求
具有识读和绘制模具零件图和装配图的能力;具有设计中等复杂程度冲压模具和塑料模具,操作、运维、管理、保养典型模具加工设备和冲压、塑压等成型设备的能力;具有产品测绘、三维数字化建模及操作快速成型设备的能力。
具有模具零件制造工艺编制,模具装配与调试、维修、保养的能力;具有模具智能制造加工单元操作及管控的能力;具有产品成型工艺规划、质量检测、生产组织管理的能力;具有适应产业数字化发展需求的数字技术和信息技术的应用能力。
模具制造技术迅速发展,已成为现代制造技术的重要组成部分。如模具的CAD/CAM技术,模具的激光快速成型技术,模具的精密成形技术,模具的超精密加工技术,模具在设计中用有限元法、边界元法进行流动、冷却、传热过程的动态模拟技术,模具的CIMS技术,已在开发的模具DNM技术以及数控技术等,几乎覆盖了所有现代制造技术。
现代模具制造技术朝着加快信息驱动、提高制造柔性、敏捷化制造及系统化集成的方向发展。 从国外的电加工机床来看,不论从性能、工艺指标、智能化、自动化程度都已达到了相当高的水平,国外的新动向是进行电火花铣削加工技术(电火花创成加工技术)的研究开发,这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术,它是用高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样),因此不再需要制造复杂的成型电极,这显然是电火花成形加工领域的重展。
日本三菱公司推出了EDSCAN8E电火花创成加工机床又有新的进展。该机能进行电极损耗自动补偿,在Windows95上为该机开发的专用CAM系统,能与AutoCAD等通用的CAD联动,并可进行在线精度测量,以保证实现高精度加工。为了确认加工形状有无异常或残缺,CAM系统还可实现仿真加工。
在电火花加工技术进步的同时,电火花加工的安全和防护技术越来越受到人们的重视,许多电加工机床都考虑了安全防护技术。欧共体已规定没有“CE”标志的机床不能进入欧共体市场,同时国际市场也越来越重视安全防护技术的要求。
电火花加工机床的主要问题是辐射骚扰,因为它对安全、环保影响较大,在国际市场越来越重视“绿色”产品的情况下,作为模具加工的主导设备电火花加工机床的“绿色”产品技术,将是今后必须解决的难题。 英、美、德等国及我国一些高等院校和科研院所开发的模具软件,具有新一代模具CAD/CAM软件的智能化、集成化、模具可制造性评价等特点 。
新一代模具软件应建立在从模具设计实践中归纳总结出的大量知识上。这些知识经过了系统化和科学化的整理,以特定的形式存储在工程知识库中并能方便地被模具所调用。在智能化软件的支持下,模具CAD不再是对传统设计与计算方法的模仿,而是在先进设计理论的指导下,充分运用本领域专家的丰富知识和成功经验,其设计结果必然具有合理性和先进性。
新一代模具软件以立体的思想、直观的感觉来设计模具结构,所生成的三维结构信息能方便地用于模具可制造性评价和数控加工,这就要求模具软件在三维参数化特征造型、成型过程模拟、数控加工过程仿真及信息交流和组织与管理方面达到相当完善的程度并有较高集成化水平。衡量软件集成化程度的高低,不仅要看功能模块是否齐全,而且要看这些功能模块是否共用同一数据模型,是否以统一的方式形成全局动态数据库,实现信息的综合管理与共享,以支持模具设计、制造、装配、检验、测试及投产的全过程。
模具可制造性评价功能在新一代模具软件中的作用十分重要,既要对多方案进行筛选,又要对模具设计过程中的合理性和经济性进行评估,并为模具设计者提供修改依据。
在新一代模具软件中,可制造性评价主要包括模具设计与制造费用的估算、模具可装配性评价、模具零件制造工艺性评价、模具结构及成形性能的评价等。 新一代软件还应有面向装配的功能,因为模具的功能只有通过其装配结构才能体现出来。用面向装配的设计方法后,模具装配不再是逐个零件的简单拼装,其数据结构既能描述模具的功能,又可定义模具零部件之间相互关系的装配特征,实现零部件的关联,因而能有效保证模具的质量。 1、激光快速成型技术(RPM)发展讯速,我国已达到国际水平,并逐步实现商品化。世界上已经商业化的快速成形工艺主要有SLA(立体光刻)、LOM(分层分体制造)、SLS(选择性激光烧结)、3D-P(三维印刷)。
清华大学最先引进了美国3D公司的SLA250(立体光刻或称光敏树脂激光固化)设备与技术并进行开发研究,经几年努力,多次改进,完善、推出了“M-RPMS-型多功能快速原型制造系统”(拥有分层实体制造-SSM、熔融挤压成型-MEM),这是我国自主知识产权的世界唯一拥有两种快速成形工艺的系统(国家专利),具有较好的性能价格比。
2、无模多点成形技术是用高度可调的冲头群体代替传统模具进行板材曲面成形的又一先进制造技术,无模多点成形系统以CAD/CAM/CAT技术为主要手段,快速经济地实现三维曲面的自动成形。吉林工大承担了有关无模成形的国家重点科技攻关项目,已自主设计并制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备。
我国这项技术与美国的麻省理工学院、日本东京大学、日本东京工业大学相比,在理论研究和实际应用方面均处领先地位,正向着推广应用方面发展。
3、树脂冲压模具首次在国产轿车的试制中得到成功应用。一汽模具制造有限公司设计制造了12套树脂模具用于全新小红旗轿车的改型试制,这12套模具分别是行李箱、发动机罩、前后左右翼子板等大型复杂内外覆盖件的拉延模具,其主要特点是模具型面以CAD/CAM加工的主模型为基准,用瑞士汽巴精化的高强度树脂浇注成形,凸凹模间隙用进口专用蜡片准确控制,模具的尺寸精度高,制造周期可缩短二分之一至三分之二,制造费用可节省1000万元左右(12套模具)。为我国轿车试制和小批量生产开辟了一条新途径,属国内首创。瑞士汽巴精化有关专家认为可达90年代国际水平。 模具抛光技术是模具表面工程中的重要组成部分,是模具制造过程中后处理的重要工艺。国内模具抛光至Ra0.05μm的抛光设备、磨具磨料及工艺,可以基本满足需要,而要抛至Ra0.025μm的镜面抛光设备、磨具磨料及工艺尚处摸索阶段。随着镜面注塑模具在生产中的大规模应用,模具抛光技术就成为模具生产的关键问题。由于国内抛光工艺技术及材料等方面还存在一定问题,所以如傻瓜相机镜头注塑模、CD、VCD光盘及工具透明度要求高的注塑模仍有很大一部分依赖进口。
值得注意的是,模具表面抛光不单受抛光设备和工艺技术的影响,还受模具材料镜面度的影响,这一点还没有引起足够的重视,也就是说,抛光本身受模具材料的制约。例如,用45#碳素钢做注塑模时,抛光至Ra0.2μm时,肉眼可见明显的缺陷,继续抛下去只能增加光亮度,而粗糙度已无望改善,故目前国内在镜面模具生产中往往用进口模具材料,如瑞典的一胜百136、日本大同的PD555等都能获得满意的镜面度。
镜面模具材料不单是化学成分问题,更主要的是冶炼时要求用真空脱气、氩气保护铸锭、垂直连铸连轧、柔锻等一系列先进工艺,使镜面模具钢具内部缺陷少、杂质粒度细、弥散程度高、金属晶粒度细、均匀度好等一系列优点,以达到抛光至镜面的模具钢的要求。
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