模具加工工艺优化设计.docx

1模具加工工艺优化设计张忠纯唐山学院唐山摘要模具生产技术水平的高低已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志本文介绍了国内模具技术的现状模具零件的制造特点以及利用价值工程理论方法对优化模具加工工艺进行优化设计的途径以期达到保证加工质量最大限度地提高企业生产效率目的关键词模具制造技术现状制造特点优化设计实例分析中图分类号文献标识码文章编号2作者简介张忠纯男河北唐山人教授工学学士主要研究方向为机械设计及机械加工工艺引言模具制品行业是我国轻工业中的一个重要组成部分与人民生活息息相关近年来随着经济全球化趋势不断加深不断有国外模具制造企业来我国采购或建立跨国业务国内模具制造业在稳步发展的同时迎来了高速发展的条件和机遇模具是技术型产品和典型的非定型产品每套模具都要进行创造性的设计加工数控编程生产准备机械加工装配及试模等阶段所经过的周期较长特别是其机械加工费时因此如何提高生产效率缩短开发周期提高模具制造水平降低生产成本一直是模具制造企业面临的难题我国模具制造技术的现状中国模具业的发展使得中国的模具生产总量在世界上已经位列前列并且开始从模具进口大国逐渐转变为模具出口国大型精密复杂高效和长寿命模具又上了新台阶模具企业对专利技术越来越重视目前我国已有发明专利多项实用新型专利多项年模具进出口总额为亿美元同比增加其中进口总额为亿美元同比增加出口总额为亿美元同比增加模具已出口到个国家和地区但是在良好的发展态势之下也存在一些问题就目前来看我国模具行业主要呈现的发展特点如表所示3在全球产业链中我国所提供的模具产品始终位于中低档次随着市场需求逐步萎缩行业竞争越来越严苛模具生产企业都试图降低产品价格来占领更多市场份额导致企业利润越来越低产品质量却未见提高目前发达国家在模具研发和制造方面的技术和管理模式已相当成熟加工制造流程也比较严谨模具开发周期较短产品质量有保障相比之下国内模具制造业无论是技术管理模式还是产品质量都与发达国家有一定差距目前发达国家的模具制造业已形成专业化生产模式专业化分工有助于提高生产效率缩短模具研发和生产周期同时提高产品质量因此是模具制造业未来一个必然发展趋势专业化分工使企业能集中大部分精力来拓展核心业务并且不断积累产品研发生产和服务等方面的经验用以改进生产模式向市场提供质优价廉的产品我国模具企业专业工还不明确高新技术已在发达国家的模具制造业普及比如信息化管理技术新型多功能复合模具技术新材料成形技术自动化加工技术高速加工技术表面处理技术数字化模具技术成形过程模拟技术等等高新技术的在模具制造领域的应用大大提高了模具研发加工和制造水平并且将模具制造推向了一个前所未有的高度在新技术研发创新方面包括新材料的应用成形技术的创新成形品质的改进等等我国缺乏自主创新能力始终沿用发达国家的技术路线4近些年我国模具加工业确实发展很快并且小有成就但是与发达国家相比尚有差距比如模具制造对精密仪器的利用率较低技术应用仍停留在初级阶段仍沿用传统模具成型技术技术创新能力差许多精密仪器成型模具等设备和相关技术对国外企业的依赖程度较大模具的技术要求和制造特点模具制造的基本要求模具寿命高从使用角度来讲模具寿命越高越好对模具设计制造者来说是一项综合性指标这不仅促进了模具新材料的应用也给模具生产带来了新的要求加工精度要求高表面粗糙度要求低生产周期短随着技术研究不断推进模具市场上的产品不断推陈出新企业竞争加剧客户普遍要求尽量缩短模具生产周期为了适应紧张的发展形势企业需要持续改进生产工艺和生产管理技术积极引入高精尖设备提高制造水平以缩短生产周期降低生产成本占领更多市场份额成本低模具成本与模具结构的复杂程度模具材料制造精度等要求及加工方法有关必须根据制品要求合理设计和制订其加工工艺降低成本成套性生产当某个制件需要多副模具加工时前一模具所制造的产品是后一模具5的毛坯模具之间相互牵连制约只有最终制件合格这一系列模具才算合格因此在模具的生产和计划安排上必须充分考虑这一特点要求进行试模和试修模具的设计与生产出了自身特点外还和经验有关模具的有些部位需要通过试修才能最后确定装配后的模具必须通过试冲或试压最后才能确定模具是否合格所以在生产进度安排上必须留有一定的试模周期模具制造的特点模具作为一种专用工艺装备模具生产与一般机械制造相比既具有一定的共性又具有其自身的特殊性一般相对来说模具制造难度较大一些模具生产和工艺主要有以下几个方面特点单件多品种生产每副模具只能生产某一特定形状尺寸和精度的制件一般在加工制造中尽量采用通用机床通用刀量具和仪器最大限度地减少专用工具的数量在制造工序安排上要求工序相对集中以保证模具加工的质量和进度简化管理和减少工序周转时间制造质量要求高模具制造即要求加工精度高又要求加工表面质量好一般来说模具工作部分的制造公差都应该控制在以内有的甚至要求在微米级范围内模具加工后的表面缺陷要求非常严格而且工作部分的表面粗糙度要求形状复杂6普通的机械加工只是加工简单几何形面但模具工作部分的加工尤其型腔类模具工作部分的加工一般都是二维或三维的复杂曲面这是产品所要求的材料硬度高模具实质上讲是一种生产制品的工具其硬度要求较高一般都是用淬火合金工具钢或硬质合金等材料制成形状以制件形状而定所以模具加工方法有别于一般机械加工从模具制造的特点和基本要求来看各项指标是相互关联相互影响的片面追求模具精度和使用寿命必然会导致制造成本的增加当然只顾降低成本和缩短制造周期而忽视模具精度和使用寿命的做法也是不可取的应根据实际情况在设计与制造模具时作出全面考虑总的原则是应在保证制品质量的前提下选择与制品生产量相适应的模具结构和制造方法使模具制造周期短成本低模具加工工艺的优化设计在模具结构合理设计基础上用价值工程理论方法来研讨模具零件加工作业过程的优化设计充分结合企业实际情况把模具设计作为用户详细论证其功能以保证模具零件加工精度为目标寻求提高效率降低成本的有效途径合理编制模具零件加工工艺规程工艺规程指导生产的主要纪律性技术文件工艺规程是生产组织和生产管理的依据生产前用它作生产的准备生产中用它作生产的指挥生产后用它7作生产的检验合理安排加工设备的布局结合企业产品的实际情况采用以减少工序间中转辅助时间为目的加工设备布局采用高效率的加工设备数控技术的广泛应用为工作人员提供了高质量多品种高效率生产模具零件的物质基础合理选择工艺基准合理选择工艺基准和采用工序集中的原则是保证模具零件加工质量的前提条件之一采用高效率机床夹具和量具采用快速成型的先进模具制造技术实例分析以球形灯罩注塑模具凹模加工为例凹模采用超塑性材料经过强化后强度可以达到以上生产类型为小批量生产凹模零件图如图球形灯泡凹模加工工艺特点工艺是采用超塑性材料的挤压成形工艺中小批量生产模具中极大地提高了生产效率保证凹模型腔加工质量的一致性如果采用相同工艺加工凸模可以很好地保证球形灯罩壁厚的均匀性8结束语模具产品制造过程受多种因素制约结合企业实际情况通过先进的管理与制造技术实现了更高的工作效率与加工质量把整个模具生产过程纳入控制之中找到了高质量高效率低成本生产模具的途径为模具工业提供可资借鉴的发展道路参考文献李晓东模具制造工艺学上海科学技术出版社江昌勇基于价值工程的模具设计常州工学院学报武春友戴大双价值工程机械工业出版社李云程模具制造工艺学机械工业出版社