浅谈绿色制造概念下的模具设计与制造

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1、模具工业是制造工业化生产的基础，它的生产技术水平高低.已经成为衡量制造业水平的重要标志。以前，传统的模具设计过程一般仅仅需要考虑模具产品的基本属性，如模具的功能、质量、成本和寿命等等，而很少、甚至不考虑它的环境属性。通常按常规思维来说，一个小型模具产品在完成使用后就成了一堆废弃的"垃圾"，回收利用率低。这也是在模具工业中开模难的最根本原因。因为一旦开了模，模具材料就很难再利用了，导致造价高。同时最重要的是这样也就造成了资源、能源严重浪费，而且模具材料中含有的毒、害物质，会严重污染生态环境，妨害人体健康。模具专家罗百辉认为，模具实现了绿色设计与制造，将大大加快模具行

2、业的迅速发展，也是模具发展的必然趋势，从而真正实现模具设计与制造的高质量、低成本、高效率、低污染的目标，绿色技术将对人类未来的生存环境起到深远的影响。绿色制造主要包括以下几方面内容：一是制造问题，包括产品生命周期全过程；二是环境影响问题：三是资源优化问题。绿色制造就是这三部分内容的交叉和有机集成，是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中。对环境的负影响最小，资源使用效率最高。绿色模具不仅仅指在使用时对环境的影响小.还应是从制造到报废的整个生命周期内对环境的破坏最小。1模具设计1.1

3、传统设计与绿色设计传统的模具设计只考虑能够设计制造出合格的模具。并不会过多地考虑材料是否对环境有影响。生产出的模具使用后能否再加工重新利用等。而在模具的绿色设计中从头至尾都考虑了对环境的影响，同时也考虑了模具的回收再利用。1.2材料的选择模具材料的绿色程度对最终产品的绿色性能有着极为重要的影响。绿色设计的材料选择必须建立在绿色材料的基础上.摒弃过去对材料进行表面处理所采用的化学方法.代之以物理的方法以达到防腐或易于脱模的目的。选择优质镜面模具钢加工模具型腔；用不锈钢材料来加工防腐的模具以替代电镀；或用对环境的危害小和镍磷镀替代电镀铬。绿色材料应具备的基本性能有：①

4、低污染、低耗能、低成本：②易加工和加工过程中无污染或少污染：③可降解，可重复使用。1.3设计规范化、标准化模具标准化是组织模具专业化生产的前提。而模具的专业化生产是提高模具质量、缩短模具制造周期、降低成本的关键。[pagebreak]　　（1）采用和购买标准模架及其它标准件。模架及标准件由专门的厂家、企业通过社会化分工进行生产，使有限的资源得到优化配置。模具通常在报废之后只是凸凹模不能再用.但是模架还基本完好无损.因此使用标准模架有助于模架的再利用。冲压模和注塑模的模架都有很多种类，而这些模架也基本是由标准的上下模座。导柱。导套等部件组成。同时.模架的标准化可以使

5、生产模架所使用的设备大大减少，从而节约资源。也利于管理。（2）模具各结构单元的规范化、标准化。这样可加快设计速度，缩短设计周期，方便加工管理。1.4可拆卸性设计模具在使用过程当中，部分零部件由于承受过大的摩擦与冲击，磨损较大。这时。只需更换这部分零部件模具仍可使用。另外。有时只要更换工作零件，即可实现一种新产品的生产。不可拆卸不仅造成大量可重复零部件材料的浪费。而且因废弃物不好处置.还会严重污染环境。因而在设计初期就要考虑到拆卸的问题：①尽可能选择通用结构，以便更换。②在满足强度要求的前提下。尽量采用可拆卸联接。如用螺纹联接，不用焊接、铆接等。1.5CAD，CAP

6、P，CAM，CAE应用CAD，CAPP／CAM是模具设计走向全盘自动化的重大措施。采用CAD／CAPP／CAM技术，可实现少图纸或无图纸加工和管理，节约了资源，可缩短模具设计与制造周期。可提高模具研制的成功率及模具质量。当今CAE技术已被广泛使用。首先可以应用CAD技术设计出产品的大体结构.标出其基本尺寸，然后用CAE技术对产品进行结构分析、可行性分析及工艺分析。现在的CAD三维软件（如Pro／E、SolidWorks、UG等）基本都集成了CAE技术，可以模拟材料的流动情况及分析其强度、刚度、抗冲击实验模拟等。使用CAD／CAE为实现并行工程提供了基本平台，因此提

7、高了模具的设计效率，缩短了整个设计周期。实现了绿色的产品分析。1.6制造环境设计机械生产车间，尤其是冲压车间的噪音和污染非常严重。对工作人员的身体健康造成非常大的威胁，也干扰了周边的安宁，所以，在进行模具设计的时候要对产生的噪音加以控制。甚至消除。通常消除机器噪音的方法有以下几种方法：用V带代替齿轮传动；以摩擦离合器代替刚性离合器；做好飞轮等回转体的动平衡：在压力机产生噪音的主要部位加盖隔音罩：采用有减震器的无冲击模架等。1.7包装方案设计包装方案的设计主要包括三方面：包装材料的选用、包装结构的改进以及包装材料及其废弃物的回收利用。包装材料的使用和废弃物对环境产生

8、了巨大的影