綠色制造技術(shù)在模具中的應(yīng)用

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1、綠色制造技術(shù)在模具中的應(yīng)用【摘要】在對(duì)綠色制造概念介紹的基礎(chǔ)上,介紹了模具綠色制造的整個(gè)生命周期,包括綠色設(shè)計(jì)、綠色制造、綠色包裝、綠色維護(hù)和綠色回收、再處理等階段,并結(jié)合鍛模、沖壓模、注塑模具自身的特點(diǎn),具體闡述了基于綠色制造的模具設(shè)計(jì)與制造的原則與方法。指出了模具的設(shè)計(jì)和先進(jìn)制造技術(shù)與綠色思想的結(jié)合是模具工業(yè)的發(fā)展必然?！　　娟P(guān)鍵詞】綠色制造;模具;先進(jìn)制造技術(shù)　　　　制造業(yè)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)向前快速發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè),制造業(yè)在將制造資源轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品以及隨后產(chǎn)品的使用和廢棄后的處理過(guò)程中,將會(huì)給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了不同程度的污染。對(duì)于制造業(yè)來(lái)說(shuō),未來(lái)所面臨解決的重大問(wèn)題是如何減少資源的消耗和

2、盡可能少地產(chǎn)生環(huán)境污染。因而綠色制造(GreenManufacturing)應(yīng)運(yùn)而生,其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中,對(duì)環(huán)境的負(fù)影響最小,資源使用效率最高[1-2]。綠色制造主要包括以下幾方面內(nèi)容:一是制造問(wèn)題,包括產(chǎn)品生命周期全過(guò)程;二是環(huán)境影響問(wèn)題;三是資源優(yōu)化問(wèn)題。綠色制造就是這三部分內(nèi)容的交叉和有機(jī)集成?！　∧＞呤侵圃鞓I(yè)中使用量大、影響面廣的工具產(chǎn)品,是工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的基礎(chǔ)工藝裝備。它的生產(chǎn)技術(shù)水平的高低,已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)過(guò)程一般僅僅需要考慮模具產(chǎn)品的基本屬性,如模具的功能、質(zhì)量、成本

3、和壽命等等,而很少、甚至不考慮它的環(huán)境屬性和對(duì)資源、能源造成的浪費(fèi)。模具工業(yè)作為制造業(yè)的一個(gè)重要組成部分,并且在我國(guó)得到迅猛發(fā)展,因而在模具行業(yè)中提倡綠色制造尤為重要?！　　　?模具的綠色制造　　　　由綠色制造的概念可知,“綠色模具”不僅僅指在使用時(shí)對(duì)環(huán)境的影響小,還應(yīng)是從制造到報(bào)廢的整個(gè)生命周期內(nèi)對(duì)環(huán)境的破壞是最小的。因此,模具的綠色制造設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)者在構(gòu)思階段就要優(yōu)先考慮模具產(chǎn)品的環(huán)境屬性(模具的可拆卸性、可再次回收性等等),然后再考慮原有應(yīng)該考慮的模具產(chǎn)品應(yīng)用的基本屬性[3]?？偟膩?lái)說(shuō),模具綠色制造的整個(gè)生命周期包括綠色設(shè)計(jì)、綠色制造、綠色包裝、綠色維護(hù)和綠色回收、再處理等

4、階段?！　?.1模具的綠色設(shè)計(jì):模具綠色設(shè)計(jì)對(duì)模具綠色制造有著非常重要的地位,這一步解決的好壞直接影響到最終利用模具加工產(chǎn)品的綠色生產(chǎn)問(wèn)題?！　?.1.1模具材料的選擇:模具材料的選擇是模具產(chǎn)品設(shè)計(jì)的第一步。模具材料的“綠色程度”對(duì)最終產(chǎn)品的“綠色性能”具有非常重要的影響。因此,綠色模具設(shè)計(jì)必須建立在綠色模具材料基礎(chǔ)上。綠色模具材料應(yīng)是低能耗、低成本的材料,尤其是少污染的材料;是易加工和加工過(guò)程中無(wú)污染或少污染的材料;是易回收處理、可重復(fù)多次使用或可降解的材料。比如,可選擇優(yōu)質(zhì)鏡面模具鋼加工型腔,輔之以良好的拋光手段;直接用不銹鋼材料來(lái)加工防腐的模具,以替代表面處理的方式。另外除

5、在材料上選用不銹鋼來(lái)避免使用電鍍外,也可采用鎳磷鍍替代電鍍鉻,因?yàn)殒嚵族冊(cè)趯?duì)氯化氫氣體的防腐上要優(yōu)于電鍍鉻,且前者對(duì)環(huán)境的危害也要小于后者。　　1.1.2延長(zhǎng)壽命的模具設(shè)計(jì):延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命是綠色制造的主要手段之一。對(duì)于鍛造模具,在提高模具壽命方面已有很多的措施,如正確選擇分模面位置、選擇適當(dāng)?shù)娘w邊槽、選擇合適噸位的鍛造設(shè)備、在一副鍛模上開設(shè)兩個(gè)終鍛模膛分別單獨(dú)使用等。對(duì)于沖壓模具,如沖壓間隙值的合理選取、盡量壓縮凸模工作部分長(zhǎng)度、采用彈性卸料板、改進(jìn)凸(凹)模的結(jié)構(gòu)如采用一模多形、一形兩用和拼裝式模具來(lái)提高模具的利用率。對(duì)于注塑模具,如采用隨形冷卻水道可提高注塑精度和模具使用壽命;

6、將模具型芯由整體結(jié)構(gòu)改為鑲拼式結(jié)構(gòu),可解決模具的變形問(wèn)題,提高模具壽命?！　?.1.3模具的可回收性設(shè)計(jì):模具的回收性設(shè)計(jì)是指在模具產(chǎn)品綠色的設(shè)計(jì)初期充分考慮產(chǎn)品中所用各種材料的回收、再利用的可能性、回收處理的方法、回收性的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)估以及回收性的結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)等有關(guān)一系列問(wèn)題。這樣就可在后續(xù)生產(chǎn)中盡可能節(jié)約材料,減少浪費(fèi)。因此,因避免或不要過(guò)多使用銅、鉛等有害或?qū)Νh(huán)境有重污染的材料;盡可能減少所用材料的種類;避免使用與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)再回收過(guò)程中不相兼容的材料;多使用無(wú)需特殊工具的連接件;設(shè)計(jì)時(shí)盡可能允許使用現(xiàn)有的一些可重復(fù)利用的零部件等?！　?.1.4模具的可拆卸性設(shè)計(jì):模具可拆卸

7、性對(duì)于模具綠色制造來(lái)說(shuō)是很重要的。當(dāng)模具在使用過(guò)程中部分零部件由于承受過(guò)大的摩擦與沖擊磨損較大時(shí),只需更換這部分零部件模具仍可使用。此外,有時(shí)只要更換凸、凹模即可實(shí)現(xiàn)一種新產(chǎn)品的生產(chǎn)。如果模具不具備可拆卸性不僅回造成大量可重復(fù)零部件材料的浪費(fèi),而且因廢棄物處理不好導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染。因而在設(shè)計(jì)初期就要考慮模具結(jié)構(gòu)易于拆卸,維護(hù)方便,這樣就便于在后續(xù)回收處理中再利用。因此,在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能選擇通用結(jié)構(gòu),以便更換;在滿足強(qiáng)度要求的前提下,盡量采用可拆卸聯(lián)接(如螺紋聯(lián)接),不用焊接