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作者：李雲妹 謝祖華

（福建船政交通職（zhí）業（yè）學院機械工程係，福建福州 350007）

可（kě）靠和高精度（dù）的導向可減（jiǎn）少凸凹模的（de）磨損和啃傷，延長模具壽命。

此外，模具（jù）壓力中心和上下模板的剛性對模具（jù）壽命也（yě）有影響。

1.3 模具零件的標準化

模具零（líng）件的標（biāo）準化比例越高（gāo），模具中要設計的零件就越少，這樣可節（jiē）省設計時間，而且：標準（zhǔn）化的零件可直接購買，縮短（duǎn）了模具製造周期（qī）；標準化的零件都（dōu）是由專業廠大批（pī）量生產，有（yǒu）利於保證（zhèng）質量、降低成本（běn），使有限的資源得到優化配置，實現模具的綠色（sè）製造。

目前我國已頒布了冷衝模模架、冷衝模模柄（bǐng）、冷衝模導正銷、冷衝（chōng）模廢（fèi）料切（qiē）刀等（děng）多項冷衝模具零部件的國家標準，專業化生（shēng）產正處於積（jī）極組織和實施（shī）中。

但總的來說，我國衝壓模具的標準化（huà）和專業（yè）化（huà）生產水平（píng）與發達國家相比還處於較低水平：我國模具標準件使用覆蓋率

作者簡介（jiè）：李雲妹（1963—），女，副教授，碩士，主要從事機械設計與製造研究。謝祖（zǔ）華（1963—），男（nán），副教授，碩士，主要從事機械設計與製造研究。

第（dì）4期 李雲妹等：衝壓模具（jù）的綠色製造 109

才達到 30%~40%，而發達國家達到 70%~80%。

因此這方麵還有許多工（gōng）作要做。

2 衝壓模具的（de）綠色製造（zào）加工（gōng）工藝

綠色加工工藝是指生產效率（lǜ）高；加工（gōng）過程能（néng）量消耗（hào）低；能（néng）改善勞動條件，減少對（duì）操作人員的健康危（wēi）害、對環境影響又相對較小的工藝技術[2]。要實現（xiàn）綠色製造（zào），一方麵優（yōu）化目前的加工工藝，另（lìng）一方麵采用（yòng）先進的模具加工技術。這些加工（gōng）技術如下：

2.1 超高速加工技術

超高速加工技（jì）術是指利用高自動（dòng）化、高柔性和高精度的能實現高速運動（dòng）的製造設備，采用超硬切削（xuē）刀具或（huò）磨具，以超高切削速度來（lái）提高材料切除率，達到高加工精度和質量的先進加工技術[3]。

超高速加工包（bāo）括超高速切削和超高速磨削。通（tōng）常（cháng）把（bǎ）切削速度是常規的5～10倍以上的切削加工稱為超高速切削。

超高速切削時，切屑為碎片狀而不是普通（tōng）切削的帶狀，95%的切削熱被切（qiē）屑帶走，切削力（lì）降低30%；此外（wài），超高速（sù）切削時設備的激振頻率特別高，其頻率範圍遠（yuǎn）離了“機床-刀具-工件”工藝係統的固有頻率，因此機床工作（zuò）平穩，加工的（de）工件精度極高、表麵質量極好、工件表麵殘餘（yú）應力極小，可直接達到（dào）精加工要求，材料切除率相應提高若幹倍[3]。

與超高速切削（xuē）一樣，超（chāo）高速磨削具有效率極高、磨削力極小、磨出的工（gōng）件表（biǎo）麵粗糙度值極低、砂輪壽命長等優點。

因此，超高速加工可以提高加工工件質量和生產率、節約能耗，是一個很好的綠色加工工藝。

2.2 幹切削技術（shù）

幹切（qiē）削加工是指加工過程中不用或僅用微（wēi）量切削液，這是（shì）一種從環境汙染源頭上進行控製的清潔環保新型綠色製造技術。

幹切削加工技術不僅（jǐn）沒（méi）有切削液對環境（jìng）的汙染，而且省去了與切削液有關的傳輸、過濾、回收等裝置和費（fèi）用，簡化了生產係統、降低了產品生產成本（běn），形（xíng）成的切屑又幹淨、清潔、無汙（wū）染，便於回收和處理。

幹切削時沒有切削液（yè）的冷卻，刀具溫度（dù）比濕（shī）切削高得多，因此：刀具材料應具有良好熱硬性（xìng）和（hé）高溫（wēn）韌（rèn）性、高的耐磨性和抗粘結性能、低的摩擦係數；刀具的幾何形狀要適合幹（gàn）切削的特（tè）點，槽型應保（bǎo）證排屑流暢、易於散熱。

目前，幹切削刀具主要使用超細顆粒硬質合金、立方氮化硼、聚晶金剛石、SiC 晶須增韌陶瓷及（jí）納米陶瓷等材（cái）料製造。此外，對刀（dāo）具進行（háng）塗層處理，也能大大提高刀（dāo）具性（xìng）能。

塗層（céng）可以是單層的，也可以是多層的複合塗層；不同的塗層可使刀具獲得不（bú）同的性能，主要有可提高刀具硬度和耐磨性、提高抗“月牙（yá）窪”磨損的（de）能（néng）力、降低摩擦係數、減少切削力和降低切削溫度等。

幹切削已成為綠色製造工藝研究的一（yī）個熱點，德、日美等工業發達國家無論是刀具還是設（shè）備研究都取得了重要成果，並已成功應用於生產領域。

我國在這方麵的研究起（qǐ）步較晚，雖然取得了一些成果，但總體而言比發達國家還存在較大差距（jù），有待進一步研（yán）究和推廣應用。

2.3 基於快速原型製造技術（shù）的快速模（mó）具（RT）製造技術

快速原型製造（zào）技術（Rapid Prototyping Manufacturing，RPM）是20世紀80年代末期迅速崛起的一種（zhǒng）先進製造技術。其原理是（shì）：設（shè）計（jì）人（rén）員通過 CAD將設計思（sī）想進行三維實體造型（xíng）；然（rán）後對（duì）三維實（shí）體沿給定方向二維切片，並根據各截麵層形成二維數據；之後快速成形係統根據切片（piàn）的輪廓形狀和厚度要（yào）求，用液體、絲材、片（piàn）材、粉末或製成薄片，通過固化、熔接、黏結、燒結等方式，將材料一片（piàn）一（yī）片“堆積、疊壓”，從而快速完成三維實體的原型製（zhì）造。

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目前這種基（jī）於快速（sù）原型製造技術的快速模具（Rapid tooling，RT）製造方法有直接製模法和間接製模法。

直接製模（mó）法就是用上述快速原型製造技術製造模具，雖然其具有（yǒu）加工過程無（wú）需刀具和工裝夾（jiá）具、材（cái）料利用率極高、製造速度快、製造費（fèi）用低等優點，但（dàn）受到使用材料的限製，目前使用不多。

間接製造法是先通過快速原型製造技術（RPM）製作母模，然後通（tōng）過一次（cì）或（huò）多（duō）次轉換的方法製成模具（jù）型腔。目前（qián）各（gè）種間接製模工藝比較成熟，使用較多。

依據製（zhì）模材料的不同，間接製模法（fǎ）製造的模具可分為硬質模具和軟質模具兩種類型。

硬質模具一般指鋼質模（mó）具，雖然製造難度較高，但使用（yòng）壽命較長；利用RPM原型製作鋼質模具的主要方法有電火花加工法、熔模鑄造法、陶瓷型精密鑄造法等。

製模材料使用環氧樹脂、矽（guī）橡膠（jiāo）、低熔點合金等的模具稱為軟質模具，其具有製（zhì）作周期短、製造成本低的（de）優勢，因而特別適用於新產品開發或（huò）小批量、多品種、快速改型的場合；目前軟質模具的製造方法主要有矽橡膠澆（jiāo）注法、樹（shù）脂澆注法、電（diàn）鑄法以及金屬噴塗法等。

目前基於 RPM 技術的快速模具可用於板料衝壓的成形模、拉深模、彎曲模，有的還可用於衝裁模、切邊模，特別是在汽車覆蓋件衝壓成形中應用較多（duō）。

汽車覆蓋件快（kuài）速模具的成功應用，降低了研發成本、縮短了汽車新產品（pǐn）的研發（fā）周期[4-6]。

與傳統（tǒng）模具製造技術相比，快速模具製造技術製造周期短，一般可節省1/3左右的時間，且無需電火花加工、無需數控銑削（xuē）、無需專用工（gōng）裝，複雜的模具型腔可直接根據RPM原型（xíng）製造出來，而且製（zhì）造成本低。

這是（shì）對多品種、小批量的生產模式和快速（sù）變化（huà）的市場需求強有力的技術支撐，是很（hěn）有（yǒu）發展前景的綠色製造工藝。

3 模具（jù）的綠色包裝、維護、回（huí）收和再處理綠色包（bāo）裝包括包裝結構設計、包裝材料的選擇和包裝材料的回（huí）收。包裝箱內部結（jié）構要設計合理，以（yǐ）達到簡化包裝的目的；應盡量選擇無毒無害、易回收易降解的（de）綠色包裝材（cái）料；在包裝箱上（shàng）注明包裝材料的可回收性標誌（zhì）及回（huí）收處理方式等。

模具的綠色維護方麵。修模時盡可能采用（yòng）人工修模，不用或少用機加工；不（bú）用（yòng）或少（shǎo）用有害環境的溶（róng）液處理模具表麵，如甲醇、鹽酸等。

模具綠色回收與再處理方麵。在模具設計和製造階段就注意貫穿模（mó）具可拆卸（xiè）性和可回收性綠色理（lǐ）念，使得：模具在使用過（guò）程中某（mǒu）個（gè）零件損壞時可以更換；對於可用部分拆下並進行適當的維修加工，可以用於新模具上；有些模具甚（shèn）至隻要（yào）更換（huàn）凸（tū）凹模就是一副不同的模具，可（kě）以生產新的產品。

4 結束語

綠色製（zhì）造是現代製造業的可（kě）持續發展模式，也是模具發展（zhǎn）的必然趨勢（shì），應（yīng）引起人們的重視和自覺應用。

模具綠色設計與製造可（kě）減少對環境造（zào）成的汙染、縮短模具製造周期、提（tí）高產品質量、降低製（zhì）造成（chéng）本，推動模具行業快（kuài）速發展。

雖然現（xiàn）階段有些綠色製造工藝和技術，由於（yú）其本身還（hái）有需要完善之處等種種原因（yīn）而不能全麵施行和應用，但有理由相信，綠色製造將在（zài）不久的將來大顯身手。

參考文（wén）獻：

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􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉􀤉

（上接第43頁（yè））

口和FANUC LADDER-Ⅲ軟件，通（tōng）過CNC係（xì）統側與 技（jì）能緊缺人才奠（diàn）定了基礎。本文所（suǒ）述的這種基於軟件側關鍵參（cān）數的正確設定（dìng），實現了PMC數據備份 FANUC LADDER-Ⅲ的PMC數據備份與恢複的方與恢複，促進了學生（shēng）實踐動手能力的提高，為培養高 法對數控機床裝調（diào）維修具有一定的實用價值。

參考文獻：

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