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東莞模具制造生產(chǎn)過程中,減少廢料對于提高材料利用率、降低成本和提高生產(chǎn)效率都具有重要意義。以下是一些可以采取的措施:
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一、模具設(shè)計階段
優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)
合理設(shè)計型腔布局:在設(shè)計注塑模具或壓鑄模具時,合理安排型腔的位置和數(shù)量。例如,對于多型腔模具,通過緊密而合理的布局,使各型腔之間的間距最小化,同時要考慮澆口、流道和冷卻系統(tǒng)的布置,以減少因布局不合理導(dǎo)致的材料浪費。在設(shè)計沖壓模具時,對于有多個沖壓工位的模具,要優(yōu)化工位順序和間距,確保材料在連續(xù)沖壓過程中能夠高效利用。
采用組合式模具結(jié)構(gòu):對于一些大型模具或復(fù)雜形狀的模具,采用組合式結(jié)構(gòu)可以有效減少廢料。例如,在制造汽車覆蓋件模具時,將模具的某些部分設(shè)計成可拆卸的組合模塊,這樣在加工過程中,可以針對不同模塊的形狀和尺寸進(jìn)行單獨加工,減少因整體加工造成的材料過度切削。同時,組合式模具在維修和更換零件時也更加方便,減少了因局部損壞而廢棄整個模具的情況。
精確的尺寸設(shè)計
考慮材料收縮率:在設(shè)計模具尺寸時,要精確計算材料在成型后的收縮情況。對于注塑、壓鑄等成型工藝,不同的材料有不同的收縮率。例如,常見的 ABS 塑料收縮率約為 0.4 - 0.7%,在設(shè)計模具型腔尺寸時,要根據(jù)產(chǎn)品的最終尺寸和材料收縮率來確定型腔的初始尺寸,避免因尺寸設(shè)計不準(zhǔn)確導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸不合格而產(chǎn)生廢料。
預(yù)留加工余量合理:在模具加工過程中,需要預(yù)留一定的加工余量,但余量過多會導(dǎo)致后續(xù)加工過程中產(chǎn)生過多的廢料。要根據(jù)模具的加工精度要求、加工工藝和材料特性來合理確定加工余量。例如,對于高精度的模具,加工余量可以控制在 0.1 - 0.3mm 之間;對于普通模具,余量可以適當(dāng)放寬,但也要避免浪費。同時,在粗加工和精加工階段,要合理分配余量,粗加工余量可以稍多一些,精加工余量則要精確控制。
二、材料選擇與利用
選擇合適的材料
材料性能匹配產(chǎn)品需求:根據(jù)模具的使用要求和產(chǎn)品的特性選擇材料。例如,對于承受高壓力和高摩擦力的模具,如冷鐓模具,要選擇高硬度、高強度的模具鋼;對于注塑模具,要根據(jù)注塑產(chǎn)品的批量、尺寸和精度要求選擇合適的塑料模具鋼。如果選擇了過高性能的材料,不僅會增加成本,還可能因為加工難度大而產(chǎn)生更多廢料;而材料性能不足則可能導(dǎo)致模具壽命短,頻繁更換模具也會產(chǎn)生廢料。
考慮材料的可回收性和再生利用價值:選擇具有良好可回收性的材料。例如,一些金屬模具材料在模具報廢后可以回收再利用,重新熔煉制成新的模具或其他產(chǎn)品。對于塑料模具材料,某些熱塑性塑料在模具加工過程中的廢料可以回收再加工成其他塑料制品,如塑料顆粒等,從而減少廢料的產(chǎn)生。
材料利用優(yōu)化
套料加工:在模具制造中,對于一些大型的模具坯料,如果采用套料加工方法,可以有效利用材料。例如,在加工大型沖壓模具的凸模和凹模時,可以先在一塊大的坯料上加工出多個不同尺寸的凸?;虬寄#S嗟牟牧线€可以用于加工小型的模具零件,如卸料板、墊板等,提高材料的利用率。
廢料再加工利用:對于模具加工過程中產(chǎn)生的廢料,如沖壓廢料、切削廢料等,要進(jìn)行合理的收集和再加工。例如,沖壓廢料可以通過沖壓設(shè)備再次加工成小的零件或產(chǎn)品;切削廢料可以進(jìn)行熔煉、燒結(jié)等處理,制成新的材料或產(chǎn)品。
三、加工工藝環(huán)節(jié)
先進(jìn)加工技術(shù)應(yīng)用
數(shù)控加工優(yōu)化:在模具加工中,廣泛使用數(shù)控加工技術(shù)。通過優(yōu)化數(shù)控程序,可以精確控制刀具路徑,減少不必要的切削動作。例如,在模具的型腔銑削過程中,采用高效的銑削策略,如環(huán)切、等高線銑削等,合理設(shè)置切削參數(shù),如切削深度、切削寬度和進(jìn)給速度等,使切削過程更加平穩(wěn),減少刀具磨損和材料浪費。同時,數(shù)控加工可以實現(xiàn)高精度的加工,減少因加工精度不足導(dǎo)致的產(chǎn)品報廢。
電火花加工精確控制:電火花加工是模具制造中的重要工藝之一,特別是對于一些具有復(fù)雜形狀和高精度要求的模具。在電火花加工過程中,精確控制放電參數(shù),如放電電流、放電時間和放電間隙等,可以提高加工精度,減少電極損耗和材料過度腐蝕。例如,通過自適應(yīng)控制技術(shù),根據(jù)加工過程中的放電狀態(tài)自動調(diào)整放電參數(shù),使電火花加工更加高效和精確。
加工精度控制
精密測量與質(zhì)量控制:在模具加工的各個階段,要進(jìn)行精密測量,確保加工精度。采用高精度的測量設(shè)備,如三坐標(biāo)測量儀、光學(xué)投影儀等,對模具零件的尺寸、形狀和位置精度進(jìn)行測量。例如,在模具的型芯和型腔加工完成后,要進(jìn)行配對測量,確保它們之間的配合精度,避免因配合不當(dāng)導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量問題而產(chǎn)生廢料。同時,建立嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系,對加工過程中的每一個環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量檢驗,及時發(fā)現(xiàn)和糾正加工誤差。
加工余量的動態(tài)調(diào)整:根據(jù)加工過程中的實際測量結(jié)果,動態(tài)調(diào)整加工余量。例如,在模具的粗加工后,通過測量零件的尺寸和形狀誤差,對精加工的余量進(jìn)行調(diào)整。如果粗加工后的尺寸精度較高,余量可以適當(dāng)減少;如果存在較大的誤差,要分析原因并合理增加余量,以確保最終產(chǎn)品的質(zhì)量,同時避免因余量不合理而產(chǎn)生廢料。