面向绿色的冲裁模设计

1、面向绿色的冲压模设计摘要：在介绍绿色制造概念的基础上，结合冲压模的特点，讨论了怎样在冲压模具的设计和制造过程中，实现绿色制造，并指出先进制造技术与绿色思想的结合是冲模制造的发展必然。关键词：绿色制造、冲压模具、先进制造技术一、前言近几十年来，随着全球经济的快速发展，全球环境也在不断地恶化。前段时间的墨西哥湾漏油事件引发的生物大灾难更是成为众人关注的焦点。如何在保证经济发展的同时，做好相应的环境保护措施以减少对自然的破坏，使人类社会得以持续发展，成为当前一大重点。对于制造业来说，未来所面临解决的重大问题是如何减少资源的消耗和尽可能减少对环境的污染。在寻找可持续发展方法的背景下，绿色制造（gree

2、n manufacturing）的理念应运而生。绿色制造（green manufacturing）,又称环境意识制造（environmentally conscious manufacturing）、面向环境的制造（MFE）等。但由于绿色制造概念的提出是近十几年的事，研究的历史比较短，其概念和内涵尚处于探索发展阶段，因而至今还没有统一的定义。但很多专家认为：绿色制造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，对环境的负面影响最小，但资源利用率又最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化1。绿色制造要考虑多方面的因素

3、，总结起来分为三大类：一是制造问题，包括产品生命周期全过程；二是资源优化利用问题；三是环境影响（主要是负面影响）问题。而绿色制造则是这三大因素的交叉部分，如下图所示。模具是制造业中使用量大、影响面广的工具产品，是工业生产生产当中的基础工艺装备。模具工业作为制造业的一个重要组成部分，在我国得到迅猛发展，因此，在模具行业中共提倡绿色制造尤为重要。二、绿色制造在冲压模中的使用绿色模具的生命周期与环境相关的有如下几个阶段：设计、制造、使用、维护和报废回收。绿色设计就是要在模具产品开发设计时就应充分关注在这几个阶段中如何减轻对环境的影响。它包括原材料的选择及其回收、模具的可拆卸性设计及采用先进的模具制造

4、工艺和技术。1、原材料的选择绿色、环保的模具材料是模具绿色设计的前提和基础。如果所使用的材料本就不是绿色材料，那后面所做的任何减少对环境污染的措施都是徒劳无功的。所以，材料的选择很重要。绿色环保的材料应满足下列条件2：是低耗能、低成本的材料，尤其是对环境友好、无污染的材料；容易加工且在加工过程中不会造成污染或污染很少的材料；容易回收的材料，或可以重复使用或课降解的材料。2、原材料的回收模具绿色设计制造还有一个需要考虑的环节就是对所使用的模具材料进行回收。对材料进行回收能够节约材料，降低制造成本，减少材料的浪费。回收材料的原则如下2：避免使用有害或对环境产生严重污染的材料，如不要过多使用含有铜、

5、铅等有害金属材料；尽可能减少所使用的材料的种类；避免使用不可回收的材料；设计中尽可能允许使用现有的一些可以重复利用的现成的零部件。3、模具的可装拆卸设计 有些模具，尤其是多工位冲裁模，结构复杂，这就给模具的维护和材料的回收带增加了难度。而设计合理的可拆卸性强的模具结构，可以减少模具拆卸的工作量，减低对装拆人员的技术要求4。设计可装拆模具的主要原则有以下几点：在模具的设计过程中，尽量使用标准件和通用零件，减少专用零件的使用，以减少装拆工具的数量和种类，增加自动化装拆的比例；在保证模具功能和性能顺利实现的基础上，进行功能集成，减少零部件的数量，即尽量考虑采用模块化结构，以模块的方式实现装拆，此外模

6、块化结构有利于零部件的互换通用和快速更换；选择容易装拆或易于破坏的连接方式，能实现方便地、无损害地将模具零件拆卸下来，且应尽量避免采用如铆接和焊接等不可拆卸的连接方式。4、采用先进的模具制造工艺和技术在模具的绿色制造过程中，采用绿色工艺也是实现模具绿色制造的一个重要环节。它是既能提高企业的经济效益，同时又能减少对环境影响的工艺技术。它要求在提高生产效率的同时必须减少或避免危险废物以及其他有害物质的用量，改善劳动条件，并能顺利生产出安全的与环境兼容的产品4。符合这些要求的先进制造工艺和技术有：快速成型技术、虚拟现实技术、高速切削、激光加工、电火花和线切割等特种加工技术。此外，相对于注塑模具安装在

7、注塑机上工作，冲压模具是安装在冲压机以实现批量生产，所以在冲压车间最大的一个特点是噪声污染严重，危害操作工人的健康，也干扰了工厂附近环境的安宁。所以，在进行模具设计的时候，必须对噪声加以控制和削减。通常从这两方面着手：消减声源噪声；在噪声传播的途径上采取相关措施。消减声源噪声的措施有：用V带传动代替齿轮传动；用摩擦离合器代替刚性离合器；采用铸铁机身以增加也立即的刚性和减震能力；做好飞轮等回转体的动平衡等。在噪声的传播途径上采取的措施有；在轴承和轴承座之间增加唐星衬套；在压力机产生噪声的主要部位加盖隔声护罩；采用具有减震器的无冲击模架等等3。三、结束语绿色制造能使产品生命周期内的环境影响达到最小, 并能充分合理地利用资源, 符合可持续发展的要求, 将是世纪制造业的重要发展方向。在冲压模具设计制造中引入绿色制造技术, 是冲模设计制造的发展必然, 也将大大地加快模具行业前进的步伐, 实现高质量、少污染、短周期和低成本的目标。我们要加大绿色制造的好处，吸引更多的企业采用绿色制造的方法来进行产品的生产，让企业在快速发展经济的同时又不会对环境产生污染或破坏，实现经济发展和绿色环境的双赢局面。参考文献：1】 .2009.32】 朱伟，张质良，董湘怀，舒世湘.