基本信息
所属科技项目名称:塑料模具制造创新服务平台建设
项目主管部门:北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会
科技成果信息
科技成果名称:塑料模具制造创新服务平台建设
关键词:塑料模具,高精高效加工设备,模具结构与工艺智能化设计,高精高效加工技术,智能制造
科技成果类型:集成创新
科技成果所处阶段:工业化生产
科技成果应用领域:制造业
科技成果简介:模具是工业生产及装备制造业生产的基础工艺装备,被称为“工业之母”,模具制造水平的高低已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。本课题依托黄骅模具产业集聚优势,借助北京在模具制造方面的先进技术创新能力和科研人才优势,在黄骅市建设塑料模具制造创新服务平台,形成有效的科技资源、设备资源、人才资源共享机制,推动黄骅模具产业高质量发展,解决黄骅模具产业在人才、设计和制造能力等方面存在的短板,促进黄骅模具产业协调快速发展,构建京津冀地区模具产业协同创新发展新生态。
针对模具加工要求质量高、交货期短等需求,从切削加工角度探索高精高效模具加工关键技术并进行关键设备应用开发,并实现了用于模具高效开坯加工的大扭矩高效率模具加工中心,具备铣、磨、钻、镗、攻等复合加工能力的高速高精模具加工中心,用于复杂模具型腔表面高精度加工的五轴模具加工中心,以及用于模具表面激光淬火的金属表面激光淬火设备的开发。针对目前模具设计开发周期长、模具加工质量与效率满足不了高端模具的开发需求、模具制造数字化智能化应用程度较低等问题,开展模具智能加工工艺与智能制造关键技术研究。首先,进行注塑模具结构及工艺的智能化设计技术研究,构建模具结构案例库与模具工艺案例库,结合智能优化算法,实现塑料模具的智能化结构设计及加工工艺决策,并开发了模具智能结构设计和工艺辅助设计软件;其次,利用理论与试验相结合的方法,开展高速切削过程中切削力及变化规律研究、切削刀具选择与切削参数优化研究、模具高精高速切削技术研究和模具精加工对表面完整性影响规律研究,探究了影响加工精度的切削因素;最后,针对机床与人员等多级资源优化分配问题提出了多资源柔性生产调度方法,通过多源数据实时采集与分析,实现了多源数据在制造执行环境中的融合处理,并进行生产数据可视化,同时,基于RFID射频识别技术实现了模具生产流转信息的动态监控。基于上述研究,建设塑料模具制造创新服务平台,该平台具有先进的加工、热处理、检测等设备,可满足800mm~1000mm的汽车保险杠及内饰等中大型塑料模具加工需求,实现交货期在30 天左右;可实现电子仪器外壳、医疗器械等中小型塑料模具的加工精度达5μm;可进行汽车、电子、医疗、日常用品等产品的塑料模具加工,并实现对黄骅其他模具企业的服务。
经过发展建设,塑料模具制造创新服务平台已成为黄骅市对外招商引进项目的城市名片。平台以模具研发、生产制造为主营收入,辅以场地、设备、技术、信息共享等服务型收入协同发展,现年产值可达3000余万元,可实现对京津冀地区模具产业的支撑。
目前课题研发的4台高精高效模具加工关键设备已经在黄骅进行实际的模具生产,对提高黄骅模具的加工精度与效率,起到有力的推动作用。由北京精雕开发的高速高精模具加工中心及五轴模具加工中心已成功实现了推广应用。其中高速高精模具加工中心已经销售12 台,取得销售收入1419 万元,其中,销往模具行业6 台,取得销售收入717 万元;五轴模具加工中心已经销售14 台,取得销售收入2719 万元,其中,销往模具行业4 台,取得销售收入747 万元。总计实现销售收入4138 万元。北京精雕将继续进行课题产品的推广,为更多客户解决精密模具加工难题,提升中国制造业的总体水平。北京机电院在承担开发大扭矩高效率模具加工中心的基础上,研发出VMC1500以及VMC1700立式加工中心系列衍生产品,该系列产品具有高刚性、高精度、高速、大扭矩、高承载、重切削、多功能、优异的操作接近性等特点,销售于各种模具与机械制造业。未来将继续进行产品的推广应用,扩大产品的应用领域,服务我国的装备制造业。安川首钢通过承担开发金属表面激光淬火设备,拓展了自己在机器人领域的应用,未来将不断研发推广相关的智能制造产品,服务于中国制造的转型升级。
课题研究的基于智能决策的模具智能化结构设计与工艺设计、高精高效模具加工关键技术、模具智能生产线构建关键技术,以及由此形成的功能模块与软件系统,已在河北黄骅投入使用,提高了黄骅模具的设计开发周期及生产效率,并且作为塑料模具制造创新服务平台的重要组成部分,对促进黄骅模具转型升级,起到重要的引领示范作用。北京工业大学通过课题研究,已掌握了智能制造领域的核心技术,并对企业智能制造的需求有了清晰的了解。相关技术支撑了装发预研项目以及国家科技重大专项的研究;所开发设备数据采集、智能生产管控等系统,可扩展应用于离散型制造企业。未来将对所开发功能模块及软件系统进一步完善并进行推广应用,服务于包括模具在内的离散型制造企业,并且积极向流程型企业进行应用拓展。
课题形成专利8项,其中外观专利1项,发明专利7项;申请并获批软件著作权8项。
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