基于云制造觀念的模具協(xié)同設(shè)計(jì)與制造模式探討

高橋金

（貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 凱里 556000）

模具是通過一定的制造方式，使材料按照特定的結(jié)構(gòu)要求成型，無論是在工業(yè)生產(chǎn)中還是在新產(chǎn)品的研發(fā)過程中，模具都是不可或缺的一項(xiàng)工具，而且越來越多的運(yùn)用在國(guó)防、汽車、儀器儀表等領(lǐng)域中。在生產(chǎn)領(lǐng)域中廣泛的使用模具，不僅能夠極大地提升生產(chǎn)效率，同時(shí)也能夠降低成本、節(jié)約能源，因此模具也成為了現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)的“加速器”。與此同時(shí)，模具的設(shè)計(jì)與制造也隨之受到了越來越多的關(guān)注，模具生產(chǎn)工藝水平的高低也成為了衡量一個(gè)國(guó)家科技水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。近年來，各種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)也逐漸運(yùn)用到模具生產(chǎn)中，云制造作為一種全新的設(shè)計(jì)理念，已經(jīng)受到了越來越多的關(guān)注，其在模具制造領(lǐng)域中的重要性也開始被人們所重視。

1 模具云制造模式及特點(diǎn)

（1）云制造模式。云制造是一種全新的理念，其主要是基于信息科學(xué)領(lǐng)域中的云計(jì)算的基本思想而提出的，面向服務(wù)的一種新型的制造思想，具有低耗能和高效的顯著特征。云制造將計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、云計(jì)算、制造工藝等相關(guān)的思想進(jìn)行了有效的融合，并且通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獲得更為廣泛的延伸，如今，云制造已經(jīng)在制造領(lǐng)域中獲得了廣泛的關(guān)注，通過智能化管理和經(jīng)營(yíng)的有效融合，實(shí)現(xiàn)不同制造商的資源共享，極大地縮短制造周期，為模具生產(chǎn)提供更為優(yōu)質(zhì)和全面的服務(wù)。隨著我國(guó)模具制造業(yè)的不斷發(fā)展，企業(yè)之間的合作也顯得越來越重要，將云制造的理念滲透到模具生產(chǎn)中，能夠?qū)⒁酝缮⒌?、非連續(xù)的模具生產(chǎn)有效的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)模的協(xié)作，使資源得到優(yōu)化。同時(shí)，也能夠有效地提高模具設(shè)計(jì)的速度，縮短制造周期，有利于促進(jìn)模具生產(chǎn)企業(yè)效益的提升。

（2）云制造的特點(diǎn)。云制造是一種新型的模具設(shè)計(jì)與制造平臺(tái)，其基于互聯(lián)網(wǎng)制造模式，可以同時(shí)面向多個(gè)用戶提供服務(wù)，與以往的網(wǎng)絡(luò)化制造、制造網(wǎng)絡(luò)等概念相比，具有一些顯著的特點(diǎn)。①云制造是一種全局服務(wù)的模式。其能夠?qū)⒛＞咴O(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域中分散的資源進(jìn)行集中和共享，以此來實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)化配置，同時(shí)其服務(wù)方式也體現(xiàn)出了明顯的多對(duì)一思想，在管理平臺(tái)的分布式制造方面擁有大量的資源，能實(shí)現(xiàn)同時(shí)為多個(gè)用戶服務(wù)。②具有全局服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。云制造針對(duì)的服務(wù)商主要是面對(duì)模具領(lǐng)域，企業(yè)設(shè)計(jì)和制造生產(chǎn)模具所需要的系列軟件和硬件都能夠通過整合而形成云制造的運(yùn)行平臺(tái)，同時(shí)借助于互聯(lián)網(wǎng)，向多個(gè)用戶提供模具設(shè)計(jì)與制造的相關(guān)信息和數(shù)據(jù)，以此來實(shí)現(xiàn)滿足多個(gè)客戶端的全局服務(wù)。

2 基于云制造的模具協(xié)同設(shè)計(jì)和制造結(jié)構(gòu)

（1）CAD層。該層以CAD作為基本的系統(tǒng)平臺(tái)，根據(jù)客戶提供的工件零件圖紙，由設(shè)計(jì)人員利用CAD軟件的建模模塊對(duì)產(chǎn)品的構(gòu)造進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)，并且由此獲得產(chǎn)品的數(shù)字模型。通過該數(shù)字模型，一方面需要按照該設(shè)計(jì)模型進(jìn)行實(shí)際的模具構(gòu)造，另一方面則需要按照所獲得的數(shù)字模型利用RP技術(shù)將其進(jìn)行分離，并且利用平面薄層堆積的原理實(shí)現(xiàn)模具的成品。同時(shí)，需要對(duì)產(chǎn)品的實(shí)物各個(gè)部分的尺寸和數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描與測(cè)量，將這些數(shù)據(jù)與數(shù)字模型的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比，以此來獲得與實(shí)際要求相符的模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。對(duì)于一些精度要求較高的零件模具，則需要利用ER技術(shù)對(duì)該零件進(jìn)行詳細(xì)的分析，才能夠最終獲得較為詳細(xì)的數(shù)據(jù)。

（2）CAE/CAM層。①利用CAD軟件對(duì)零件進(jìn)行分析，并且獲得數(shù)字模型之后，需要將其導(dǎo)入到CAE軟件中，對(duì)該數(shù)字模型進(jìn)行全面的分析，并且對(duì)該模型中存在的錯(cuò)誤和誤差等進(jìn)行修正，使得模具結(jié)構(gòu)獲得有效的優(yōu)化，這樣便能夠減少實(shí)際制造活動(dòng)中試模和修模的次數(shù)，來提高模具制造的質(zhì)量和速度。通?？梢允褂肞ro／E軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字模型的建立，并且針對(duì)沖壓成型的過程進(jìn)行模擬，這樣便能夠?qū)δ＞咴诔尚瓦^程中可能發(fā)生的拉裂、變薄等現(xiàn)象進(jìn)行有效地控制，從而縮短模具開發(fā)的時(shí)間，加快模具開發(fā)周期。②針對(duì)設(shè)計(jì)周期較短而且設(shè)計(jì)精度又較高的零件模具設(shè)計(jì)，需要在CAD軟件的基礎(chǔ)上，利用IGES、STEP等軟件將CAD中的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行導(dǎo)入，利用數(shù)據(jù)程序?qū)Φ毒呒庸さ倪\(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行模擬，然后再利用信息技術(shù)將獲得的模擬數(shù)據(jù)傳送到相關(guān)的計(jì)算機(jī)，根據(jù)該數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)模具零件的加工。當(dāng)零件模加工完成之后，需要根據(jù)不同的使用標(biāo)準(zhǔn)配備各項(xiàng)外部構(gòu)件，然后再對(duì)該模具進(jìn)行裝配和試模，才說明模具制造過程順利完成。

3 結(jié)語

云制造作為一種全新的設(shè)計(jì)理念，其在模具協(xié)同設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域中發(fā)揮了巨大的作用，不僅能夠有效地而提升設(shè)計(jì)和制造的效率，同時(shí)也能極大的提高資源利用效率，縮短模具設(shè)計(jì)和制造的周期，并且能夠有效地克服傳統(tǒng)模具制造工藝中存在的種種弊端，對(duì)云制造理念的應(yīng)用，經(jīng)過越來越多專家學(xué)者的深入研究，也將獲得更為成熟的經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)我國(guó)模具制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

[1]李強(qiáng),秦波,包柏峰.基于云制造的模具協(xié)同制造模式探討[J].鍛壓技術(shù)，2011，（3）.

[2]但昭學(xué),徐邦勇,楊曼麗.模具云制造信息平臺(tái)系統(tǒng)的應(yīng)用研究[J].機(jī)電工程技術(shù)，2011，（9）.

[3]徐巖,李強(qiáng),秦巖,秦波,包柏峰.基于云制造的模具協(xié)同設(shè)計(jì)與制造模式探析[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2012，（2）.