數(shù)字化在模具中的應(yīng)用

李　丹,謝艷秋

（1.航天模夾具制造有限責(zé)任公司,哈爾濱 150000；2.常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 常州 213000）

數(shù)字化在模具中的應(yīng)用

李丹1,謝艷秋2

（1.航天模夾具制造有限責(zé)任公司,哈爾濱 150000；2.常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 常州 213000）

摘要：數(shù)字化技術(shù)在現(xiàn)今制造行業(yè)或其他領(lǐng)域都有所涉及，在模具中的應(yīng)用更為明顯。國(guó)家對(duì)科技方面的重視程度隨著競(jìng)爭(zhēng)的激烈程度而不斷加深，也不斷加大科技研發(fā)的資金投入。因而，在模具的應(yīng)用上，數(shù)字化技術(shù)開(kāi)發(fā)程度較高。在制造行業(yè)，數(shù)字化模具制造逐漸取代傳統(tǒng)模具制造，廣泛應(yīng)用于各個(gè)制造環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；科學(xué)技術(shù)；模具；制造行業(yè)

知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來(lái)，促使著數(shù)字化時(shí)代的形成與發(fā)展。根據(jù)實(shí)際案例顯示，數(shù)字化技術(shù)在模具中的應(yīng)用，可明顯提升模具企業(yè)的加工效率，降低加工環(huán)節(jié)中人為錯(cuò)誤率，同時(shí)縮短模具制造周期及降低成本、提高模具制造企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，為模具企業(yè)的快速發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1　數(shù)字化制造技術(shù)

在21世紀(jì)，數(shù)字化制造技術(shù)促使制造行業(yè)有著革命性的轉(zhuǎn)變。依據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，在虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)據(jù)庫(kù)與多媒體等技術(shù)的基礎(chǔ)上，依據(jù)用戶(hù)提出的要求，其產(chǎn)品信息則能快速獲取，從而對(duì)產(chǎn)品認(rèn)知與資源信息進(jìn)行研究、策劃及調(diào)整。在設(shè)計(jì)產(chǎn)品和實(shí)現(xiàn)其功能的仿真方面，可加快原型制造速度，能夠快捷地制造出用戶(hù)要求的產(chǎn)品。數(shù)字化制造技術(shù)，實(shí)質(zhì)上是在制造過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品信息用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字化描述，從而建立一種虛擬仿真產(chǎn)品的過(guò)程。

將數(shù)字化與模具制造行業(yè)結(jié)合起來(lái)是一種創(chuàng)新，傳統(tǒng)模具制造速度與質(zhì)量不能滿(mǎn)足現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)制造要求，模具作為現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)制造行業(yè)的重要組成部分，對(duì)產(chǎn)品的上市與否，有著重要影響。故而，數(shù)字化應(yīng)用于模具是一種必然趨勢(shì)。

2　數(shù)字化應(yīng)用于模具

模具的設(shè)計(jì)與制造隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代與大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，逐漸向全球化發(fā)展，走向科學(xué)化、信息化道路。數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用在模具制造方面，可提高模具制造效率，降低成本，提高整個(gè)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)模具制造行業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展。

2.1具體應(yīng)用案例

汽車(chē)制造行業(yè)對(duì)模具的應(yīng)用最為常見(jiàn)，其在模具技術(shù)發(fā)展史上的研究有著深刻的足跡。在數(shù)字化漸漸普及的情況下，數(shù)字化應(yīng)用于汽車(chē)模具制造是必然趨勢(shì)。例如汽車(chē)覆蓋件模具的開(kāi)發(fā)中使用數(shù)字化技術(shù)，可得到模具二維CAD模型以及二維工程圖紙的精確數(shù)據(jù)。在汽車(chē)輪胎模具方面，數(shù)字化技術(shù)的支持將會(huì)增強(qiáng)輪胎模型的制造速度，更好實(shí)現(xiàn)輪胎的性能，讓用戶(hù)更放心的購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品。

航天航空領(lǐng)域具有精密的制造技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)的精細(xì)程度要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)明顯滿(mǎn)足不了這一需求，數(shù)字化應(yīng)用于航天航空領(lǐng)域的模具技術(shù)大勢(shì)所趨。我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)較早使用數(shù)字化技術(shù)，在發(fā)動(dòng)機(jī)主要制造廠，部分發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零件工藝設(shè)計(jì)已采取數(shù)字化設(shè)計(jì)制造管理技術(shù)，工裝模具實(shí)現(xiàn)三維數(shù)字化設(shè)計(jì)，為實(shí)現(xiàn)CAD/CAE/CAPP/CAM的集成奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

在航空鈑金成型模具制造中，鈑金零件在飛機(jī)成型中發(fā)揮著重要功能，鈑金成型技術(shù)作為航空制造行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)之一，對(duì)鈑金成型模具的制造技術(shù)要求甚嚴(yán)。航天航空企業(yè)在制作鈑金成形模具時(shí)依賴(lài)于模具數(shù)字化設(shè)計(jì)，在模具數(shù)字化制造方面關(guān)注零件材料塑性變形特征、成形質(zhì)量要求等方面，以精準(zhǔn)控制成形過(guò)程。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)或輔助技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化制造模形，優(yōu)化模具加工工藝參數(shù)，促使鈑金零件成形后達(dá)到質(zhì)量要求。

2.2原理分析

模具的數(shù)字化技術(shù)，其實(shí)質(zhì)為計(jì)算機(jī)技術(shù)或計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的應(yīng)用。數(shù)字化沖壓模具技術(shù)開(kāi)發(fā)主要經(jīng)過(guò)沖壓工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)控加工以及制造調(diào)試等步驟。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)同步工程中，沖壓CAE技術(shù)根據(jù)沖壓成形過(guò)程中的物理規(guī)律，憑借計(jì)算機(jī)清晰反映模具與板料的相互作用情況和板料真實(shí)變形的過(guò)程。基于UG/PROE等計(jì)算機(jī)數(shù)字化造型軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)模具參數(shù)化模塊快速設(shè)計(jì)的設(shè)想；結(jié)合實(shí)際情況，初始設(shè)計(jì)調(diào)用模具結(jié)構(gòu)庫(kù)，依次進(jìn)行模面設(shè)計(jì)，在調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，組合標(biāo)準(zhǔn)件，逐步形成一套完整模具。數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用制造模具主要由機(jī)床、刀具、數(shù)控編程來(lái)完成。首先需將使用刀具與機(jī)床設(shè)備按照一定尺寸做成刀具庫(kù)與機(jī)床庫(kù)，其次將不同零件羅列成庫(kù)，最后將有效數(shù)字參數(shù)值輸入程編軟件，完成數(shù)控程編。模具制造完成之后需要精心進(jìn)行調(diào)試，將模具單件精加工后可在線(xiàn)測(cè)量，記錄和統(tǒng)計(jì)測(cè)量結(jié)果，認(rèn)真對(duì)比，有超差現(xiàn)象，立即實(shí)施更改。數(shù)字化沖壓模具技術(shù)應(yīng)用廣泛，需管理、設(shè)計(jì)、分析、制造、檢測(cè)等各個(gè)環(huán)節(jié)相互配合，完成模具制造的整個(gè)生命周期。

3　結(jié)束語(yǔ)

總而言之，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用與普及在模具中尤為明顯。特別是大型模具制造企業(yè)，要求更為精細(xì)的產(chǎn)品信息，為滿(mǎn)足用戶(hù)提出的產(chǎn)品要求，使用數(shù)字化建模是一種有效途徑。不僅是航天航空領(lǐng)域與汽車(chē)制造行業(yè)在廣泛應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，其他通信行業(yè)、大眾傳媒行業(yè)等領(lǐng)域也在不斷地應(yīng)用與發(fā)展數(shù)字化技術(shù)。企業(yè)為追求更多地經(jīng)濟(jì)效益，就需降低成本，在競(jìng)爭(zhēng)中保持和增加自身基本利益。技術(shù)上對(duì)產(chǎn)品成型的支持是獲取更多經(jīng)濟(jì)效益的基本保障。

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