基于數(shù)字化技術(shù)的模具設(shè)計與制造研究

歐漢德

（廣東省技師學(xué)院，廣東 惠州 516100）

現(xiàn)代工業(yè)大規(guī)模高度智能化一體化的生產(chǎn)需要對各種模具產(chǎn)品更新?lián)Q代提出了很高的要求，計算機輔助設(shè)計技術(shù)的出現(xiàn)為模具的產(chǎn)品的設(shè)計與制造奠定了基礎(chǔ)，對于模具企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量也提出了更高的要求。當(dāng)前模具產(chǎn)品的設(shè)計制造正在朝著高標(biāo)準(zhǔn)高要求和高精度的方向發(fā)展，與此同時市場競爭的加大也要求模具生產(chǎn)企業(yè)要提高生產(chǎn)效率縮短設(shè)計和制造周期，而傳統(tǒng)的模具生產(chǎn)技術(shù)難以滿足現(xiàn)代社會生產(chǎn)對模具生產(chǎn)高質(zhì)量與高效率的需求，數(shù)字化技術(shù)的出現(xiàn)為模具從設(shè)計到制造的高質(zhì)量和高精度上以及生產(chǎn)制造的高效率上都提供良好的技術(shù)基礎(chǔ)。采用數(shù)字化技術(shù)不僅能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)上提高模具產(chǎn)品設(shè)計的理論精度，并且還能夠給模具生產(chǎn)的實踐與工藝提供良好的技術(shù)支持，讓高精度的模具生產(chǎn)得以實現(xiàn)。所以基于數(shù)字化的模具生產(chǎn)技術(shù)能夠大幅度的提高模具設(shè)計的理論精度，與此同時極大的提升制造的效率，從而能夠在一定程度上提高模具企業(yè)設(shè)計和生產(chǎn)的效益，本文對以數(shù)字化為基礎(chǔ)的模具的設(shè)計與制造技術(shù)進行了探討以期為企業(yè)的發(fā)展提供一定的技術(shù)和智力支持。

1 基于數(shù)字化的模具設(shè)計研究

1.1 模具的設(shè)計方案分析

采用數(shù)字化的技術(shù)可以非常方便的對模具生產(chǎn)的工序進行重新優(yōu)化設(shè)計與組合以實現(xiàn)最優(yōu)化的工序。在數(shù)字化模具生產(chǎn)過程中，模具沖壓板工藝是一個需要不斷從實踐中進行完善的環(huán)節(jié)，在對工序進行優(yōu)化的過程中不僅需要對工序進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整還需要對工序進行適當(dāng)?shù)木啘p少其中的冗余環(huán)節(jié)，與此同時還需要通過對生產(chǎn)工序的控制來減少生產(chǎn)過程中不必要的浪費，盡量的壓低成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。NC模面變間隙技術(shù)是現(xiàn)代模具設(shè)計與制造過程中不可或缺的一項關(guān)鍵技術(shù)，通過該技術(shù)可以實現(xiàn)對零件設(shè)計和制造過程中的精度控制，并且可以有效的降低模具生產(chǎn)工具的復(fù)雜性，減少生產(chǎn)的時間，提高生產(chǎn)的效率，最終提高模具生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，以提高企業(yè)的效益；模具生產(chǎn)過程中的形變補償技術(shù)也是數(shù)字化模具生產(chǎn)技術(shù)中需要注意和使用的一項技術(shù)，這是由于尺寸較大和較為平整的零件在模具設(shè)計和制造的過程中十分常見，對于其延伸和拉長尤其是其剛性具有一定程度的影響，如果這種情況出現(xiàn)在零件的頂端則極為容易擠壓而產(chǎn)生形變，所以在設(shè)計和制造的過程中必須要注重元件形變補償技術(shù)的應(yīng)用，以提高零件生產(chǎn)的質(zhì)量。此外在數(shù)字化模具生產(chǎn)技術(shù)中還需要注重使用RE逆向工程技術(shù)，逆向的工程技術(shù)要是用來對產(chǎn)品的設(shè)計和制造過程進行展示，以及對產(chǎn)品研發(fā)的質(zhì)量進行適當(dāng)?shù)目刂?，在?shù)字化模具生產(chǎn)技術(shù)中使用RE逆向工程技術(shù)，可以有效的保障模具生產(chǎn)的質(zhì)量并降低模具生產(chǎn)的時間提高模具生產(chǎn)的效益。

1.2 數(shù)字化模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

數(shù)字化模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中要注意以下幾個方面。首先在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中可以充分的借助計算機輔助設(shè)計的各種工具比如CAD來繪制出模具的三維結(jié)構(gòu)，并可以實現(xiàn)對模具三維結(jié)構(gòu)的建模，這種數(shù)字化的三維建模方式不僅相對于傳統(tǒng)的圖紙表現(xiàn)形式更加的直觀，并且可以將模具設(shè)計和生產(chǎn)的過程有效的展現(xiàn)出來，非常便于及時發(fā)現(xiàn)未來設(shè)計和生產(chǎn)過程中可能遇到的問題，可以有效的提升產(chǎn)品的質(zhì)量。在利用數(shù)字化技術(shù)設(shè)計和制造模具的過程中要充分的利用號資料庫，在模具設(shè)計和制造的過程中很多典型的和基本的零件都可以在資料庫中找到對應(yīng)的模型，對于一些沒有的零件也可以在現(xiàn)有零件的基礎(chǔ)上進行稍微的修改而演變過來，通常情況下常用的標(biāo)準(zhǔn)化零件以及零件的尺寸等參數(shù)都可以被資料庫中找到，并可以為模具的設(shè)計提供參考和基礎(chǔ)，充分的了解和利用好資料庫能夠使得設(shè)計的效率大大提升。模具在設(shè)計過程中需要對其使用過程進行仿真確保模具在沖壓的過程中不會損壞，通常情況下可以借助自動沖壓仿真來對模具進行仿真，由于模具外觀與形狀通常情況受力情況較為復(fù)雜，通過傳統(tǒng)的仿真計算方法不僅費時費力，且難以對各個環(huán)節(jié)和部分進行很好的仿真，通過借助模具的自動過程仿真可以很好的觀察到在沖壓的過程中模具中各個部分變化的過程，這對于模具質(zhì)量的保障具有極其重要的意義。端拾機構(gòu)的檢修也是在數(shù)字化模具生產(chǎn)過程中一個非常重要的環(huán)節(jié)，在檢修的過程中應(yīng)當(dāng)盡量避免一些在線調(diào)試的環(huán)節(jié)以免對模具的正常的生產(chǎn)工作產(chǎn)生影響，通過對上述環(huán)節(jié)的注意和采取必要的措施可以極大的提升數(shù)字化模具生產(chǎn)的效率，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2 基于數(shù)字化的模具制造技術(shù)研究

從模具的設(shè)計和制造過程中數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用來看，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢眾多，不僅在很大程度上保障了生產(chǎn)的質(zhì)量也在一定程度上提高了生產(chǎn)的效率，提升了企業(yè)的經(jīng)濟效益，所以數(shù)字化技術(shù)在模具生產(chǎn)過程中具有極其重要的意義和價值。

模具設(shè)計和生產(chǎn)過程中數(shù)字化技術(shù)主要指的是計算機輔助設(shè)計和制造技術(shù)，可以說計算機技術(shù)貫穿模具設(shè)計和制造生產(chǎn)的全過程，比如利用計算機模具設(shè)計軟件完成模具設(shè)計的整個過程、利用計算機對模具生產(chǎn)過程進行控制、對制造過程中產(chǎn)品的質(zhì)量進行把握，并可以實現(xiàn)對成本的有效的控制，所以數(shù)字化技術(shù)的運用使得企業(yè)能夠獲得更加的經(jīng)濟效益，數(shù)字化已經(jīng)成為模具設(shè)計和制造企業(yè)發(fā)展的一個趨勢。

2.1 在加工模板與參數(shù)庫中的發(fā)展應(yīng)用

通常在模具制造加工的過程中，模具設(shè)計和加工的技術(shù)水平對于模具生產(chǎn)的質(zhì)量以及效率較為關(guān)鍵對于企業(yè)的生存和發(fā)展具有重要的意義，因而在模具生產(chǎn)制造的過程中相關(guān)的科研以及工作人員要非常注重在模具生產(chǎn)制造的過程中汲取第一線的生產(chǎn)制造的經(jīng)驗，其中最為重要的就是將每一次的模具設(shè)計和制造形成重要的文件保存起來，并且形成標(biāo)準(zhǔn)的模型數(shù)據(jù)庫，以便后期在制造類似的產(chǎn)品的過程中可以直接或者稍加改進就能使用。

此外企業(yè)還要引進專門的模具設(shè)計的工程師，讓工程師在沒有設(shè)計任務(wù)的時候結(jié)合當(dāng)前社會較為常用的模具來進行相關(guān)模型數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建這樣形成積累一旦有類似的設(shè)計任務(wù)就能夠極大的提升設(shè)計的效率。在實際生產(chǎn)和制造的過程中要充分的利用好加工模板和參數(shù)數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)資料，在必要的時候需要對其進行適當(dāng)?shù)男薷?，以適應(yīng)新的模具生產(chǎn)的需求。此外在模具生產(chǎn)的過程中要重視程序編寫的科學(xué)合理以及規(guī)范性，來科學(xué)合理的選擇刀具以及機床，明確加工的剩余量以及刀具的走向等相關(guān)的參數(shù)，以充分降低加工過程中的風(fēng)險。

2.2 坯料的選擇

此外在模具加工制造的過程中，對坯料的選擇以及建立都是十分重要的，加工程序的設(shè)計、加工原材料以及加工過程的控制都會對模具產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生影響，但是從當(dāng)前模具生產(chǎn)加工的現(xiàn)狀來看，毛坯模具制造的水平雖然有了長足的進步但是其精度相對于西方先進國家生產(chǎn)的模具還具有非常大的差距，這種差距主要體現(xiàn)在模具的生產(chǎn)和加工環(huán)節(jié)，主要是加工的精度控制程序以及設(shè)備不過關(guān)導(dǎo)致的，這會使得模具在加工的最后階段出現(xiàn)撞機、刀具碰撞等一系列的問題，使得模具生產(chǎn)的危險性大大的增加，也難以使得模具最終的產(chǎn)品達到既定的精度，在加工之前采用白光掃描技術(shù)對其進行加工成型，然后將利用該技術(shù)得到的結(jié)果與三維重建得到的模型進行對比分析，在沒有問題時再進行程序的編寫，及時發(fā)現(xiàn)所存在的問題并進行相應(yīng)的修改。

3 結(jié)語

所以綜合上述分析來看，數(shù)字化技術(shù)不論是在模具的設(shè)計還是在模具的生產(chǎn)的過程中都起到了重要的作用，所以要充分重視數(shù)字化技術(shù)在模具設(shè)計與生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，在設(shè)計和制造的過程中充分利用該技術(shù)可以有效地提高模具設(shè)計水平和效率與此同時也可以有效的提升模具生產(chǎn)的質(zhì)量，與此同時極大的提升模具生產(chǎn)的效率和模具的精度，對于模具企業(yè)具有極其重要的意義和價值，有必要在模具設(shè)計和生產(chǎn)企業(yè)中充分的推廣數(shù)字化的設(shè)計和生產(chǎn)技術(shù)，以推進我國模具行業(yè)整體的進步。