工業(yè)產(chǎn)業(yè)背景下機(jī)械模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)研究

曹莎莎

摘要：隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，相關(guān)行業(yè)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)制造提出了更高的要求。企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中，必須加大技術(shù)資源、經(jīng)濟(jì)資源的投入力度，才能增強(qiáng)機(jī)械制造能力，提高企業(yè)在工業(yè)發(fā)展體系中的地位。機(jī)械模具作為一種常見的零件生產(chǎn)工具，在先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的支撐下，其設(shè)計(jì)與制造工藝也正由傳統(tǒng)的機(jī)械化操作逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑c信息化相整合的數(shù)字驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)與制造，滿足了模具設(shè)計(jì)工藝及機(jī)械加工的高質(zhì)量需求。本文針對(duì)工業(yè)產(chǎn)業(yè)背景下機(jī)械模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)展開了探討。

關(guān)鍵詞：工業(yè)產(chǎn)業(yè);機(jī)械模具;數(shù)控加工;模具設(shè)計(jì)

引言

機(jī)械模具的設(shè)計(jì)制造在我國(guó)現(xiàn)代化事業(yè)的發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著非常重要的作用，特別是機(jī)械制造、機(jī)械化生產(chǎn)，需要機(jī)械模具的合理化設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造，來(lái)提高工程綜合效率，形成完備的生產(chǎn)建設(shè)流程，確保項(xiàng)目的順利開展。我國(guó)的傳統(tǒng)機(jī)械模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)階段社會(huì)的需求，所以需要在傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造基礎(chǔ)上融入數(shù)字驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，提高機(jī)械加工的質(zhì)量和效率，并通過(guò)逆向工程技術(shù)思維提高項(xiàng)目的可行性，從而為制造行業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

1.機(jī)械模具制造技術(shù)

1.1.數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)控加工技術(shù)是數(shù)字化與自動(dòng)化制造技術(shù)，是在數(shù)字化程序下實(shí)現(xiàn)的，并以此為基礎(chǔ)，創(chuàng)造出的一種先進(jìn)、新穎的現(xiàn)代生產(chǎn)制造技術(shù)，是我國(guó)工業(yè)及制造業(yè)的發(fā)展中必不可少的一項(xiàng)技術(shù)，關(guān)乎著機(jī)械模具制造的質(zhì)量與效率。經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展改變了群眾們的消費(fèi)觀與價(jià)值觀，需產(chǎn)品的消費(fèi)趨勢(shì)向多樣化方向發(fā)展，機(jī)械模具制造中所應(yīng)用到的技術(shù)也需改革、創(chuàng)新。與傳統(tǒng)化的技術(shù)手段相比較，數(shù)控加工技術(shù)能節(jié)省人力、物力、財(cái)力等資源，及時(shí)調(diào)整工作目標(biāo)，時(shí)刻都能注重機(jī)械模具制造生產(chǎn)質(zhì)量與效率，行業(yè)也能樹立新的概念與思想，便于更加順利地開展機(jī)械模具制造工作，與市場(chǎng)創(chuàng)新發(fā)展目標(biāo)保持一致。

1.2.優(yōu)點(diǎn)

數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，主要從以下兩個(gè)方面探究：

（1）顯著提升機(jī)械模具制造效率。機(jī)械模具制造工序較復(fù)雜，制造難度較大，而數(shù)控加工技術(shù)是通過(guò)數(shù)字化程序系統(tǒng)完成相應(yīng)的加工工作，整個(gè)流程轉(zhuǎn)換到“自動(dòng)化”領(lǐng)域中，無(wú)需投入過(guò)多的人力、物力、財(cái)力，能有效提高模具生產(chǎn)效率。

（2）推動(dòng)機(jī)械模具加工向“自動(dòng)化”方向發(fā)展。通過(guò)對(duì)數(shù)字化系統(tǒng)合理應(yīng)用，便于在生產(chǎn)中對(duì)各類機(jī)械設(shè)備規(guī)范操作，改變傳統(tǒng)化生產(chǎn)方式，只需依據(jù)生產(chǎn)要求與內(nèi)容，結(jié)合具體加工要求與標(biāo)準(zhǔn)，就可以在整個(gè)處理階段規(guī)避常規(guī)問(wèn)題持續(xù)性發(fā)生。

2.機(jī)械模具設(shè)計(jì)技術(shù)

2.1.CAD/CAE在模具設(shè)計(jì)中的綜合應(yīng)用

通常來(lái)說(shuō)，模具設(shè)計(jì)需要進(jìn)行草圖設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)受到約束限制，不能有效展現(xiàn)概念造型，導(dǎo)致其只是草圖化繪圖工具?，F(xiàn)在草圖技術(shù)完善，可以進(jìn)行二維、三維草圖設(shè)計(jì)建模，優(yōu)化協(xié)調(diào)傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)與概念設(shè)計(jì)。由于模具制造一般在高溫高壓的環(huán)境條件下進(jìn)行，需要面對(duì)惡劣的外界環(huán)境，為此工作人員需要明確計(jì)算模具的具體參數(shù)，驗(yàn)證并校準(zhǔn)模具的產(chǎn)品特性，如強(qiáng)度、剛性，保證模具可以安全高效進(jìn)行作業(yè)，開展冷壓工序期間，可以選擇圓桶、槽鋼內(nèi)壁的15#鋼，使用冷擠壓一次成型模式，借助CAE軟件計(jì)算強(qiáng)度，優(yōu)化模具設(shè)計(jì)方法，提高模具設(shè)計(jì)管理水平。

凸模頂端需要承受的壓力過(guò)大，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，比較理論與真實(shí)數(shù)值，明確凸模高點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力值大小，并且在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中，企業(yè)需要確保標(biāo)志值是大于外界壓力的，否則，會(huì)影響凸模正常工作，影響設(shè)備安全。凹模設(shè)計(jì)需要借助CAE軟件的過(guò)盈量數(shù)值，進(jìn)行綜合應(yīng)力計(jì)算分析，通過(guò)設(shè)定基本的應(yīng)力值，進(jìn)行基本變形量分析，得出合適的應(yīng)力值。

組合模型內(nèi)部零部件多，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，需要進(jìn)行內(nèi)外圈的相對(duì)分析，使用CAD/CAE軟件網(wǎng)格劃分曲面微元，通常外?？梢猿惺?684MPa的最大應(yīng)力，中圈僅能承受502MPa的壓力。企業(yè)可以了解材料的屬性負(fù)載，使用CAE技術(shù)調(diào)整具體的材料參數(shù)，進(jìn)行有效的產(chǎn)品預(yù)應(yīng)力的計(jì)算，優(yōu)化加工制造服務(wù)質(zhì)量，簡(jiǎn)化工作流程。

2.2.逆向工程技術(shù)的應(yīng)用

通過(guò)逆向工程技術(shù)能夠有效地降低模具生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的不合理現(xiàn)象，對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的收集和處理，確保模型的直觀化建立。該技術(shù)可以對(duì)邊界和直角邊的數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)化的采集，根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)分析和特征認(rèn)知建立更加符合實(shí)物模具的基本設(shè)計(jì)模型。逆向工程技術(shù)在模具的技術(shù)分析中發(fā)揮著非常重要的作用，不斷提高模具的后期恢復(fù)水準(zhǔn)，為整個(gè)修復(fù)工程的建立奠定良好的基礎(chǔ)。

2.3.CAE軟件的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)

計(jì)算機(jī)輔助工程（Computer Aided Engineering，CAE）軟件通過(guò)搭載計(jì)算機(jī)設(shè)備，可以利用軟件系統(tǒng)輔助檢測(cè)出機(jī)械工程中待加工產(chǎn)品的各類屬性，如強(qiáng)度系數(shù)、屈曲穩(wěn)定系數(shù)、塑性系數(shù)等，然后通過(guò)算法精確測(cè)定出各類力學(xué)表述的近似值。它通過(guò)與CAD技術(shù)交替應(yīng)用，能夠深入模擬各類機(jī)械產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用性能，得出更為完整的參數(shù)信息，以供后期機(jī)械生產(chǎn)及制造。

從功能角度來(lái)看，CAE軟件在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可構(gòu)設(shè)出基于加工部件的立體化數(shù)據(jù)模型，并利用各類模型映射出相對(duì)應(yīng)的仿真模擬，從而對(duì)建模進(jìn)行精確化分析，從多個(gè)方面對(duì)模型設(shè)計(jì)及生產(chǎn)之間的可行性予以確定，同時(shí)提高實(shí)際處理質(zhì)量。例如：在對(duì)鈑金沖壓模具進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，CAE軟件的應(yīng)用工序如下，依據(jù)模具參數(shù)尺寸界定加工過(guò)程中的沖壓方向，通過(guò)對(duì)加工原材料進(jìn)行分析，確定出沖壓過(guò)程中各種力的產(chǎn)生條件，分析出沖壓速度、力度與靜動(dòng)態(tài)摩擦力的影響因子，才能在全方位的數(shù)據(jù)分析時(shí)，真正達(dá)到以不同切點(diǎn)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)化解析，有效規(guī)避各類數(shù)據(jù)處理過(guò)程中的誤差現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化、精細(xì)分析的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)。

結(jié)語(yǔ)

在工業(yè)產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)下，傳統(tǒng)機(jī)械模具設(shè)計(jì)與制造工藝也必須進(jìn)行轉(zhuǎn)變，將技術(shù)理念、生產(chǎn)理念等貫徹落實(shí)到整個(gè)加工體系中，才能提高企業(yè)生產(chǎn)效能，真正實(shí)現(xiàn)以技術(shù)為驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)與制造，從而滿足企業(yè)生產(chǎn)及發(fā)展的需求，全面打造出可持續(xù)發(fā)展的規(guī)劃體系，提高我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)力。

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