仿形技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

張之恒

（山東勞動(dòng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250022）

1.引言

模具生產(chǎn)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中屬于十分重要的內(nèi)容及組成部分，并且社會(huì)上各個(gè)領(lǐng)域?qū)τ谀＞弋a(chǎn)品也有著越來(lái)越大的需求，因而有效進(jìn)行模具生產(chǎn)也就成為必要任務(wù)。在目前的模具生產(chǎn)中，其中比較重要的環(huán)節(jié)就是模具設(shè)計(jì)制造，而在這一方面有關(guān)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用十分重要，其中仿形技術(shù)就是應(yīng)用比較廣泛及有效的一種。因此，本文特針對(duì)仿形技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用進(jìn)行分析，為仿形技術(shù)應(yīng)用及模具設(shè)計(jì)制造提供理想的依據(jù)及支持。

2.模具設(shè)計(jì)制造概述

在當(dāng)前的模具生產(chǎn)過(guò)程中，要想取得到滿意的效果，需要合理地進(jìn)行模具設(shè)計(jì)制造，而模具的設(shè)計(jì)制造需要依據(jù)科學(xué)流程，其具體流程如圖所示。

在遵照以上流程進(jìn)行模具設(shè)計(jì)制造的過(guò)程中，還需要對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，而仿形技術(shù)就是比較重要的一種，下面具體分析。

3.仿形技術(shù)概述

在目前社會(huì)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，很多現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)得以出現(xiàn)，并且在社會(huì)上的各個(gè)行業(yè)及領(lǐng)域內(nèi)都有著十分廣泛的應(yīng)用，尤其使計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)，促使很多現(xiàn)代化的生產(chǎn)工藝得以產(chǎn)生并得以有效應(yīng)用，而仿形技術(shù)便是其中比較重要的一種，在現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)制造中有著十分廣泛的應(yīng)用。對(duì)于仿形技術(shù)而言，其主要就是對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)中的相關(guān)模具，利用計(jì)算機(jī)實(shí)行掃描，將該模具有關(guān)的數(shù)據(jù)及信息得出，然后將這些數(shù)據(jù)輸入機(jī)床中，依據(jù)這些數(shù)據(jù)及模具生產(chǎn)要求對(duì)模具實(shí)行合理指導(dǎo)。就當(dāng)前的模具生產(chǎn)制造實(shí)踐而言，仿形技術(shù)有著十分廣泛的應(yīng)用，并且發(fā)揮著十分重要的作用，在提升模具設(shè)計(jì)制造效率及質(zhì)量方面有著重要的價(jià)值及意義。在目前仿形技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，仿形探頭屬于主要的工具，這一工具在實(shí)際應(yīng)用中的作用主要就是使模具外形可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化轉(zhuǎn)變，在此基礎(chǔ)上對(duì)計(jì)算機(jī)中的軟件進(jìn)行合理利用，實(shí)現(xiàn)有關(guān)模具圖形的合理制作，最終對(duì)機(jī)床進(jìn)行合理利用，使模具的設(shè)計(jì)制造可以得到滿意的效果。在目前的模具設(shè)計(jì)指制造過(guò)程中，對(duì)于仿形技術(shù)的應(yīng)用而言，與以往模具設(shè)計(jì)制造方式及技術(shù)相比，其具有更高的工作效率，對(duì)于模具制造過(guò)程中有關(guān)的各個(gè)方面工作都可以使其有效完成，并且成本也比較低，具有比較廣泛的應(yīng)用范圍，在目前很多企業(yè)中都有著十分廣泛的應(yīng)用。此外，在模具設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，通過(guò)對(duì)仿形技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，還能夠減少在實(shí)際生產(chǎn)中存在問(wèn)題，避免由于模具設(shè)計(jì)制造不合理需要返工而導(dǎo)致成本增加，可使模具設(shè)計(jì)制造的成本有效降低，滿足新時(shí)期模具生產(chǎn)制造的實(shí)際需求及要求，促使模具生產(chǎn)制造行業(yè)取得更滿意的發(fā)展成果[1-2]。

4.仿形技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造中的具體應(yīng)用

4.1 仿形技術(shù)應(yīng)用中的模具及探針?lè)矫?/h3>

在目前模具設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，對(duì)于仿形技術(shù)的應(yīng)用，要想得到比較滿意的效果，需要對(duì)模具及探針兩個(gè)方面加強(qiáng)重視，并且這也是比較關(guān)鍵的兩個(gè)方面。其中，對(duì)于模具而言，其能夠提供信息來(lái)源，因而在模具的掃描預(yù)讀取方面需要對(duì)方向選擇加強(qiáng)注意，通常而言都會(huì)具有一定標(biāo)識(shí)指明，而對(duì)于沒(méi)有標(biāo)識(shí)的一些情況，需要相關(guān)工作人員仔細(xì)進(jìn)行觀察，在此基礎(chǔ)上選擇正確合理的方向。另外，還需要注意的一個(gè)方面就是在模具信息讀取的整個(gè)過(guò)程中，需要合理選擇零件毛坯擺放的具體位置，不能隨便放置，這主要是由于零件毛坯位置和模具位置間存在十分密切的關(guān)系，兩者之間可以相互產(chǎn)生影響，在確定模具位置準(zhǔn)確的情況下，還需要對(duì)相應(yīng)的零件擺放位置進(jìn)行檢查，這樣才能夠使整體的模具設(shè)計(jì)更加合理。對(duì)于模具設(shè)計(jì)制造中的探針而言，其種類比較多，而在分類方面的標(biāo)準(zhǔn)就是探針形狀及直徑，這種多種類型的探針，其目的就是對(duì)各種形狀不同的模具進(jìn)行應(yīng)用，因而探針的選擇方面具有很大空間，在實(shí)際操作中需要設(shè)計(jì)人員依據(jù)實(shí)際情況對(duì)探針進(jìn)行合理確定，從而使模具設(shè)計(jì)制造具有更好的支持與保障，使仿形技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值及作用更好發(fā)揮。

4.2 仿形技術(shù)應(yīng)用中的實(shí)時(shí)觀察

在模具設(shè)計(jì)制造整個(gè)過(guò)程中，在完成相關(guān)準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上，下一步就是仿形技術(shù)應(yīng)用中的最關(guān)鍵階段，即具體掃描過(guò)程，主要包括以下幾點(diǎn)。首先，在測(cè)量之前需要實(shí)行有效校正。在開(kāi)始掃描之前，需要對(duì)具體軸向?qū)嵭行Ｕ?，在這一過(guò)程中需要調(diào)整機(jī)床控制器切削率，具體來(lái)說(shuō)需要調(diào)節(jié)到100%程度，對(duì)于測(cè)量頭部需要合理移動(dòng)，大體生可以將其移動(dòng)至校正方塊1cm方向，這樣一來(lái)，可使測(cè)量頭在校正塊下方實(shí)現(xiàn)不同方向移動(dòng)，這樣一來(lái)，可使自動(dòng)測(cè)量得以實(shí)現(xiàn)，并且需要在電腦中對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。其次，具體掃描方式的選擇，在這一方面可以通過(guò)具體軟件的應(yīng)用得到更多掃描方式，對(duì)于模具設(shè)計(jì)中仿形技術(shù)的應(yīng)用，其主要的掃描方式就算但循環(huán)掃描、帶狀循環(huán)掃描以及雙循環(huán)掃描，需要相關(guān)技術(shù)人員在這些方式中對(duì)不同的方式進(jìn)行合理選擇，在有些情況下需要對(duì)分塊實(shí)行具體掃描。其中，對(duì)于單循環(huán)掃描方式而言，這種方式在實(shí)際掃描中的動(dòng)作類型主要就是抬刀與下刀，在粗加工過(guò)程中這種方式應(yīng)用比較廣泛。而對(duì)于雙向掃描方式而言，其主要就是在精加工中進(jìn)行應(yīng)用，使具體曲面數(shù)據(jù)得以形成，在CAD系統(tǒng)及CAM系統(tǒng)得以有效應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對(duì)于這些數(shù)據(jù)可以實(shí)行合理調(diào)用。第三，在掃描工作完成的情況下，需要基于零件具體測(cè)量精度要求，對(duì)于步距及行距需要實(shí)行有效掃描，若步距及行距都比較小，則可以使測(cè)量精度得以提升，此時(shí)若需要增加掃描時(shí)間，則需要綜合各個(gè)方面的因素合理分析及選擇。以得到滿意效果。此外，在掃描的整個(gè)過(guò)程中，外部影響因素會(huì)有很多變化出現(xiàn)，并且這些變化的可控性不夠理想。針對(duì)這種情況的存在，相關(guān)工作人員需要注意的一點(diǎn)就是需要在掃描整個(gè)過(guò)程中仔細(xì)觀察實(shí)際情況的變化，這也是工作人員必須要具體的能力。另外，在模具設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，雖然已經(jīng)對(duì)其實(shí)行加固處理，然而在掃描過(guò)程中，由于探針外力作用可能會(huì)致使其發(fā)生偏移，而一旦有偏移情況出現(xiàn)，則要想通過(guò)調(diào)整實(shí)現(xiàn)恢復(fù)往往都比較困難。同時(shí)，為能夠?qū)呙杞Y(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行合理檢驗(yàn)，對(duì)于模具可使其沿不同方向細(xì)微移動(dòng)，并且需要對(duì)于不同方向結(jié)果進(jìn)行記錄，依據(jù)記錄結(jié)果實(shí)行對(duì)比及測(cè)驗(yàn)，從而為模具設(shè)計(jì)制造的進(jìn)一步改進(jìn)提供更好的基礎(chǔ)與支持，實(shí)現(xiàn)更理想的模具設(shè)計(jì)制造[3-6]。

4.3 仿生技術(shù)應(yīng)用中的掃描結(jié)果處理

就目前模具設(shè)計(jì)制造中的仿形技術(shù)應(yīng)用而言，掃描結(jié)果的處理也是比較重要的一個(gè)方面，而這一部分主要需要注意的一點(diǎn)就是圖像。在模具設(shè)計(jì)制造的整個(gè)過(guò)程中，對(duì)于機(jī)床中的模具，其位置是固定的，這樣一來(lái)所得到的圖像位置相對(duì)也就比較固定。在這種情況下，為能夠使測(cè)驗(yàn)過(guò)程中的所產(chǎn)生的誤差得以有效減少，對(duì)于這些圖像可實(shí)行不同方向處理，如鏡像、平移以及旋轉(zhuǎn)等處理，對(duì)于這些通過(guò)處理的圖像而言，在模具設(shè)計(jì)制造中可以將其作為重要參考依據(jù)對(duì)待，在實(shí)際制造及操作過(guò)程中，由于圖像方向存在差異性，則所選擇的相關(guān)處理方法也就有一定差異性存在。另外，對(duì)于當(dāng)前很多的模具設(shè)計(jì)制造而言，由于尺寸方面的限制，在后續(xù)處理方面對(duì)于原有圖像需要適當(dāng)增減其尺寸，則所選擇的相關(guān)方法也就會(huì)因此發(fā)生變化。但是，需要注意的一點(diǎn)就是在模具細(xì)微處的處理方面，若使用探針，則對(duì)于所得到的所有數(shù)據(jù)而言，均需要詳細(xì)進(jìn)行記錄，其目的就是為有效避免在后續(xù)制造過(guò)程中有問(wèn)題出現(xiàn)的情況下無(wú)法將錯(cuò)誤根源找出，同時(shí)，在具備詳細(xì)完整的數(shù)據(jù)記錄基礎(chǔ)上，在后續(xù)工作過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)查詢，從而保證模具設(shè)計(jì)制造工作可以得到比較理想的效果。對(duì)于這一方面，相關(guān)工作人員需要對(duì)以下兩個(gè)方面注意。一方面，有關(guān)資料需要實(shí)現(xiàn)圓滑化及平值化。在對(duì)具體數(shù)據(jù)文件進(jìn)行掃描過(guò)程中，在利用探針掃描時(shí)需要依據(jù)實(shí)際點(diǎn)軌跡對(duì)X、Y、Z進(jìn)行記錄，在實(shí)際操作過(guò)程中，由于工件表面因素及系統(tǒng)振動(dòng)影響，在實(shí)際編程中不會(huì)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用。比如，在對(duì)二維輪廓實(shí)行測(cè)量中，依據(jù)理論情況應(yīng)當(dāng)以Z為基本常數(shù)，在平面上實(shí)行有效掃描，然而在實(shí)際生動(dòng)的數(shù)據(jù)中，文件中Z坐標(biāo)與預(yù)測(cè)值相比會(huì)存在一定差異，在這種情況下對(duì)于掃描結(jié)果需要實(shí)行平滑化處理，從而使編程更準(zhǔn)確。另一方面，對(duì)于圖形平移、鏡像及宣傳等相關(guān)操作的處理。對(duì)于具體掃描所獲得的相關(guān)圖形，在實(shí)際掃描中擺放于工作臺(tái)中的位置是相互對(duì)應(yīng)的，需要依據(jù)設(shè)計(jì)及加工，對(duì)圖形實(shí)行有效處理。比如，對(duì)于塑料模具需要將不同方向收縮率為基礎(chǔ)，對(duì)于具體圖形需要依據(jù)規(guī)定比例將縮放工作完成。對(duì)于對(duì)稱性零件，在實(shí)際掃描中只需掃描一半，另外一半可通過(guò)鏡像獲取。對(duì)于圓周零件，只需掃描其中的小部分，剩余部分可通過(guò)旋轉(zhuǎn)得到[7-10]。

5.結(jié)語(yǔ)

在目前模具設(shè)計(jì)制造中，需要對(duì)相關(guān)的現(xiàn)代化技術(shù)手段進(jìn)行應(yīng)用，而仿形技術(shù)就是其中比較重要的一種，且具有重要的價(jià)值。因此，相關(guān)技術(shù)人員需要對(duì)模具設(shè)計(jì)制造中仿形技術(shù)的應(yīng)用加強(qiáng)重視，并且需要對(duì)仿形技術(shù)充分把握，在此基礎(chǔ)上對(duì)仿形技術(shù)合理應(yīng)用，滿足模具設(shè)計(jì)制造的需求。