擠壓模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化制造探究

蘇立青

（石家莊工程職業(yè)學(xué)院，河北 石家莊 050061）

模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化制造能夠極大地提高模具生產(chǎn)的效率與產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)而使企業(yè)的綜合水平與經(jīng)濟(jì)效益得到提升，是目前提高模具行業(yè)整體水平的有效技術(shù)手段，同時(shí)也是模具行業(yè)未來技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展的必然趨勢(shì)，因此，對(duì)于擠壓模板數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化制造的研究是非常具有現(xiàn)實(shí)意義的。

1 擠壓模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)

1.1 擠壓模具的數(shù)字化建模

數(shù)字化建模簡(jiǎn)單來說就是根據(jù)設(shè)計(jì)方案或設(shè)計(jì)思路建立虛擬的數(shù)字化模型，在擠壓模具的設(shè)計(jì)中，數(shù)字化建模的應(yīng)用是非常關(guān)鍵的。擠壓模具在設(shè)計(jì)階段的數(shù)字化建模通常都是通過UG、Solidwork等數(shù)字化建模軟件來實(shí)現(xiàn)，在根據(jù)設(shè)計(jì)方案輸入?yún)?shù)后，就能夠?qū)D壓模具的結(jié)構(gòu)以三維立體的形式呈現(xiàn)出來，之后再結(jié)合擠壓設(shè)備、模具材料等具體條件，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)模具可擠壓性、強(qiáng)度、合金成分、幾何特征、尺寸精度等進(jìn)行分析，進(jìn)而為設(shè)計(jì)提供參考。

1.2 擠壓模具的數(shù)字化仿真

在擠壓模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)中，數(shù)字化仿真是最關(guān)鍵的部分。通常來說，擠壓模具在得到完整設(shè)計(jì)圖紙后并不能直接應(yīng)用于生產(chǎn)中，而是要通過試模來確定模具是否符合生產(chǎn)要求，如發(fā)現(xiàn)模具存在問題，則要在設(shè)計(jì)上進(jìn)一步優(yōu)化與調(diào)整。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式中，這一環(huán)節(jié)只能通過實(shí)際擠壓試模來完成，這樣不僅會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間，如果發(fā)現(xiàn)問題還要在設(shè)計(jì)優(yōu)化后重新制造新的模具或修模，之后重復(fù)進(jìn)行試模，這對(duì)于生產(chǎn)效率與生產(chǎn)成本都有著很大的影響。而通過數(shù)字化仿真，則可以利用相關(guān)軟件對(duì)模具內(nèi)的應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)、溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)等物理量展開分析，模擬擠壓過程中的模具內(nèi)型材的金屬流動(dòng)行為，進(jìn)而準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出產(chǎn)品的成形質(zhì)量，并實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際擠壓試模的有效替代。同時(shí)如果在仿真過程中發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)的問題，也可以通過對(duì)改變參數(shù)來進(jìn)行調(diào)整，從而大大節(jié)省試模時(shí)間與成本，縮短設(shè)計(jì)周期。

2 擠壓模具的數(shù)字化制造

2.1 擠壓模具的數(shù)控加工

數(shù)控加工是制造行業(yè)中非常重要的一種制造方法，目前在我國(guó)已經(jīng)得到了比較廣泛的應(yīng)用，而擠壓模具的數(shù)字化制造自然也需要借助數(shù)控機(jī)床來進(jìn)行加工。一般來說，擠壓模具的本身精度往往也就意味著產(chǎn)品的精度，因而數(shù)控加工在加工精度方面優(yōu)勢(shì)不僅能夠提高模具的精度，同時(shí)也能夠使產(chǎn)品質(zhì)量大大提升。

2.2 擠壓模具的表面處理

擠壓模具的數(shù)字化制造體現(xiàn)在對(duì)表面處理技術(shù)的應(yīng)用上。以比較常見的激光強(qiáng)化加工系統(tǒng)為例，這種系統(tǒng)以激光表面強(qiáng)化處理法為原理，主要由激光器系統(tǒng)、光束傳輸與變換裝置及計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)等幾部分構(gòu)成，在擠壓模具的制造過程中，通過計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)對(duì)激光的精確控制，就可以直接改變模具表面的成分、組織與性能，進(jìn)而使擠壓模具的硬度、耐磨性、摩擦性能、耐腐蝕性、抗氧化性及脫模能力等都得到提升，從而延長(zhǎng)模具的使用壽命，提高模具的性能。

2.3 擠壓模具制造的資源管理

近年來，擠壓模具的數(shù)字化制造還逐漸延伸到了資源管理方面，而其中最為常見的就是對(duì)PDM技術(shù)的應(yīng)用。PDM技術(shù)實(shí)際上是對(duì)一種軟件工具、系統(tǒng)的應(yīng)用，這種軟件能夠組織產(chǎn)品設(shè)計(jì)、完善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)修改、跟蹤進(jìn)展中的設(shè)計(jì)概念，同時(shí)還可以及時(shí)方便地找出存檔數(shù)據(jù)以及相關(guān)產(chǎn)品信息，進(jìn)而為產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)提供重要的輔助性作用。而在擠壓模具的制造中，通過對(duì)PDM系統(tǒng)的應(yīng)用，制造企業(yè)就能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售、材料采購(gòu)等各個(gè)部門的實(shí)時(shí)有效溝通與協(xié)同合作，進(jìn)而基于擠壓模具的全生命周期進(jìn)行設(shè)計(jì)與生產(chǎn)決策，如優(yōu)化生產(chǎn)流程等，而模具制造在效率、成本、質(zhì)量等方面也會(huì)得到很大的提升。

3 結(jié)語

總而言之，數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化制造能夠在擠壓模具的精度、壽命、制造周期及使用穩(wěn)定性和可靠性等方面起到十分關(guān)鍵的作用，因此在未來必須要將擠壓模具的數(shù)字化制造與數(shù)字化設(shè)計(jì)重視起來，并以此為基礎(chǔ)展開模板數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造的實(shí)踐應(yīng)用與深入探究，從而改變目前我國(guó)中高端模具大量依靠進(jìn)口的現(xiàn)狀。