論計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在多樣化鑄造模具生產(chǎn)中的技術(shù)創(chuàng)新

蓋其君

摘要：鑄造工藝的可持續(xù)發(fā)展，在生產(chǎn)加工模具過(guò)程中逐步體現(xiàn)科學(xué)的控制特點(diǎn)，提升了產(chǎn)品質(zhì)量，壓縮投入成本，相應(yīng)提升競(jìng)爭(zhēng)力。隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在生產(chǎn)制造中的應(yīng)用，在車(chē)間工人與工藝無(wú)法提供有效支持的前提下，還可以確保生產(chǎn)水平和產(chǎn)品質(zhì)量，解決了生產(chǎn)中的相關(guān)難題，不僅增加了市場(chǎng)效益，對(duì)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)揮了推動(dòng)作用。本文針對(duì)多樣化鑄造模具生產(chǎn)，提出了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用，并簡(jiǎn)單分析了技術(shù)創(chuàng)新的發(fā)展情況。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；多樣化鑄造模具；生產(chǎn)技術(shù)；創(chuàng)新

我國(guó)鑄造模具的設(shè)計(jì)和制造，從設(shè)計(jì)三維實(shí)體到三維數(shù)控加工成型，已經(jīng)形成一整套相對(duì)成熟的操作工藝。但鑄造模具的內(nèi)外部質(zhì)量，包括生產(chǎn)操作流程依然存在一部分不足，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比尚有一定差距。因此，圍繞怎樣提升模具質(zhì)量與壓縮生產(chǎn)時(shí)間開(kāi)展大規(guī)模的技術(shù)創(chuàng)新。盡管這樣，由于鑄件模具獨(dú)特的操作特點(diǎn)，生產(chǎn)供應(yīng)依然是難以徹底解決的主要難題。引用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)積極創(chuàng)新技術(shù)，可以節(jié)省生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)間，降低廢品率，提高操作效率，對(duì)其研究具有一定實(shí)際意義。

一、在多樣化鑄造模具中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用

（一）鑄造工藝應(yīng)用

1.實(shí)體造型

第一，軟件造型特點(diǎn)。可用創(chuàng)新軟件獲得三維實(shí)體造型，不僅成功保留了傳統(tǒng)軟件的各種性能，同時(shí)也最大程度展現(xiàn)三維技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在設(shè)計(jì)中成功引入直接建模交互技術(shù)。通過(guò)WARP工具就可以拉伸、彎曲操作設(shè)計(jì)對(duì)象，用戶(hù)利用特征面板功能參與操作，產(chǎn)生直接體驗(yàn)。通過(guò)人與人的連通，順利做好動(dòng)態(tài)評(píng)估，順利訪問(wèn)項(xiàng)目與產(chǎn)品數(shù)據(jù)。

第二，建模。是指建模操作中采取方法，還可以通過(guò)幾何方式對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行表達(dá)，根據(jù)產(chǎn)品約束、工藝和性能在計(jì)算機(jī)上設(shè)置實(shí)體模型，類(lèi)似于工程的方法理念。主要通過(guò)以下方面構(gòu)成建模工藝：一是根據(jù)建模準(zhǔn)則有效明確；二是詳細(xì)分析產(chǎn)品和結(jié)構(gòu)的內(nèi)部聯(lián)系；三是明確建模方式；四是找出零部件的基本幾何拓?fù)潢P(guān)系模型；五是結(jié)合上述原則與特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)建模；六是檢驗(yàn)已經(jīng)完成的三維模型。[1]

2.加入鑄造工藝

第一，設(shè)計(jì)冒口。主要發(fā)揮補(bǔ)縮鑄件的作用，在設(shè)計(jì)流程中應(yīng)達(dá)到下列要求：首先凝固時(shí)間必須超過(guò)鑄件凝固所需時(shí)間；其次是充分進(jìn)行補(bǔ)縮金屬液操作；最后是與伸縮位置形成一定通道。設(shè)計(jì)方法多樣化，當(dāng)前主要采取三次方程法與模數(shù)法。其中后者科學(xué)性更強(qiáng)，利用軟件直接計(jì)算軟件的表面積與體積。結(jié)合模擬數(shù)據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確定位位置，先對(duì)不存在冒口的鑄件實(shí)施模擬凝固，再根據(jù)縮孔縮松實(shí)際位置對(duì)其部位有效確定，進(jìn)一步?jīng)Q定是否應(yīng)添加冷鐵。按照冒口不同外型設(shè)計(jì)尺寸，允許存在一定的差異。

第二，澆筑系統(tǒng)設(shè)計(jì)。鑄型腔內(nèi)部通道流入金屬液稱(chēng)為澆注系統(tǒng)，一定程度威脅產(chǎn)品的質(zhì)量。為了提升系統(tǒng)的準(zhǔn)確水平，可以通過(guò)二次開(kāi)發(fā)軟件模塊實(shí)現(xiàn)。

第三，文件格式轉(zhuǎn)換。全部文件格式都是STL，同時(shí)需要對(duì)各個(gè)系統(tǒng)和冒口及鑄件有效分隔，彼此之間保持獨(dú)立性。[2]

（二）虛擬生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)用

1.動(dòng)態(tài)管理車(chē)間

在調(diào)度管理操作中，應(yīng)對(duì)加工工件的順序與時(shí)間不斷優(yōu)化，進(jìn)一步達(dá)到動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)的目標(biāo)。而仿真操作則是經(jīng)常采取的方法。根據(jù)數(shù)學(xué)模型的理論知識(shí)，針對(duì)突發(fā)狀況特點(diǎn)，采取對(duì)應(yīng)的模式，保證計(jì)劃順利實(shí)現(xiàn)。防止由于操作時(shí)間缺乏產(chǎn)生一些不必要的損失。但是，在仿真和調(diào)度管理操作中，需要龐大的數(shù)據(jù)進(jìn)行支撐，通過(guò)建立信息數(shù)據(jù)庫(kù)，可以保證合理實(shí)行仿真。其中針對(duì)操作參數(shù)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，有利于保存與管理工藝設(shè)計(jì)流程中形成的信息，在鑄造系統(tǒng)設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)庫(kù)是中心，基于這一公共數(shù)據(jù)庫(kù)形成全部設(shè)計(jì)與繪圖操作。主要是為全部設(shè)計(jì)內(nèi)容提供對(duì)應(yīng)參數(shù)，比如密度、收縮率等。上文所述的冒口與澆注設(shè)計(jì)模塊都使用固定不變的模型與結(jié)構(gòu)，只是尺寸存在不同。因此需要對(duì)鑄件類(lèi)型、模數(shù)等優(yōu)先考慮，在正是繪圖之前利用計(jì)算機(jī)對(duì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。之后，結(jié)合結(jié)果與數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)自主查詢(xún)，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)件與要求不相符時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)模塊有效定義，通過(guò)傳輸交互數(shù)據(jù)，自行把結(jié)果轉(zhuǎn)化為圖形。

2.設(shè)計(jì)ASP.NET系統(tǒng)

努力獲得這一系統(tǒng)的支持。具體是向便攜式軟件中加入生產(chǎn)模型所需的信息，在設(shè)計(jì)中可以同步調(diào)用數(shù)據(jù)。這項(xiàng)技術(shù)還可以與規(guī)劃目標(biāo)方式有效聯(lián)系，加載生產(chǎn)中產(chǎn)生的圖片與視頻。

二、技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展

（一）創(chuàng)新快速制模技術(shù)

在多樣化的生產(chǎn)過(guò)程中，要高度注意在快速鑄件制造技術(shù)中開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)輔助工具。比如：工作人員在樣本模型中直接獲取CAD等軟件，節(jié)省制作與設(shè)計(jì)模具的時(shí)間與成本；當(dāng)實(shí)際應(yīng)用中模具發(fā)生問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)可以不斷完善模型；通過(guò)模具迅速制作的方法，成功解決人工操作的束縛，在生產(chǎn)過(guò)程中達(dá)到自動(dòng)化目標(biāo)，體現(xiàn)出便捷特點(diǎn)。

（二）創(chuàng)新質(zhì)量體系

在制造業(yè)發(fā)展過(guò)程中，對(duì)質(zhì)量提出更加嚴(yán)格的要求。圍繞其建立保障體系有效完善生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，更好監(jiān)控生產(chǎn)流程。結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，企業(yè)順利執(zhí)行保障體系，不僅提升產(chǎn)品生產(chǎn)水平，還保證操作效率，同時(shí)節(jié)省不必要的浪費(fèi)。高度協(xié)調(diào)生產(chǎn)與環(huán)境，得到生產(chǎn)雙贏。

（三）技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

在實(shí)際與生產(chǎn)模具中應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是發(fā)展的自然趨勢(shì)。分散結(jié)合集成式的開(kāi)發(fā)，并且在生產(chǎn)模具系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，逐步達(dá)到了信息化發(fā)展的需求。另外，推動(dòng)收集信息與檢測(cè)工作的信息化發(fā)展，也是一次創(chuàng)新性的研究。

三、結(jié)語(yǔ)

綜合分析，在多樣化鑄造模具生產(chǎn)中利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)創(chuàng)新技術(shù)，主要是有效聯(lián)系軟硬件技術(shù)和計(jì)算機(jī)，精準(zhǔn)取代人工操作與生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)開(kāi)展生產(chǎn)設(shè)計(jì)。在創(chuàng)新過(guò)程中，科學(xué)利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與圖像技術(shù)，可以最大程度提升操作精度與生產(chǎn)效率，有效壓縮了生產(chǎn)成本，減輕了人工操作的壓力，對(duì)整個(gè)行業(yè)發(fā)揮了促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭倫川，劉貫軍.基于ProCast模擬的鑄鋼件熔模鑄造工藝優(yōu)化[J].鑄造技術(shù)，2016（8）：17761778.

[2]黃道華，張紅霞.計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在鋁合金框架鑄造中應(yīng)用[J].鑄造技術(shù)，2015（5）：13161319.