基于數(shù)字化技術(shù)的模具設(shè)計(jì)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(duì)各種模具產(chǎn)品更新?lián)Q代提出了很高的要求，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的出現(xiàn)為模具的產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造奠定了基礎(chǔ)，對(duì)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(jì)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(shí)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(jì)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(huì)生產(chǎn)對(duì)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(jì)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(jì)環(huán)節(jié)上提高模具產(chǎn)品設(shè)計(jì)的理論精度，并且還能夠給模具生產(chǎn)的實(shí)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(shí)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(jì)的理論精度，與此同時(shí)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(jì)和生產(chǎn)的效益，本文對(duì)以數(shù)字化為基礎(chǔ)的模具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)進(jìn)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(jì)研究

1.1 模具的設(shè)計(jì)方案分析

采用數(shù)字化的技術(shù)可以非常方便的對(duì)模具生產(chǎn)的工序進(jìn)行重新優(yōu)化設(shè)計(jì)與組合以實(shí)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(gè)需要不斷從實(shí)踐中進(jìn)行完善的環(huán)節(jié)，在對(duì)工序進(jìn)行優(yōu)化的過程中不僅需要對(duì)工序進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整還需要對(duì)工序進(jìn)行適當(dāng)?shù)木?jiǎn)減少其中的冗余環(huán)節(jié)，與此同時(shí)還需要通過對(duì)生產(chǎn)工序的控制來減少生產(chǎn)過程中不必要的浪費(fèi)，盡量的壓低成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。NC模面變間隙技術(shù)是現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)與制造過程中不可或缺的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，通過該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)零件設(shè)計(jì)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(shí)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(bǔ)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(xiàng)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(jì)和制造的過程中十分常見，對(duì)于其延伸和拉長(zhǎng)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(jì)和制造的過程中必須要注重元件形變補(bǔ)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(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造過程進(jìn)行展示，以及對(duì)產(chǎn)品研發(fā)的質(zhì)量進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂疲跀?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(shí)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(jì)分析

數(shù)字化模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中要注意以下幾個(gè)方面。首先在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中可以充分的借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)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(jì)和生產(chǎn)的過程有效的展現(xiàn)出來，非常便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)未來設(shè)計(jì)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(jì)和制造模具的過程中要充分的利用號(hào)資料庫(kù)，在模具設(shè)計(jì)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(kù)中找到對(duì)應(yīng)的模型，對(duì)于一些沒有的零件也可以在現(xiàn)有零件的基礎(chǔ)上進(jìn)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(kù)中找到，并可以為模具的設(shè)計(jì)提供參考和基礎(chǔ)，充分的了解和利用好資料庫(kù)能夠使得設(shè)計(jì)的效率大大提升。模具在設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)其使用過程進(jìn)行仿真確保模具在沖壓的過程中不會(huì)損壞，通常情況下可以借助自動(dòng)沖壓仿真來對(duì)模具進(jìn)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(jì)算方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且難以對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)和部分進(jìn)行很好的仿真，通過借助模具的自動(dòng)過程仿真可以很好的觀察到在沖壓的過程中模具中各個(gè)部分變化的過程，這對(duì)于模具質(zhì)量的保障具有極其重要的意義。端拾機(jī)構(gòu)的檢修也是在數(shù)字化模具生產(chǎn)過程中一個(gè)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(duì)模具的正常的生產(chǎn)工作產(chǎn)生影響，通過對(duì)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(jì)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(jì)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(shì)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(jì)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(jià)值。

模具設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中數(shù)字化技術(shù)主要指的是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，可以說計(jì)算機(jī)技術(shù)貫穿模具設(shè)計(jì)和制造生產(chǎn)的全過程，比如利用計(jì)算機(jī)模具設(shè)計(jì)軟件完成模具設(shè)計(jì)的整個(gè)過程、利用計(jì)算機(jī)對(duì)模具生產(chǎn)過程進(jìn)行控制、對(duì)制造過程中產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行把握，并可以實(shí)現(xiàn)對(duì)成本的有效的控制，所以數(shù)字化技術(shù)的運(yùn)用使得企業(yè)能夠獲得更加的經(jīng)濟(jì)效益，數(shù)字化已經(jīng)成為模具設(shè)計(jì)和制造企業(yè)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。

2.1 在加工模板與參數(shù)庫(kù)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(jì)和加工的技術(shù)水平對(duì)于模具生產(chǎn)的質(zhì)量以及效率較為關(guān)鍵對(duì)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(yàn)，其中最為重要的就是將每一次的模具設(shè)計(jì)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(kù)，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(jìn)就能使用。

此外企業(yè)還要引進(jìn)專門的模具設(shè)計(jì)的工程師，讓工程師在沒有設(shè)計(jì)任務(wù)的時(shí)候結(jié)合當(dāng)前社會(huì)較為常用的模具來進(jìn)行相關(guān)模型數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建這樣形成積累一旦有類似的設(shè)計(jì)任務(wù)就能夠極大的提升設(shè)計(jì)的效率。在實(shí)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(kù)中的相關(guān)資料，在必要的時(shí)候需要對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷模赃m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(jī)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(xiǎn)。

2.2 坯料的選擇

此外在模具加工制造的過程中，對(duì)坯料的選擇以及建立都是十分重要的，加工程序的設(shè)計(jì)、加工原材料以及加工過程的控制都會(huì)對(duì)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(zhǎng)足的進(jìn)步但是其精度相對(duì)于西方先進(jìn)國(guó)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(huì)使得模具在加工的最后階段出現(xiàn)撞機(jī)、刀具碰撞等一系列的問題，使得模具生產(chǎn)的危險(xiǎn)性大大的增加，也難以使得模具最終的產(chǎn)品達(dá)到既定的精度，在加工之前采用白光掃描技術(shù)對(duì)其進(jìn)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(jìn)行對(duì)比分析，在沒有問題時(shí)再進(jìn)行程序的編寫，及時(shí)發(fā)現(xiàn)所存在的問題并進(jìn)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(jì)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(jì)與生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，在設(shè)計(jì)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(jì)水平和效率與此同時(shí)也可以有效的提升模具生產(chǎn)的質(zhì)量，與此同時(shí)極大的提升模具生產(chǎn)的效率和模具的精度，對(duì)于模具企業(yè)具有極其重要的意義和價(jià)值，有必要在模具設(shè)計(jì)和生產(chǎn)企業(yè)中充分的推廣數(shù)字化的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)，以推進(jìn)我國(guó)模具行業(yè)整體的進(jìn)步。