论文部分内容阅读
[摘 要]随着信息技术以及科学技术的发展，我国的冲压模具已经由传统的机械模具形式转变为机械自动化体系，将先进的数字化技术应用在模具制造上，极大提高了我国冲压模具的发展速度。因此，本文讨论了模具数字化研发和生产中的关键技术以及冲压模具设计和制造中的数字化技术的应用。
[关键词]数字化技术；冲压模具；设计与制造；
中图分类号：TG385.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）05-0362-01
1 模具数字化研发和生产中的关键技术
1.1 冲压成形计算机辅助工程技术
所谓“同步开发”，是指冲压工艺贯穿于模具新产品设计与开发的全过程，从最初的了解产品工艺，到产品冲压工艺性分析，再到模具开发，整个过程都有冲压工艺人员的身影。由此可知，在工艺与产品同步形成的过程中，关键的技术之一就是冲压计算机辅助工程技术。冲压计算机辅助工程技术是在尊重冲压成形过程基本物理规律的前提下，借助計算机技术真实反映并模拟出模具与板料之间相互作用关系和板料变形的全过程。在非线性理论、有限元方法的完善和计算机硬件升级发展的支持下，板料冲压成形过程所使用的计算机辅助工程技术越来越成熟，已经开始在工业生产中崭露头角，形成了一批通用的、专业的设计软件，比如Auto Form/PAM-STAMP等。在这些通用、专业软件的支持下，计算机辅助工程技术在模具新产品设计阶段就能够对模具及其每个零件的成形、工艺等提出快速、准确的预见，从而大大提高冲压模具的设计效率。
1.2 基于模块化的快速设计系统
对于冲压模具来说，结构设计往往占了设计工作量的很大一部分随着计算机技术的快速发展，一体化技术得到了广泛应用。而冲压模具技术在国内的应用，仍然停留在依靠模具设计人员的经验，在通用软件系统上进行交互绘图和造型的层次上，从而不能及时发现设计过程中的缺陷，延长了模具的设计周期，在某种程度上也影响了设计质量。基于用等一系列计算机数字化造型软件使模具的参数化模块设计让“模具快速设计”成为可能。要进行模具的参数化模块设计，标准件库和模板是基础。通过软件，将导柱、导板、冲头等一系列的标准件统计人库，以便设计时调用同时，根据不同的零件把其相应的模具结构参数化制作成模板，同样人结构库。在拿到模具设计任务后，预先消化任务要求生产厂家要求、冲压要求其次结合现场实际生产经验，调用模具结构库，进行初设计再次进行模面设计，再进行调用标准件库，组装标准件最后合装成一套完整模具。通过参数化模块设计实现典型结构模板化和重复工作智能化。典型结构模板化。基于模板化的思想，将冲压模具各种典型的结构进行分类总结，提取其中可实现参数化控制之处，生成智能化模板在整个设计的建模过程中予以应用。重复工作智能化。将设计过程中的重复工作，通过载人智能化模板和二次开发工具来达到缩短设计周期的目的。
1.3 参数化程编
随着冲压模具制造与更换节奏的加快，数控加工已由传统单纯的型面加工向型面、结构面并重的全面加工转变，加工与制造速度由中低速向高速转变。高速加工与制造技术在冲压模具制造业中的优点主要有以下几点：①小切深、高进给；②有效改善工件表面加工质量，减少打磨操作；③大大提高了加工精度，试模工作量明显减少；④把握小刀具加工模具的细节，减少不同规格刀具的使用次数，进一步减少加工费用；⑤采用高精度、大进给的方式完成淬火钢精加工，模具表面质量高，成功避免了传统加工方式导致的冲压模具变形问题。参数化程编的作用在于大大提高了数控加工的自动化水平，进一步提高了冲压模具件的加工精度和冲压模具件的加工效率。总之，“参数化程编”数控加工技术使高速加工冲压模具成为可能，在大大提高冲压模具加工效率同时，保证了加工冲压模具质量的标准化。这对提高冲压模具的稳定性和可靠性有非常重要的意义。数控加工“参数化程编”应用流程如图1所示。
1.4 数字化组装技术在模具调节中的应用
模具安装方式基本上有4种：互换组装法、分类组装法、修配组装法以及调节组装法。一开始，模具生产制造出来后，实地的组装大都采取分类组装法：操作人借鉴2D零件组装图把导柱、导板等零件分别归类，接着以优先导板然后导柱的步骤进行组装，组装完后进入精加工环节，精加工之后是不会针对单件状况的导柱误差和导滑面形位公差实时监测比对的，这样等到精加工单件之后，两个模座组合，就会看到两个模座导向误差极大，造成导柱导板损坏，以至于标准件破坏。现今，在程序中记录和汇总出模具单件经过精加工之后检测出的数值，通过比对，一旦遇到超差直接修正。利用针对检测结果比对修正的方式，可以在两个模座合模之前修正偏差比较大的地方，确保导向间距，同时又能确保合模性能
2 冲压模具设计和制造中的数字化技术的应用
2.1 软件技术在模具产品设计同步工程中的应用
在模具产品的同步开发中，要想满足冲压模具的建设要求，就要将冲压工艺贯穿于冲压模具的同步开发过程中。在冲压模具的开发设计上，要求设计人员全员参与，从冲压模具的生产工艺、产品的冲压技术再到模具的具体开发，都要依据冲压成形的物理规律进行模具设计，借助计算机数字化技术真实的反映模具与板料的的关系，并将计算机软件应用在模具变形设计的全过程中。在冲压模具的设计上，可以应用非线性理论、有限元方法以及各项计算机软硬件，以此来对产品零件的成行进行精确的预算，全面提高冲压模具的技术机控制质量与效率。
2.2 模块结构化的快速设计应用
在数字化技术使用上，要预先消化模具的任务要求（冲压要求），结合现场模具生产经验，应用模具结构库，进行模具的初设计；其次再要进行模面设计，这一阶段调用标准机械件库，组装成一套完整的模具。在参数化模块设计上，要实现典型结构模板化和重复工作智能化，以此来提高冲压模具的制造水平。典型结构模块化，主要是基于模块化的思想，对冲压模具的典型结构进行分类总结，应用数字化技术进行模具设计参数的控制，生成智能化模板，以此在模具设计过程中完成建模；重复工作智能化应用上，主要是将模具设计过程的重复工作利用智能化模板和二次开发工具来实现缩短设计周期的目的，以此来实现冲压模具的智能化、自动控制化进程。
2.3 信息系统的应用
在冲压模具设计上，要将数字化技术应用在制造业的每一环节中，如可以将数字化技术应用在机械自动化管理、绘图设计、参数分析、模具制造以及模具检测中，在这一过程中应用信息化系统，可以实现产品信息的共享，并将模具制造信息以计算机信息化的形式固定下来，从而为冲压模具的制造设计提供借鉴意见，降低模具设计人员的工作量。
总结
我国的冲压模具企业已经开始将先进的数字化技术应用于模具制造中，而且近几年发展迅速，将先进的数字化技术应用在模具制造上，极大提高了我国冲压模具的发展速度，也提高了冲压模具的精确度和使用周期，推进了我国冲压模具的行业的发展进程。
参考文献
[1] 潘宇祥.探讨数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用[J].工程技术：全文版，2016（7）：00258.
[2] 王秀丽，魏永辉.数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用[J].科技与创新，2016（18）.
[3] 杨增光.浅谈现代冲压模具在精加工方面的应用[J].机电信息，2011（21）.
[关键词]数字化技术；冲压模具；设计与制造；
中图分类号：TG385.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）05-0362-01
1 模具数字化研发和生产中的关键技术
1.1 冲压成形计算机辅助工程技术
所谓“同步开发”，是指冲压工艺贯穿于模具新产品设计与开发的全过程，从最初的了解产品工艺，到产品冲压工艺性分析，再到模具开发，整个过程都有冲压工艺人员的身影。由此可知，在工艺与产品同步形成的过程中，关键的技术之一就是冲压计算机辅助工程技术。冲压计算机辅助工程技术是在尊重冲压成形过程基本物理规律的前提下，借助計算机技术真实反映并模拟出模具与板料之间相互作用关系和板料变形的全过程。在非线性理论、有限元方法的完善和计算机硬件升级发展的支持下，板料冲压成形过程所使用的计算机辅助工程技术越来越成熟，已经开始在工业生产中崭露头角，形成了一批通用的、专业的设计软件，比如Auto Form/PAM-STAMP等。在这些通用、专业软件的支持下，计算机辅助工程技术在模具新产品设计阶段就能够对模具及其每个零件的成形、工艺等提出快速、准确的预见，从而大大提高冲压模具的设计效率。
1.2 基于模块化的快速设计系统
对于冲压模具来说，结构设计往往占了设计工作量的很大一部分随着计算机技术的快速发展，一体化技术得到了广泛应用。而冲压模具技术在国内的应用，仍然停留在依靠模具设计人员的经验，在通用软件系统上进行交互绘图和造型的层次上，从而不能及时发现设计过程中的缺陷，延长了模具的设计周期，在某种程度上也影响了设计质量。基于用等一系列计算机数字化造型软件使模具的参数化模块设计让“模具快速设计”成为可能。要进行模具的参数化模块设计，标准件库和模板是基础。通过软件，将导柱、导板、冲头等一系列的标准件统计人库，以便设计时调用同时，根据不同的零件把其相应的模具结构参数化制作成模板，同样人结构库。在拿到模具设计任务后，预先消化任务要求生产厂家要求、冲压要求其次结合现场实际生产经验，调用模具结构库，进行初设计再次进行模面设计，再进行调用标准件库，组装标准件最后合装成一套完整模具。通过参数化模块设计实现典型结构模板化和重复工作智能化。典型结构模板化。基于模板化的思想，将冲压模具各种典型的结构进行分类总结，提取其中可实现参数化控制之处，生成智能化模板在整个设计的建模过程中予以应用。重复工作智能化。将设计过程中的重复工作，通过载人智能化模板和二次开发工具来达到缩短设计周期的目的。
1.3 参数化程编
随着冲压模具制造与更换节奏的加快，数控加工已由传统单纯的型面加工向型面、结构面并重的全面加工转变，加工与制造速度由中低速向高速转变。高速加工与制造技术在冲压模具制造业中的优点主要有以下几点：①小切深、高进给；②有效改善工件表面加工质量，减少打磨操作；③大大提高了加工精度，试模工作量明显减少；④把握小刀具加工模具的细节，减少不同规格刀具的使用次数，进一步减少加工费用；⑤采用高精度、大进给的方式完成淬火钢精加工，模具表面质量高，成功避免了传统加工方式导致的冲压模具变形问题。参数化程编的作用在于大大提高了数控加工的自动化水平，进一步提高了冲压模具件的加工精度和冲压模具件的加工效率。总之，“参数化程编”数控加工技术使高速加工冲压模具成为可能，在大大提高冲压模具加工效率同时，保证了加工冲压模具质量的标准化。这对提高冲压模具的稳定性和可靠性有非常重要的意义。数控加工“参数化程编”应用流程如图1所示。
1.4 数字化组装技术在模具调节中的应用
模具安装方式基本上有4种：互换组装法、分类组装法、修配组装法以及调节组装法。一开始，模具生产制造出来后，实地的组装大都采取分类组装法：操作人借鉴2D零件组装图把导柱、导板等零件分别归类，接着以优先导板然后导柱的步骤进行组装，组装完后进入精加工环节，精加工之后是不会针对单件状况的导柱误差和导滑面形位公差实时监测比对的，这样等到精加工单件之后，两个模座组合，就会看到两个模座导向误差极大，造成导柱导板损坏，以至于标准件破坏。现今，在程序中记录和汇总出模具单件经过精加工之后检测出的数值，通过比对，一旦遇到超差直接修正。利用针对检测结果比对修正的方式，可以在两个模座合模之前修正偏差比较大的地方，确保导向间距，同时又能确保合模性能
2 冲压模具设计和制造中的数字化技术的应用
2.1 软件技术在模具产品设计同步工程中的应用
在模具产品的同步开发中，要想满足冲压模具的建设要求，就要将冲压工艺贯穿于冲压模具的同步开发过程中。在冲压模具的开发设计上，要求设计人员全员参与，从冲压模具的生产工艺、产品的冲压技术再到模具的具体开发，都要依据冲压成形的物理规律进行模具设计，借助计算机数字化技术真实的反映模具与板料的的关系，并将计算机软件应用在模具变形设计的全过程中。在冲压模具的设计上，可以应用非线性理论、有限元方法以及各项计算机软硬件，以此来对产品零件的成行进行精确的预算，全面提高冲压模具的技术机控制质量与效率。
2.2 模块结构化的快速设计应用
在数字化技术使用上，要预先消化模具的任务要求（冲压要求），结合现场模具生产经验，应用模具结构库，进行模具的初设计；其次再要进行模面设计，这一阶段调用标准机械件库，组装成一套完整的模具。在参数化模块设计上，要实现典型结构模板化和重复工作智能化，以此来提高冲压模具的制造水平。典型结构模块化，主要是基于模块化的思想，对冲压模具的典型结构进行分类总结，应用数字化技术进行模具设计参数的控制，生成智能化模板，以此在模具设计过程中完成建模；重复工作智能化应用上，主要是将模具设计过程的重复工作利用智能化模板和二次开发工具来实现缩短设计周期的目的，以此来实现冲压模具的智能化、自动控制化进程。
2.3 信息系统的应用
在冲压模具设计上，要将数字化技术应用在制造业的每一环节中，如可以将数字化技术应用在机械自动化管理、绘图设计、参数分析、模具制造以及模具检测中，在这一过程中应用信息化系统，可以实现产品信息的共享，并将模具制造信息以计算机信息化的形式固定下来，从而为冲压模具的制造设计提供借鉴意见，降低模具设计人员的工作量。
总结
我国的冲压模具企业已经开始将先进的数字化技术应用于模具制造中，而且近几年发展迅速，将先进的数字化技术应用在模具制造上，极大提高了我国冲压模具的发展速度，也提高了冲压模具的精确度和使用周期，推进了我国冲压模具的行业的发展进程。
参考文献
[1] 潘宇祥.探讨数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用[J].工程技术：全文版，2016（7）：00258.
[2] 王秀丽，魏永辉.数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用[J].科技与创新，2016（18）.
[3] 杨增光.浅谈现代冲压模具在精加工方面的应用[J].机电信息，2011（21）.