数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用

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  [摘 要]随着社会经济的快速发展,数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用逐渐成为了主流,成为传统冲压模具企业打破发展瓶颈的突破点。并且,数字化技术的运用能够很好的将企业的设计方案的特点突显出来,将冲压模具的设计方案与制造流程完美的整合到一个数据库中,这样一来企业在进行管理的时候也更加的方便,同时还可以将企业的生产运行以文化管理的理念凸现出来,能够很好的帮助冲压模具制造企业的发展。因此,本文对数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用进行了研究分析。
  [关键词]数字化技术;冲压模具;设计;制造
  中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)08-0301-01
  冲压模具是冲压生产的重要工艺设备,是典型的技术和知识密集型产品。随着我国汽车工业、航空制造业迅速,规模发展,冲压模具的需求得到快速的增长,和我国的高端模具市场在大约一半以上的模具需要通过进口,并专注于大型、复杂、精密冲压模具,这也反映了我国冲压模具的设计和制造工艺,冲压模具的问题设计和制造精度、生活、生产周期、使用稳定性和可靠性等等[1]。这与国际水平有差距。因此,研究认为造成这种情况的主要原因是模具数字化设计和制造技术的落后。所以,有必要探讨冲压模具设计和制造工艺技术的数字水位问题,特别是关键技术和企业两个方面的数字管理系统建设,提高冲压模具设计和制造水平,从而提高冲压模具的生产效率和生产质量,促进我国冲压模具产业的快速发展。
  1、冲压模具数字化设计制造的关键技术
  随着数字技术的迅速发展和普及,数字技术已经应用到模具制造的整个过程中,从模具的分析数字技术是制约模具快速循环发展的重要因素,计算机技术或计算机辅助技术在模具制造工艺中的应用总结了冲压模具企业应用计算机辅助技术在国内外的成功经验,根据冲压模具的制造工艺,数字化冲压模具技术主要体现在四个方面。
  1.1冲压技术在产品设计同步工程中的应用
  在同步开发过程中,冲压工艺贯穿于新产品的全过程。从对产品工艺的了解,到冲压工艺的分析,再到模具的开发,冲压工艺人员需要全程参与。冲压技术是基于冲压成形过程的实际物理规律,通过计算机可以真实地反映出模具与板料的相互作用以及板料变形的整个过程。摘要随着非线性理论、有限元方法和计算机硬件的飞速发展,铂金冲压工艺分析技术经过长期的发展已进入工业应用阶段,并形成了一些通用或专用的软件。该软件提供了以下材料流动、厚度变化、失效、起皱、弹性、残余应力和应变的分析和仿真结果。技术在产品概念设计阶段的运用可以使模具企业对产品各个部分的形成、达到快速、準确的预测。给予评估意见的外观部分在很短的时间内,提供准确和精确的分析报告,其中包括修改数学模型的基础上,修改方法和影响随后的过程中,作为结构设计的基础部门提高产品或确定程序。
  1.2模块化快速设计系统
  对于冲压模具设计来说,结构设计是所有设计工作中最大的一部分。随着现代计算机技术的发展,CAD/CAE/CAM集成技术得到了广泛的应用。虽然冲压模具CAD技术在国内现有更多的探索性应用程序,然而,模具设计人员的经验要求和依赖较高,软件设计水平基本保持在使用通用的CAD系统交互图,造型水平,也不能使用软件来发现新的缺陷存在于模具产品设计的过程中,导致冲压模具设计周期长,在一定程度上,影响冲压模具产品设计质量[2]。以UG/PROE等一系列计算机数字化建模软件的成功开发和应用为例,可以实现冲压模具的“模块化设计”。这个过程的高级部分是引入“参数化模块”,它基于软件中的标准组件库和模板。采用“模块化设计”软件,可提前对导柱、导板、冲头等一系列标准件进行计数和存储,在设计产品时可调用。可将冲压模具的相关结构参数输入软件,根据产品设计要求提前制作模板。
  1.3参数化编程
  随着冲压模具制造和更换速度的整快,数控加工从传统的单面加工转变为面加工和结构面综合加工,加工制造速度由低速到高速。冲压模具高速加工制造技术具有以下优点:有效提高工件表面质量,减少磨削作业;加工精度大大提高,模型试验工作量明显减少。掌握小刀加工模具的细节,减少使用不同规格的刀具,进一步降低加工成本;采用高精度、大进料的方法完成了钢的精密淬火,模具表面质量高,成功地避免了传统加工方法造成的冲压模具变形。参数化编程的作用是大大提高数控加工的自动化水平,进一步提高冲压模具的加工精度和效率。
  1.4数字装配技术
  目前冲压模具总成主要由组合总成、互换总成、维修总成和调整总成组成。对于冲压模具的早期加工,在加工中心完成加工后,应进行现场装配,多采用组装法。分组装配方法的缺点是在单零件条件下无法保证导轨柱/导轨滑动面的位置精度。在数字化环境下,完成后可在线测量单个冲压模具,相应的测量结果可直接统计并记录到软件中,并与设计要求进行对比。当发现问题时,可大大提高冲压模具的加工精度,保证冲压模具的加工质量。目前,越来越多的西方国家开始使用数字装配技术来装配模具。整个装配过程直接配有磨削导板或其他零件,通过对相关数据的精确测量,以保证导向间隙,最终实现装配。数字化装配技术方法可以有效保证冲压模具的闭合进度,为后续冲压模具调试增加时间,从而完成数据测量和软件分析,使冲压模具加工的质量得到保证。
  2、数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用
  2.1项目管理
  冲压模具生产和管理的项目是一个巨大的项目,传统的项目管理根据订单要求每个生产操作,生产过程是相对独立的,应该通过顺序,设计、生产、调试过程可以是成品,如员工的过程中收集和管理和控制工作是必要的。然而,在项目的实际操作过程中,每个项目都包含几十套或几百套模具,每一套冲压模具都要经过前期设计、制造、交付、调试等庞大而复杂的过程交接[3]。模具的实际工作效果和质量难以同时保证。在数字技术,代表了ERP/MES的应用程序,可以在一个统一的平台,实现订单管理、规划、设计、生产调度、物料跟踪和生产调度过程中,还可以利用系统集成功能的冲压模具设计,生产,控制,和一系列的操作,同时平衡各个环节的监管控制,使生产效率和企业的实际经营效果得到了有效的保证。
  2.2数据管理
  采用PDM/CAPP等软件对冲压模具相关的各类文件数据进行管理。BOM结构数据库建立了各种冲压模具在数字系统实现相关的文档和数据相关的冲压模具零件,如数学模型、设计任务的书,3D模型,固定数据和更改订单等。通过数字技术的应用,冲压模具的数据可以输入到统一的数据库,数据可以自动保存和同步网络,确保机密性,数据的及时性和一致性。
  2.3经验管理
  应用数字技术的公司可以将独特的设计、制造工艺和生产参数归纳到统一的冲压模具数据库中,建立统一的数字管理平台,提炼企业生产管理和文化理念的核心,帮助更好的服务于冲压模具制造生产企业。依托企业形成的独特的经验管理,实现生产经验的积累,同时扩大与其他优秀企业的经验交流与交流,使冲压模具的生产经验得以共享与传承。
  3、结语
  在冲压模具设计与制造中应用数字化技术,能够有效的促进冲压模具的设计,以及缩短与发达国家之间的差距。因此,模具设计与制造的相关企业应该全力发展数字化技术,让数字化技术能够得到更好的应用,更好的促进我国模具企业的发展。
  参考文献
  [1]杨汉.刘安明.祝云.数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用[J].航空制造技术.2017(10):48-51.
  [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):78-79.
  [3]陈鹏.基于数字化技术的模具设计与制造研究[J].自动化与仪器仪表.2017(5):93-95.
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