数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年第29卷3月7期   作者:罗均雄
[导读] 目前我国社会的不断发展,技术的不断创新,促使机械制造迎来了新的发展机遇。与此同时,
        罗均雄
        开平市齐裕胶粘制品科技有限公司    529000
        摘要:目前我国社会的不断发展,技术的不断创新,促使机械制造迎来了新的发展机遇。与此同时,数字化技术也被相关人士运用至机械制造行业之中,尤其是将数字化技术运用至冲压模具设计与制造之中,不仅让整个机械制造行业的生产效率得到了大幅提高,还让生产流程变得更加智能化。
        关键词:数字化技术;冲压模具设计;制造;应用
        引言
        冲压模具是知识密集型、技术密集型产品,是关键的冲压生产工艺设备,属于高新技术领域,被各国竞相争夺。同时,随着我国航空制造业、工业企业的规模化、快速化发展,对冲压模具的需求量也在逐年递增。在中高端模具市场,我国有近半数的冲压模具仍需进口,且进口的精密型、复杂型、大型冲压模具居多,在一定程度上反映出目前我国在冲压模具设计上依然存在不足,特别是在使用稳定性与设计精度等方面与国际水平依然存在一定的差距。而冲压模具设计与制造水平的高低往往与数字化技术的推广应用有着密切的关联性,所以,着力提升数字化技术应用水平对我国冲压模具制造业的发展有着积极的推动作用。
        1数字化技术应用于冲压模具设计与制造的优势
        1.1增强加工的效率
        对冲压模具制造过程中,将数字化技术合理运用至生产期间,能大幅提升生产效率,特别对批量模具。该技术的运用,主要是将模具设计与制造的工艺,从传统机加工艺中转变出来,适应批量快速生产,保证质量。在冲压模具加工过程中,由于传统操作工艺过于单一,这种情况造成了员工实际进行操作过程中,时常会浪费材料,而且还会增加员工的工作量,生产的产品质量不符合相关规定,如若将产品运用至现代机械上,不仅无法真正做到百分百的切合,而且还会影响机械的生产与加工,这种工艺无疑会阻碍机械制造行业的发展。但是合理运用数字化技术,将模具的结构在三维空间中进行相应的加工与生产模拟,通过这样的加工方式,不仅能够让模具的外观更加整洁,而且还能保证产品的质量。这样对模具的加工方式,不仅能保证模具的精准性,还能保证所有模具的尺寸与质量。与此同时,还有效降低了因员工操作失误而导致模具出现瑕疵的情况发生。在将数字化技术运用在选择刀具期间,需要根据自身产品的实际情况,以及所要加工刀具的实际大小,选择最佳的模型大小,这样不仅能够满足当前企业对模具的实际需求,而且还能减少一些不必要的浪费,从而提高生产效率。
        1.2提升设计精度
        在常规的冲压模具设计环节,对冲载力的计算及冲压件的排样很大程度上更加依赖于技术人员的能力和经验,一旦有所疏忽,就会造成损失。若能在模具设计环节合理引入数字化技术,即可最大程度避免失误,弥补上述不足。如今,计算机技术发展迅速,冲压仿真模拟技术也在不断更新换代,积极引入数字化技术不仅能够有效简化设计流程,还能够切实提升设计精准度,从而在降低模具成本的同时,有效提升模具结构的精巧度,明显改善模具设计质量。
        1.3降低装配阶段模具出现损坏的概率
        常见对冲压模具进行装配的方法有以下几种:修配法、互换法、分组法以及调整法,这几种不同的装配方式运用在冲压模具装配工作中,所能起到的效果各有不同,所以在冲压模具装配期间,需要根据装配的实际情况,选择最适合的装配方法,提高模具的加工的精准性,降低模型加工期间出现损坏的概率。同时,降低企业的生产成本,提升企业的经济效益。


        2数字化技术在冲压模型设计与制造期间的操作技术
        2.1快速设计技术
        在国内冲压模具设计、制造中,由于冲压模具CAD技术的应用并未达到十分理想的效果,不能准确、及时地发现模具设计环节出现的问题,对人工经验具有比较高的依赖性,这就使得设计人员对于CAD系统的应用基本停滞在造型、交互绘图设计方面,并不能借助软件来及时发现存在于新型模具产品设计环节的缺陷及不足,这在一定程度上增加了设计难度,延长了冲压模具设计周期,对产品设计质量造成了不利影响。积极开发、应用UG/PROE等数字化造型软件,即可为实现模块化设计目标提供有利条件,使之成为可能。而引入“参数化模块”,恰恰就是其先进之处。设计人员可将标准件提前统计入库,为后续设计环节做好充分准备。
        2.2高速加工技术
        对冲压模具设计与制造期间,高速加工技术是数字化技术中的一种,传统的操作工艺都是在原有型面的基础之上进行相应的加工,这种加工方式不仅不能将生产效率提升,还有极大的可能降低生产效率。而近几年模具的需求量急剧增加,为了满足当前市场对模具的需求,就研发出高速加工技术,该技术不仅能够在型面进行加工,还能在其结构面进行相应的加工,在此期间,工作人员可以根据相关的数据参数,对其实现全面控制。高速加工技术主要是运用小切深的、高进给的方式,对模具的表面进行相应的加工,这样不仅能够保证其表面的光滑程度,还能在很大程度上保证产品的质量,而且相关的工作人员无须对产品进行过多的打磨与加工,就能够得到完整的产品,在很大程度上降低了员工的工作量。
        3数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用分析
        3.1数字化管理体系的构建
        在冲压模具设计、制造中数字化技术可应用于各个环节,不仅可缩短设计制造周期,而且可切实提高产品质量。有效利用数字化技术的前提要素,就是构建完善的数字化管理体系,这样可以在一定程度上有效优化设计与制造流程,有助于实现管理数据、冲压模具知识共享,继而有效提升冲压模板制造工艺、设计技术的稳定性,使企业逐步形成核心的设计制造技术,有效防止制造工业和设计被模仿。
        3.2项目管理
        对冲压模具设计以及制造过程中,对该项目传统的管理方式,主要是以客户的要求作为基础,进行后期的设计与制作,在此期间,相关的工作人员需要对整个工程进行全方位的调查,并对整个订单的所有环节进行相应的调试与管理工作。由于一个项目本身并不只是生产一件模具,最少会达到十几,甚至是上百个,如若单单依靠相关的工作人员对其进行管理,不仅不能提升工作效率,还有很大的可能增加员工的工作量,而且模具的质量也无法保证。合理使用数字化技术建立一个完善的管理平台,帮助相关的工作人员对所有模具实现统一管理。包括对项目订单的设计、生产期间的调度工作等,技术人员都可以通过该管理平台对其进行统一地管理,从而实现对项目的每一个环节做到有效的监督,进而提高企业的管理水平。
        3.3数据管理、经验管理中的应用
        在冲压模具设计与制造中,数字化技术还可应用于数据管理、经验管理模块。在使用快速设计技术时,需要辅以完善的冲压模具结构数据库,方能为设计方案的可行性提供有效的数据支撑。以PDM/CAPP的使用为例,在实际管理中,可建立起BOM结构数据库,将模具设计、制造所产出的文件与数据有效关联、保存起来,在各环节实现信息数据的实施调取,这样不仅可使工作效率得到大幅提升,还能有效提升制造与模板设计的一致性。
        3.4经验管理
        企业的技术人员合理利用数字化技术,不仅能够提升生产效率,还能让冲压模具的设计方案更加具有其独有的特性。实际对项目实施管理之前,需要相关的技术人员事先建设数据库,并通过数据库对冲压模具的设计与制造提供相应的加工参数的支持,而员工可以通过数据库,对整个项目进行相应的管理与分析。
        结语
        综上所述,冲压模具设计与制造中,合理应用快速设计技术、辅助设计技术、参数化编程、数字化装配等数字化技术,可切实减少装配损坏风险,提高加工效率,提升设计精度,具有较高应用价值,企业需要予以足够重视。
        参考文献
        [1]李国兵,杨红娟.数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用与探究[J].现代制造技术与装备,2019(11):46-47.
        [2]赵烈伟.数字化技术在冲压模具制造中的应用[J].时代汽车,2019(09):112-113,116.
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