數(shù)字化在沖壓模具設(shè)計制造中應(yīng)用
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摘要：科學技術(shù)的全面發(fā)展和進步，我國的機械制造領(lǐng)域有了很快的發(fā)展，而數(shù)字化已經(jīng)被廣大的機械制造領(lǐng)域從業(yè)者所重視，全面促進機械制造領(lǐng)域的發(fā)展。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，使得沖壓模具設(shè)計和制造工作效率、質(zhì)量得到提升，保證沖壓模具滿足正常應(yīng)用的需要，還能夠促進機械制造領(lǐng)域的發(fā)展?；诖?，本文重點分析沖壓模具設(shè)計與制造中應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用方面，希望可以促進模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動制造領(lǐng)域的進步。
關(guān)鍵詞：數(shù)字化技術(shù)；沖壓模具；設(shè)計與制造
0引言
近年來我國經(jīng)濟與社會取得了很快的發(fā)展，科學技術(shù)水平也有了很大的提升，而機械制造領(lǐng)域有著巨大的機遇和挑戰(zhàn)。與此同時，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用機械制造領(lǐng)域內(nèi)，特別是在沖壓模具設(shè)計與制造中，讓工作效率和質(zhì)量都有了很大的提升，實現(xiàn)智能化、自動化，為整個產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展起到一定的促進作用。
1數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于沖壓模具設(shè)計與制造的優(yōu)勢
1.1增強加工的效率
沖壓模具制造環(huán)節(jié)，數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)環(huán)節(jié)，可以促進生產(chǎn)效率的提升，尤其是批量模具生產(chǎn)，效果非常好。通過數(shù)字化技術(shù)合理使用，實現(xiàn)模具設(shè)計與制造水平的提升，讓傳統(tǒng)工藝轉(zhuǎn)化成為現(xiàn)代化的工藝，達到批量化生產(chǎn)的技術(shù)要求，提高生產(chǎn)速度，促進模具產(chǎn)品質(zhì)量的提升。沖壓模具加工環(huán)節(jié)，因為傳統(tǒng)工藝比較單一，導(dǎo)致工作人員在具體的操作環(huán)節(jié)，材料浪費極為嚴重，工作人員工作量還比較大，產(chǎn)品質(zhì)量也不穩(wěn)定，如果應(yīng)用到現(xiàn)代機械設(shè)備上，會導(dǎo)致設(shè)備的功能性受到影響，也會阻礙設(shè)備的正常生產(chǎn)，極大的影響制造業(yè)的發(fā)展。但是通過數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，可以真正的實現(xiàn)模具結(jié)構(gòu)的三維模擬與分析，將整個生產(chǎn)空間模擬出來，可以指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn)加工，讓模具產(chǎn)品的加工精度得到提升，各個結(jié)構(gòu)部分的尺寸和質(zhì)量符合要求。同時，還能夠避免因為員工操作操作失誤，提高模具加工的準確性。在數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用之下，刀具選擇中，可以結(jié)合產(chǎn)品的具體情況，考慮到加工刀具的特點，選擇合適的模型，符合企業(yè)的發(fā)展需要，也能夠減少資源浪費，促進企業(yè)經(jīng)濟效益的提升。
1.2增強沖壓模具設(shè)計的精準性
傳統(tǒng)沖壓模具設(shè)計環(huán)節(jié)，主要是工作人員進行沖壓模具樣板以及沖載力方面的計算，通過掌握的經(jīng)驗開展設(shè)計工作，做好各個細節(jié)部分的分析和控制，但是容易出現(xiàn)設(shè)計人員判斷錯誤的情況，導(dǎo)致設(shè)計方案存在缺陷，或者計算數(shù)據(jù)偏差超出標準的要求，導(dǎo)致沖壓模具的質(zhì)量比較差，甚至在加工中出現(xiàn)損壞的問題，產(chǎn)品質(zhì)量無法滿足要求，給企業(yè)造成較大的經(jīng)濟損失。對于沖壓模具設(shè)計環(huán)節(jié)，通過數(shù)字化技術(shù)合理的應(yīng)用，各項生產(chǎn)問題得以有效的解決，還可以利用仿真模擬技術(shù)，讓設(shè)計過程更加的簡單和便利，設(shè)計精度也會有更大的提升，還會減輕加工成本。計算機技術(shù)應(yīng)用到實踐中，可以實現(xiàn)模具設(shè)計的輔助設(shè)計，可以保證沖壓工藝和模具結(jié)構(gòu)更加的優(yōu)化，參數(shù)設(shè)計和計算更加的精確，還能夠防止因為人為操作失誤或者判斷失誤導(dǎo)致的尺寸偏差，讓沖壓模具的設(shè)計變得更加的便利。此外，在沖壓模具的開發(fā)環(huán)節(jié)，利用計算機輔助設(shè)計，適當?shù)恼{(diào)整沖壓工藝和模具結(jié)構(gòu)，降低設(shè)計的出錯率，促進沖壓模具加工精度以及質(zhì)量的提升，為沖壓模具有效的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
1.3降低裝配階段模具出現(xiàn)損壞的概率
目前的沖壓模具裝配主要的方式就是修配法、互換法、分組法、調(diào)整法等，這些方式對于沖壓模具的裝配作業(yè)產(chǎn)生積極的促進作用，達到良好效果。而數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用到?jīng)_壓模具的裝配環(huán)節(jié)，可以使得各個技術(shù)參數(shù)有效的控制，達到精度標準的要求，還能夠避免產(chǎn)生嚴重的模具損壞問題，促進模具裝配工藝水平的全面提升，降低生產(chǎn)作業(yè)成本，提高總體的裝配技術(shù)水平，讓沖壓模具發(fā)揮出應(yīng)有的作用。
2應(yīng)用在沖壓模具設(shè)計與制造中的數(shù)字化技術(shù)
2.1沖壓成型
CAE技術(shù)沖壓成型CAE技術(shù)是沖壓模具設(shè)計和制造過程中最常見的一種數(shù)字化技術(shù)，依據(jù)沖壓模具成型物理規(guī)律以及計算機輸出模具和板料之間的作用，觀察板料成型的過程。目前，國內(nèi)能夠提供沖壓成型CAE技術(shù)的系統(tǒng)軟件為Auto-Form/PAMSTAMP，該軟件能夠觀察和輸出板料成形過程中的各項數(shù)據(jù)，能夠全面收集分析板料厚度變化、流動形式以及起皺等數(shù)據(jù)，形成模擬結(jié)果。這種功能能夠在沖壓模具設(shè)計階段就分析預(yù)推出沖壓模具的相關(guān)信息，包括成型和制造工藝等。沖壓成型CAE技術(shù)能夠減少沖壓模具設(shè)計與制造時間，也能對沖壓模具的設(shè)計進行功能性評估和預(yù)算。
2.2快速設(shè)計技術(shù)
快速設(shè)計技術(shù)應(yīng)用到?jīng)_壓模具的設(shè)計工作環(huán)節(jié)，可以全面提升模具制造的速度，首先根據(jù)設(shè)計需要創(chuàng)設(shè)模具設(shè)計數(shù)據(jù)庫，將各項關(guān)鍵性設(shè)計數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫內(nèi)。其次建立結(jié)構(gòu)庫，將各項模具設(shè)計的結(jié)構(gòu)發(fā)揮出應(yīng)有的作用，讓設(shè)計人員開展設(shè)計工作更加順利進行，提高設(shè)計水平的同時縮短設(shè)計時間。在沖壓模具設(shè)計階段，了解整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實際過程，有效的開展模具開發(fā)工具，通過計算機輔助設(shè)計讓設(shè)計工作更加的簡便，提高產(chǎn)品設(shè)計的總體水平和質(zhì)量，滿足當前的沖壓模具設(shè)計工作的需要，促進企業(yè)生產(chǎn)效率的提升。沖壓模具的設(shè)計環(huán)節(jié)，比較關(guān)鍵的一項工作就是確定合適的沖壓模具的制造工藝，結(jié)合不同結(jié)構(gòu)形式進行必要的調(diào)整和改進，為進一步生產(chǎn)起到積極的指導(dǎo)作用，讓整個沖壓模具的開發(fā)、設(shè)計、制造更高效的進行。此外，還能夠有序的組織生產(chǎn)與裝配環(huán)節(jié)的工作，提高裝配工作精確度，各個部件的配合精度合格，不會存在尺寸偏差嚴重的情況?；诖耍瑧?yīng)用數(shù)字化技術(shù)在沖壓模具設(shè)計中，有效的提升設(shè)計水平，快速完成設(shè)計工作，讓復(fù)雜性高的產(chǎn)品得到簡化，系統(tǒng)更加的簡單，沖壓模具的工藝方案也更具系統(tǒng)性與科學性。
2.3高速加工技術(shù)
高速加工技術(shù)已經(jīng)成為目前機械制造領(lǐng)域非常重要的技術(shù)之一，是在傳統(tǒng)加工技術(shù)為基礎(chǔ)之下，提高加工技術(shù)水平，不僅縮短加工周期，還能夠提高加工的質(zhì)量與效率。在數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用到?jīng)_壓模具的加工環(huán)節(jié)，發(fā)揮出計算機軟硬件的作用，可以實現(xiàn)機床、刀具以及編程方面的全面控制，讓刀具運動軌跡更加的科學合理，設(shè)置必要的刀具補償參數(shù)，讓沖壓模具加工更加安全、高速，提高加工總體水平。
2.4數(shù)字化裝配技術(shù)
數(shù)字化裝配技術(shù)在應(yīng)用中，主要是利用先進測量軟件來實現(xiàn)的，詳細記錄各項裝配技術(shù)參數(shù)，對比各個結(jié)構(gòu)部分的精度和標準，一旦存在裝配位置的偏差，通過數(shù)字化裝配技術(shù)可以做出調(diào)整，即使是微小的偏差，也能夠達到安裝精度的要求。數(shù)字化裝配技術(shù)應(yīng)用到?jīng)_壓模具的設(shè)計與制造環(huán)節(jié)，加工階段可以實現(xiàn)全面的控制，裝配工作人員確定中心位置和尺寸，根據(jù)技術(shù)標準開始裝配作業(yè)，利用數(shù)字化裝配技術(shù)可以實現(xiàn)在線測量，把全部測量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)內(nèi)，做好各項歷史數(shù)據(jù)的記錄，并且進行參數(shù)對比分析，及時調(diào)整存在的問題，保證裝配工作的質(zhì)量和效率滿足要求。
3數(shù)字化技術(shù)在沖壓模具設(shè)計與制造中的應(yīng)用分析
3.1項目管理
沖壓模具的設(shè)計與制造環(huán)節(jié)，如果依然選擇使用傳統(tǒng)項目管理方式，客戶是中心，在后續(xù)的設(shè)計和制造中，會根據(jù)客戶的要求隨時進行調(diào)整，尤其是一個訂單需要進行多個環(huán)節(jié)的調(diào)試與管理處理。但是一個項目并不是單一模具部件，一般會達到幾十個，甚至幾百個、幾千個，如果只是通過某個或者某幾個工作人員進行項目管理，而沒有建立完善的管理系統(tǒng)，必然會導(dǎo)致工作質(zhì)量和效率比較差，產(chǎn)品質(zhì)量也無法滿足要求?；诖?，通過數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，構(gòu)建出完善的管理平臺和數(shù)據(jù)庫，讓管理人員隨時了解沖壓模具設(shè)計與制造的全過程，將客戶的需求落實到位，并且做好全面的監(jiān)督和管理，提高管理水平，最終可以保證沖壓模具的質(zhì)量滿足要求。
3.2數(shù)據(jù)管理工作
企業(yè)對所有的信息數(shù)據(jù)進行管理過程中，企業(yè)的技術(shù)人員可以通過PDM/CAPP軟件的方式，對沖壓模具設(shè)計與制造期間的所有數(shù)據(jù)，實現(xiàn)統(tǒng)一地管理。技術(shù)人員利用數(shù)字化技術(shù)的方式，將不同規(guī)格的沖壓模具進行統(tǒng)一地管理，在此期間，建立一個BOM結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫，將所有模具都儲存在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫中，并通過網(wǎng)絡(luò)的形式，幫助相關(guān)的技術(shù)人員隨時能夠查詢相關(guān)的信息數(shù)據(jù)以及模具設(shè)計圖紙等，以此來保障所有的信息數(shù)據(jù)的安全性。
3.3經(jīng)驗管理
企業(yè)技術(shù)人員通過全面的應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，可以全面的提升生產(chǎn)效率，讓沖壓模具設(shè)計方案更具實踐應(yīng)用價值，有著鮮明的特點。在項目開始管理工作前，技術(shù)人員先根據(jù)數(shù)據(jù)庫的相關(guān)信息，了解沖壓模具的設(shè)計與制造相關(guān)的技術(shù)參數(shù)，而制造員工可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫提供的信息，實現(xiàn)全面的管理和分析。同時，企業(yè)生產(chǎn)制造工作開始前，需要了解企業(yè)管理模式和標準，通過數(shù)字化技術(shù)優(yōu)化管理理念，讓生產(chǎn)工作順利進行，各級員工也會更加積極的投入到工作中。
4結(jié)束語
綜上所述，現(xiàn)代科學技術(shù)的高速發(fā)展和進步，數(shù)字化技術(shù)很快的應(yīng)用到?jīng)_壓模具的設(shè)計和制造中，以計算機作為核心技術(shù)進行各個環(huán)節(jié)的管理，創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，提高管理水平，優(yōu)化沖壓模具制造工藝，避免出現(xiàn)人為失誤的問題，提高數(shù)據(jù)精度和質(zhì)量，從而可以提升沖壓模具的設(shè)計與制造水平，給企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟效益，也會為我國制造業(yè)的全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
作者:黃佳銳 單位:廣東省南方技師學院
