搜索模具數(shù)字化設(shè)計與制造中的關(guān)鍵技術(shù)
2016-12-29 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
隨著數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展和普及,數(shù)字化已經(jīng)應(yīng)用到了模具制造的全過程。由圖1分析得知,模具數(shù)字化技術(shù)是制約沖壓模具開發(fā)的一個重要因素。模具的數(shù)字化技術(shù),就是計算機(jī)技術(shù)或計算機(jī)輔助技術(shù)在模具設(shè)計制造過程中的應(yīng)用?？偨Y(jié)國內(nèi)外沖壓模具企業(yè)應(yīng)用計算機(jī)輔助技術(shù)的成功經(jīng)驗,根據(jù)沖壓模具制造流程,數(shù)字化沖壓模具技術(shù)主要體現(xiàn)在4個方面。
1 沖壓成形CAE技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計同步工程的應(yīng)用
同步開發(fā)中沖壓工藝貫穿于新產(chǎn)品的全過程,從了解產(chǎn)品的工藝,到產(chǎn)品的沖壓工藝性分析,再到模具的開發(fā)都需要沖壓工藝人員的全程參與。沖壓CAE技術(shù)是從沖壓成形過程的實際物理規(guī)律出發(fā),借助計算機(jī)真實地反映模具與板料的相互作用關(guān)系及板料實際變形的全過程。
隨著非線性理論、有限元方法和計算機(jī)硬件的迅速發(fā)展,板料沖壓成形過程的CAE分析技術(shù)經(jīng)過長期的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)使用階段,并形成了一些通用或?qū)Ｓ玫能浖?如AutoForm/PAM-STAMP等。這些軟件提供以下分析和模擬結(jié)果:材料的流動、厚度的變化、破壞、起皺、回彈,以及殘余應(yīng)力和應(yīng)變。利用CAE技術(shù)在產(chǎn)品概念設(shè)計階段就可使模具企業(yè)對產(chǎn)品每一個零件的成形性、工藝性提出迅速、準(zhǔn)確的預(yù)見。在極短的時間內(nèi)對零件的外形提出評估意見,給出準(zhǔn)確翔實的分析報告,包括數(shù)模修改依據(jù)、修改方法以及對后續(xù)工序的影響,作為結(jié)構(gòu)設(shè)計部門對產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)或方案確定的依據(jù)[1]。
2 基于模塊化的快速設(shè)計系統(tǒng)
對于沖壓模具來說,結(jié)構(gòu)設(shè)計往往占了設(shè)計工作量的很大一部分。隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展, CAD/CAE/CAM 一體化技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。而沖壓模具CAD技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用,仍然停留在依靠模具設(shè)計人員的經(jīng)驗,在通用CAD軟件系統(tǒng)上進(jìn)行交互繪圖和造型的層次上,從而不能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計過程中的缺陷,延長了模具的設(shè)計周期,在某種程度上也影響了設(shè)計質(zhì)量?；?/span>UG/PROE等一系列計算機(jī)數(shù)字化造型軟件使模具的參數(shù)化模塊設(shè)計讓“模具快速設(shè)計”成為可能。要進(jìn)行模具的參數(shù)化模塊設(shè)計,標(biāo)準(zhǔn)件庫和模板是基礎(chǔ)。通過軟件,將導(dǎo)柱、導(dǎo)板、沖頭等一系列的標(biāo)準(zhǔn)件統(tǒng)計入庫,以便設(shè)計時調(diào)用;同時,根據(jù)不同的零件把其相應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)參數(shù)化制作成模板,同樣入結(jié)構(gòu)庫。在拿到模具設(shè)計任務(wù)后,預(yù)先消化任務(wù)要求(生產(chǎn)廠家要求、沖壓要求);其次結(jié)合現(xiàn)場實際生產(chǎn)經(jīng)驗,調(diào)用模具結(jié)構(gòu)庫,進(jìn)行初設(shè)計;再次進(jìn)行模面設(shè)計,再進(jìn)行調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)件庫,組裝標(biāo)準(zhǔn)件;最后合裝成一套完整模具[2]。通過參數(shù)化模塊設(shè)計實現(xiàn)典型結(jié)構(gòu)模板化和重復(fù)工作智能化。
(1)典型結(jié)構(gòu)模板化。基于模板化的思想,將沖壓模具各種典型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類總結(jié),提取其中可實現(xiàn)參數(shù)化控制之處,生成智能化模板在整個設(shè)計的建模過程中予以應(yīng)用。
(2)重復(fù)工作智能化。將設(shè)計過程中的重復(fù)工作,通過載入智能化模板和二次開發(fā)工具來達(dá)到縮短設(shè)計周期的目的。
3 參數(shù)化程編實現(xiàn)模具的高速加工
隨著模具制造節(jié)奏的加快,數(shù)控加工已由單純的型面加工發(fā)展到型面和結(jié)構(gòu)面的全面加工,由中低速加工發(fā)展到高速加工。高速加工技術(shù)應(yīng)用于模具制造業(yè)中主要有如下優(yōu)點: (1)小切深、高進(jìn)給;(2)改善工件加工表面質(zhì)量,減少打磨;(3)精度提高,減少試模工作量;(4)使用小刀具加工模具細(xì)節(jié),減少刀具規(guī)格。降低使用費用;(5)以高精度、大進(jìn)給的方式完成淬火鋼的精加工,且達(dá)到很高的模具表面質(zhì)量,可以減少傳統(tǒng)加工因精加工后再淬火引起模具變形,從而替代某些工藝。
高速加工技術(shù)應(yīng)用模具制造主要涉及機(jī)床、刀具和數(shù)控編程3個方面,具體工作流程如圖2所示。要實現(xiàn)模具安全、高效的加工,更安全的走刀軌跡和合理的加工策略就顯得尤為重要。將使用的刀具和機(jī)床設(shè)備按實物尺寸做成刀具庫和機(jī)床庫,再將不同零件的技術(shù)要求羅列成庫(零件庫),3個庫的數(shù)字參數(shù)值整理整合到程編軟件中做成CAM加工模板,數(shù)控程編就會更安全、快速。
4 數(shù)字化裝配技術(shù)在模具調(diào)試中的應(yīng)用
模具的裝配方法一般分為4種:互換裝配法、分組裝配法、修配裝配法和調(diào)整裝配法。最早,模具在加工中心加工完后,現(xiàn)場的裝配多采用分組裝配法:工人直接參考2D零件裝配圖精導(dǎo)柱導(dǎo)板零件進(jìn)行分類,然后按先裝導(dǎo)板后裝導(dǎo)柱的先后順序來進(jìn)行模座其他零件的裝配,裝配好后直接進(jìn)行精加工,精加工后也沒有對單件狀態(tài)的導(dǎo)柱精度/導(dǎo)滑面位置度沒有進(jìn)行有效對比和檢查,這樣,在單件精加工完后,上下模座合模,發(fā)現(xiàn)上下模座導(dǎo)向偏差很大,導(dǎo)致導(dǎo)柱導(dǎo)板拉傷,標(biāo)準(zhǔn)件損壞。
現(xiàn)在,將模具單件進(jìn)行精加工后在線測量(OMV)的測量結(jié)果(比如上模座的導(dǎo)柱導(dǎo)向數(shù)據(jù)和下模座的導(dǎo)柱導(dǎo)向數(shù)據(jù))在軟件里面進(jìn)行記錄和統(tǒng)計,進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)超差馬上進(jìn)行更改。圖3為某項目發(fā)動機(jī)引擎蓋內(nèi)板拉延模上下模座在加工完后的測量誤差分布圖。根據(jù)這樣的測量結(jié)果就可以對上下模座合模之前誤差較大區(qū)域進(jìn)行整改,保證導(dǎo)向間隙,并保證模具合模質(zhì)量。
目前,一些歐美國家的模具制造可以直接采用修配裝配法(在裝配時修去指定零件上的預(yù)留修配量以達(dá)到裝配精度的方法,稱為修配法)進(jìn)行模具的裝配。他們通過測量數(shù)據(jù),直接配磨導(dǎo)板或其他零件保證導(dǎo)向間隙或裝配質(zhì)量的方式進(jìn)行合模裝配。這種方法提高了模具的合模進(jìn)度,為后續(xù)模具的調(diào)試贏得了周期。以測量數(shù)據(jù)為依據(jù),應(yīng)用軟件進(jìn)行分析處理,這種修配裝配法的方式應(yīng)該會成為以后模具發(fā)展的趨勢。
相關(guān)標(biāo)簽搜索：模具數(shù)字化設(shè)計與制造中的關(guān)鍵技術(shù) Autoform分析培訓(xùn)班 Autoform汽車模具仿真 Autoform視頻教程 Autoform資料下載 在線軟件培訓(xùn) 汽車鈑金代做 Fluent、CFX流體分析 HFSS電磁分析 Ansys培訓(xùn) Abaqus培訓(xùn) 有限元培訓(xùn) Solidworks培訓(xùn)
