模具设计与制造中的数字化技术

范德付

中国联合工程有限公司310052

摘要：全面促进模具数字化科技研发及制造的发展，可以让数字化科技普及到模具产业，提升模具的制造效率及性能，可以改善传统模具生产企业，这将变成未来国内模具公司发展的方向。

关键词：数字化技术；冲压模具;模具设计；模具设计与制造

前言

国内的模具现状是，在冲压模具生产企业里，与国外差距大概体现在寿命、精度值、加工周期和可靠稳固性等方面，为何会出现这些差距呢?因为应用于模具加工企业中的数字化科技远远落后别人。那么怎样才可以在客户要求的研发周期时间内生产出高性能的模具，这就要求冲压模具加工企业在科技及监管上来改善。已经在国际上认可的可以提升模具企业全体水平的高效科技手法就是模具数字化研发生产和公司信息化管控科。它可以很好的提升模具加工效率以及模具性能，同时又可以改善公司的效益，提高综合水平。传统冲床模具失效后的修正方法一直缺少精确的缺陷部分修正资料作为支持，都是依靠车间人员的修模经验进行，很难确保修正后的模具质性能;然后还需要对修正后的模具实施重复试模以及修改工艺参数值，加大了模具修正的时间，也提高了维修成本。由此，非常需要提升国内冲压模具研发和生产中的数字化科技以改善冲压模具的制造效率以及产品性能。

1模具数字化研发和生产中的关键技术

1.1冲压成品CAE科技在研发同步程序中的应用

冲压CAE科技以冲压成品这个流程的具体物理规则为起点，通过计算器真确的反馈原材料和模具之间的互相作用情况和原材料具体变化的全历程。因为有限元方式，非线性概念及计算机硬件等的迅猛发展，原材料冲压成品

流程的CAE分解技术经由长时间发展现已应用使用于工业生产里，由此衍生了许多通用和专业的程序，比如Auto-Form/PAM－STAMP等。使用CAE科技在样品理论研发步骤就能够使模具公司对样品的所有零部件的成品性、工艺性得到快速、精确的数据。并在很短的周期里针对零件的形状给出评审建议，写出精确详细的意见心得，可以包含数模修正依据，修正方式以及可能对下道工序的干扰，能够为构造研发人员提供样品改善和策略选择的依据。

1.2基于模块化的快速研发系统

针对冲压模具的情况，结构研发绝对是占据了整个研发过程的大部分工作量。但是冲压模具的CAD科技在行业中的运用，还保持在凭借模具研发工人的经验，然后经过CAD程序进行相互绘图的层面上，因而不可以及时看到研发过程中的缺陷，加大了模具研发周期，间接地在某些程度上甚至会干扰到研发的性能。以UG/PＲOE等许多计算器数字化模拟程序为起点，可以让模具形成参标准化研发，高速研发模具已不再是设想。如果要做到模具的标准化模块研发，最基本的要求就是标准件库以及模块。通过程序，让冲头、导板、导柱等许多的标准物件汇总归库，方便随时可以调用;同时，依据不一样的零件，把它们相关的模具构造标准化数据变成模块，也汇总归库。当收到模具研发要求时，提前吃透任务的要求(加工工厂要求、冲压要求);接下来根据现场具体制造经验，调取模具标准库，先作出初步研发;然后进入模面研发，然后调取标准件信息库，组合标准件;最终做成完整的一套模具。

1.3标准化程编实现模具的高效加工

模具加工企业的步伐是快速的，自动化生产已由简单的型面加工变成型面以及结构面的整体加工，在速度上也从慢速加工变成高效加生产。高效制造技术运用模具生产大概涉及刀具、机床、自动化编程3项内容，详细的作业流程如图1所以。要做到可以安全、高速的制造模具，合理的走刀顺序和策略一定相当重要。把所用的刀具以及机器设备依据具体规格作成刀具库以及机器库，然后把每个零件的科技需要汇总成库(零件库)，3个库的自动化标准参数数据分类汇总编入程编程序里形成CAM生产模块，自动化编程就可以变得更加迅速、安全。

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冲压模具公司数字化系统

公司数字化的运用大概总结为两方面，即科技管控数字化以及生产管控数字化。科技管控数字化意思是利用PDM/CAPP的CAD/CAE/CAM技术的运用，做到模具研发、生产模拟的信息化或者自动化;生产管控数字化则使用EＲP/MES程序等，但科技管控数字化是最基本的，生产管控数字化是在它的前提下进行的。

2.1建立以模具结构为核心的产品信息组织模式

采取PDM/CAPP进行管控全部模具的全部资料，同时在程序中搭建各种模具BOM成分，然后再把模具零件有关的许多资料，像机器厂发来的数模、研发要求书、立体图形、量具数值、修正信息等和样品构造联合起来。研发工程师经过写入零件名字、图号等方式，目的是检索自己所要的技术资料，其实也能利用逐级打开样品构造以便得到样品信息，在检索时研发工程师不用知道文件储存的具体部位，就能够以很短时间检索到需要的信息。采取PDM/CAPP程序，使用结构化信息库对全部模具资料实施统一管控，程序会自动更新同步信息，确保模具资料的更新性以及唯一性。研发工程师和下属另外部门能够利用PDM/CAPP程序随时得到更新后的模具信息以历史修改记录，可以确保信息一致性。

2.2建立以项目进度收集与管控为中心的项目管控平台

模具公司的现场管控是一困难，典型的根据一个订单实时的任务就是生产管控，没台模具在下单、研发到制造、调试都会显现出单独性，意味着每个任务必须有专人负责收集信息和统一管控。可能有的订单含有几十套模具，没套模具可能消耗数月精力，这就要求必须同时管控几十个研发、加工和交货节点，这说明模具订单的进度收集和管控是非常复杂的。采取EＲP/MES程序，可以在同一系统里实施订单管控、规划生产、进度跟踪、制造调节等做法，利用和规划的管控程序EＲP与监控程序MES的合成，使得规划、排产、管控紧密结合，有利于在规划阶级与管控阶级之间架起一座交流的大桥，针对模具订单策划中的各个节点，当做信息收集和管控的节点，优化调节，有助管控。

2.3建立基于标准库的信息管理系统

冲压模具产业可以说比较依赖经验，外国许多大企业都建立了各自的模具研发、工艺图以及制造标准等参数库。就是建造一个包括模具研发、工艺设计以及加工等可以互相连接的CAD、CAM和CAPP程序的集中制环境，构成全面统一的信息资料管控体系，能够管控公司的冲压工艺和结构研发、标准工艺库及调节问题记载等情况，累积研发模具经验，不断地丰富公司的资源。

2.4构造电子化流程，达到过程的可追溯性

在PDM/CAPP程序中构造相应资料的流程批准和发放模型，全部的流程文件自动的依据批准结果各自流到相应的下一环节，系统还可以依照设定主动把审核信息发布给相应部门。设计到审核环节的各部门能够在此流程里作出同意or反对等决策，还可以附带自己的建议。程序自动存档全部的批准信息记录，经过批准的文件会变成下发的订单，此过程就是产品可追溯管理。

3结束语

我国的冲压模具公司慢慢地将目光投向了智能的数字化科技上，而且通过这几年的开发，有些公司甚至可以到外国市场洽谈订单，这说明是部分区域已开展实施，此技术的发展还没有引起全面的重视，而且此技术水平，尤其是大型复杂的高精度模具与别人比相差甚大。因此，我们应努力致力于数字化模具开发和管控的研发。