沖壓模具的智能制造應(yīng)用,沖壓模具新技術(shù)
今天給各位分享沖壓模具的智能制造應(yīng)用的知識(shí),其中也會(huì)對(duì)沖壓模具新技術(shù)進(jìn)行解釋,如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問(wèn)題,別忘了關(guān)注本站,現(xiàn)在開始吧!
本文目錄概覽:
- 1、模具廣泛應(yīng)用于哪些行業(yè)
- 2、模具智能制造將呈現(xiàn)出怎樣的發(fā)展趨勢(shì)
- 3、沖壓加工都有哪些主要應(yīng)用?
- 4、沖壓加工的特點(diǎn)、應(yīng)用及分類
- 5、具體到模具行業(yè),現(xiàn)如今其智能化技術(shù)與方法在其設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域有哪些應(yīng)用?其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)如何?
模具廣泛應(yīng)用于哪些行業(yè)
模具行業(yè)發(fā)展前景分析 智能化制造加速轉(zhuǎn)型升級(jí)
模具行業(yè)發(fā)展概況分析
模具是強(qiáng)迫金屬或非金屬成型的工具,是工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的關(guān)鍵工藝裝備。使用模具批量生產(chǎn)的制件具有高效率、高一致性、低耗能耗材、精度和復(fù)雜程度較高等優(yōu)點(diǎn),因而被廣泛的運(yùn)用于機(jī)械、電子、汽車、信息、航空、航天、輕工、軍工、交通、建材、醫(yī)療、生物、能源等行業(yè),上述行業(yè)中約60%~80%的零部件需要依靠模具加工成型。
因此,模具制造水平不僅是衡量一個(gè)國(guó)家制造水平高低的重要指標(biāo),而且在很大程度上決定著該國(guó)產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力。
模具工業(yè)的高速發(fā)展可給予制造業(yè)強(qiáng)有力的支撐,模具工業(yè)的產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)比例大約是1:100,即模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展1億元,可帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展100億元。目前各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家均非常重視模具制造業(yè)的發(fā)展,不僅因?yàn)槟>咝袠I(yè)在各國(guó)機(jī)械工業(yè)中所占比例較高,更在于模具工業(yè)為新技術(shù)和新產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用提供重要的加工工具和技術(shù)支撐。因此,模具工業(yè)在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家被稱之為“點(diǎn)鐵成金”的“磁力工業(yè)”。
中國(guó)模具走向世界
模具工業(yè)水平已成為衡量一個(gè)國(guó)家整體制造業(yè)水平高低的標(biāo)志,中國(guó)模具已經(jīng)從世界的邊緣走向了世界舞臺(tái)的中心,成為世界模具制造與模具貿(mào)易的大國(guó)。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《模具行業(yè)發(fā)展前景預(yù)測(cè)與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2017年,中國(guó)模具支撐了27萬(wàn)億的產(chǎn)品制造業(yè),占世界模具市場(chǎng)的三分之一。在滿足中國(guó)模具市場(chǎng)需求的同時(shí),2017年模具出口54.9億美元,比上年增長(zhǎng)了14.6%,模具出口超過(guò)了200個(gè)國(guó)家和地區(qū)。
模具的生產(chǎn)過(guò)程集精密制造、計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能控制、綠色制造為一體,以汽車模具為例,現(xiàn)在一個(gè)Q5天窗沖壓邊框上面有超過(guò)100個(gè)傳感器,通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。所以現(xiàn)在我們?cè)谀>咧悄芑矫嬗泻艽筮M(jìn)展,包括我們現(xiàn)在評(píng)選"精模獎(jiǎng)"必須要有智能化成分,這都是過(guò)去沒有考量過(guò)的。
同樣,在新技術(shù)、新材料、新成型工藝上的模具新結(jié)構(gòu)、新產(chǎn)品也層出不窮。還有一個(gè)很大的特點(diǎn)是大型化,模具變成了多組分、多工序的集成模具,所以越來(lái)越大。再有一個(gè)變化是精密,與國(guó)外相比,我們現(xiàn)在差距最大的不是汽車模具,是電子模具。
智能化制造三視角分析
智能化制造要從三個(gè)視角看,分別是主要觀念--客戶、主要載體--產(chǎn)品、主要現(xiàn)場(chǎng)--車間(或工地、運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng))。這些都是緊密圍繞企業(yè)目標(biāo)的。
1、主要觀念--客戶?,F(xiàn)在企業(yè)和以前不一樣,理念和戰(zhàn)略都發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變。計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)候,就是以生產(chǎn)為中心,生產(chǎn)越多越好;現(xiàn)在是以市場(chǎng)為中心,或者說(shuō)以產(chǎn)品為中心。但還不夠,未來(lái)要以客戶為中心,如果從客戶端思考,那么見效是很快的。
2、主要載體--產(chǎn)品。除了產(chǎn)品的基本功能外,我們要關(guān)注產(chǎn)品的用戶體驗(yàn)和個(gè)性化需求,通過(guò)智能技術(shù)降低能耗、降低成本,讓產(chǎn)品因智能技術(shù)的應(yīng)用而更獨(dú)特。
3、主要現(xiàn)場(chǎng)--車間(或工地、運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng))。設(shè)備狀態(tài)、質(zhì)量管控、物料準(zhǔn)時(shí)配送等等,這些東西都是每個(gè)制造車間需要關(guān)心的問(wèn)題。智能制造,數(shù)據(jù)是最基本。以運(yùn)用大數(shù)據(jù)的酒鋼為例,每一個(gè)高爐安裝800多個(gè)傳感器。通過(guò)這些數(shù)據(jù)的分析,平均提高勞動(dòng)生產(chǎn)率5%,單座高爐創(chuàng)效每年2400萬(wàn)元。我們簡(jiǎn)單測(cè)算了一下,如果全行業(yè)推廣,直接經(jīng)濟(jì)效益可以達(dá)到約每年70億元。
所以,總結(jié)一下,客戶觀念是我們的核心觀念;產(chǎn)品是企業(yè)存在的載體;推進(jìn)智能化制造,車間、現(xiàn)場(chǎng)是主戰(zhàn)場(chǎng),也是我們企業(yè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的集中體現(xiàn)。
智能化制造是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要手段
模具是效益的放大器、不衰的工業(yè)、現(xiàn)代工業(yè)之母。智能化制造就是實(shí)現(xiàn)智能技術(shù)與制造技術(shù)的融合,以智能化為工具,來(lái)解決我們制造業(yè)當(dāng)中的問(wèn)題,是制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要手段。
我國(guó)制造業(yè)最弱的短板就是設(shè)計(jì),自主設(shè)計(jì)產(chǎn)品能力偏弱。智能化技術(shù)應(yīng)用可以幫助提高企業(yè)效益,特別是模具行業(yè)的智能化,但是智能化不代表能替代企業(yè)的實(shí)際技術(shù)和產(chǎn)品的本身。
隨著大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算的深入發(fā)展,當(dāng)前模具在網(wǎng)聯(lián)汽車、電子器件、智能可穿戴行業(yè)等方面都有很重要的應(yīng)用。當(dāng)然,我們現(xiàn)在模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展也面臨著四大問(wèn)題,包括產(chǎn)品生命周期正在縮短,模具企業(yè)價(jià)格和利潤(rùn)正在全面下降,產(chǎn)品復(fù)雜性在增加,產(chǎn)品多樣性在增加,這都給我們企業(yè)發(fā)展帶來(lái)思考。
模具智能制造將呈現(xiàn)出怎樣的發(fā)展趨勢(shì)
目前,各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家均非常重視模具制造業(yè)的發(fā)展,不僅因?yàn)槟>咝袠I(yè)在各國(guó)機(jī)械工業(yè)中所占比例較高,更在于模具工業(yè)為新技術(shù)和新產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用提供重要的加工工具和技術(shù)支撐。因此,模具工業(yè)在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家被稱之為“點(diǎn)鐵成金”的“磁力工業(yè)”。
近年來(lái)隨著汽車工業(yè)、電子信息、家電、建材及機(jī)械行業(yè)等的高速發(fā)展,我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)也實(shí)現(xiàn)了快速增長(zhǎng),據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《模具行業(yè)發(fā)展前景預(yù)測(cè)與投資分析報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)模具行業(yè)銷售總額從2009年的980億元上升至2016年的1840億元,年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到了9.58%。預(yù)計(jì),2018年中國(guó)模具行業(yè)銷售總額將超2000億元。
根據(jù)中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)編制的《中國(guó)模具工業(yè)年鑒(2012)》,2008-2011年度模具銷售額中塑料模具占比最大,約占45%;沖壓模具約占37%;鑄造模具約占9%;其他各類模具共計(jì)約9%。
目前我國(guó)中低檔模具已供過(guò)于求,而以大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具為主要代表的高技術(shù)含量模具自給率還較低,只有60%左右,有很大一部分仍依靠進(jìn)口。2009年至今,我國(guó)每年進(jìn)口模具約20億美元,多為高檔精密模具,而出口模具以中低檔為主,技術(shù)含量和附加值都較低。
我國(guó)模具行業(yè)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,整體實(shí)力和綜合競(jìng)爭(zhēng)力得到顯著增強(qiáng),對(duì)汽車、摩托車、電子、家電等行業(yè)的服務(wù)能力大大提升,行業(yè)中已形成一定數(shù)量和實(shí)力的骨干企業(yè),模具的產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平有了較大提高。
目前模具產(chǎn)業(yè)主要集中在珠三角、長(zhǎng)三角、環(huán)渤海三個(gè)大型集聚區(qū)以及成都——重慶、武漢——長(zhǎng)沙兩個(gè)中等集聚區(qū),上述五個(gè)區(qū)域內(nèi)的模具產(chǎn)能占全國(guó)的90%以上。在這些大、中集聚區(qū)內(nèi),還形成了眾多集聚程度更高的市、區(qū)、縣、鎮(zhèn)特色模具生產(chǎn)基地,我國(guó)模具行業(yè)的產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)正逐漸顯現(xiàn)。
從地區(qū)分布來(lái)說(shuō),東南沿海地區(qū)的模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展快于中西部地區(qū),南方的模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江。
對(duì)于模具行業(yè)最需要注意的問(wèn)題是競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇,國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的模具生產(chǎn)企業(yè)愈來(lái)愈重視對(duì)行業(yè)市場(chǎng)的研究,特別是對(duì)企業(yè)發(fā)展環(huán)境和客戶需求趨勢(shì)變化的深入研究。因此在選擇研究機(jī)構(gòu)時(shí)一定要先鑒別研究咨詢機(jī)構(gòu)的實(shí)力,以免影響企業(yè)未來(lái)發(fā)展。
沖壓加工都有哪些主要應(yīng)用?
由于沖壓具有如此優(yōu)越性,沖壓加工在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。例如,在宇航,航空,軍工,機(jī)械,農(nóng)機(jī),電子,信息,鐵道,郵電,交通,化工,醫(yī)療器具,日用電器及輕工等部門里都有沖壓加工。不但整個(gè)產(chǎn)業(yè)界都用到它,而且每個(gè)人都直接與沖壓產(chǎn)品發(fā)生聯(lián)系。像飛機(jī),火車,汽車,拖拉機(jī)上就有許多大,中,小型沖壓件。小轎車的車身,車架及車圈等零部件都是沖壓加工出來(lái)的。據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì),自行車,縫紉機(jī),手表里有80%是沖壓件;電視機(jī),收錄機(jī),攝像機(jī)里有90%是沖壓件;還有食品金屬罐殼,鋼精鍋爐,搪瓷盆碗及不銹鋼餐具,全都是使用模具的沖壓加工產(chǎn)品;就連電腦的硬件中也缺少不了沖壓件。
但是,沖壓加工所使用的模具一般具有專用性,有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形,且模具制造的精度高,技術(shù)要求高,是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以,只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下,沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn),從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益的。
當(dāng)然,沖壓加工也存在著一些問(wèn)題和缺點(diǎn)。主要表現(xiàn)在沖壓加工時(shí)產(chǎn)生的噪音和振動(dòng)兩種公害,而且操作者的安全事故時(shí)有發(fā)生。不過(guò),這些問(wèn)題并不完全是由于沖壓加工工藝及模具本身帶來(lái)的,而主要是由于傳統(tǒng)的沖壓設(shè)備及落后的手工操作造成的。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,隨著機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步,這些問(wèn)題一定會(huì)盡快得到完善的解決。
沖壓加工的特點(diǎn)、應(yīng)用及分類
1、沖壓加工與沖壓模具的概念
? ? ? ?沖壓加工是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中先進(jìn)、高效的加工方法之一,它是在室溫下,利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施力,使其產(chǎn)生分離或塑性變形,從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓加工是少無(wú)切削加工的一種主要形式。由于沖壓加工通常在室溫下進(jìn)行,所以常常稱為冷沖壓。又由于它的加工材料主要是板料,又稱為板料加工。沖壓不但可以加工金屬材料,還可以加工非金屬材料。在沖壓加工中,將材料加工成沖壓零件(或半成品)的一種特殊工藝裝備,稱為沖壓模具或冷沖模。沖壓模具在實(shí)現(xiàn)沖壓加工中必不可少,沒有符合要求的沖壓模具,沖壓加工就無(wú)法進(jìn)行;沒有先進(jìn)的沖壓模具,先進(jìn)的沖壓工藝就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。沖模設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)冷沖壓加工的關(guān)鍵,一個(gè)沖壓零件往往要用幾副模具才能加工成形。在沖壓零件的生產(chǎn)中,合理的沖壓成形工藝、先進(jìn)的模具、高效的沖壓設(shè)備是必不可少的3要素,如下圖所示。
2.沖壓加工的特點(diǎn)
? 與其他加工方法(如機(jī)械加工)相比,沖壓成形具有以下特點(diǎn)。
(1)可以獲得其他加工方法不能或難以加工的形狀復(fù)雜的零件,如汽車覆蓋件、車門等。
(2)由于尺寸精度主要由模具來(lái)保證,所以加工出的零件質(zhì)量穩(wěn)定,一致性好,具有“一模一樣”的特征。
(3)沖壓加工是少無(wú)切削加工的一種,部分零件沖壓直接成形,無(wú)需任何再加工,材料利用率高。
(4)可以利用金屬材料的塑性變形提高工件的強(qiáng)度、剛度。
(5)生產(chǎn)率高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
(6)模具使用壽命長(zhǎng),生產(chǎn)成本相對(duì)低。
(7)沖壓加工操作簡(jiǎn)便,但具有一定的危險(xiǎn)性,生產(chǎn)中應(yīng)注意安全
3.沖壓加工的應(yīng)用
? ? ? ?由于沖壓加工的諸多優(yōu)點(diǎn),使得沖壓加工的應(yīng)用十分廣泛。在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀表玩具以及日常生活用品的生產(chǎn)方面,都占有十分重要的地位。不少過(guò)去用鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件,現(xiàn)在被剛度好、質(zhì)量輕的沖壓件所代替。
根據(jù)近年來(lái)的統(tǒng)計(jì)表明,在機(jī)電以及儀器、儀表生產(chǎn)中,有60%~70%的零件是采用沖壓工藝完成的。在汽車生產(chǎn)中大概有60%~70%的零件是采用沖壓工藝制成的,沖壓生產(chǎn)所占的勞動(dòng)量是整個(gè)汽車行業(yè)勞動(dòng)量的25%~30%。在電子產(chǎn)品中,沖壓件所占的比例也相當(dāng)大。人們?nèi)粘I钪兴玫慕饘僦破罚瑳_壓件所占的比例更大,如鋁鍋、不銹鋼餐具等。因此,沖壓技術(shù)應(yīng)用非常廣泛,學(xué)習(xí)、研究和發(fā)展沖壓技術(shù),對(duì)發(fā)展我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和加速現(xiàn)代化工業(yè)建設(shè)具有重要意義。
4.沖壓加工的基本工序分類
具體到模具行業(yè),現(xiàn)如今其智能化技術(shù)與方法在其設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域有哪些應(yīng)用?其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)如何?
1 國(guó)內(nèi)模具業(yè)現(xiàn)狀
我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展速度很快。我國(guó)模具行業(yè)"十一五"頭3 年模具工業(yè)產(chǎn)值年均增長(zhǎng)率為 17.1%, 2003 年全國(guó)模具總產(chǎn)值達(dá) 450 億元以上[1], 2005 年總銷售額超 600 億元[2], 從近 3 年多的發(fā)展情況來(lái)看, 我國(guó)模具市場(chǎng)發(fā)展前景十分樂(lè)觀。 按年均增長(zhǎng)率為 15%推算, 2010 年全國(guó)模具總產(chǎn)值達(dá)約 1200 億元,2020 年約為 3100 億元。經(jīng)過(guò) 10 年努力我國(guó)模具水平到 2010年時(shí)將進(jìn)入亞洲先進(jìn)水平的行列, 再經(jīng)過(guò) 10 年的努力, 2020 年時(shí)基本達(dá)到國(guó)際水平, 我國(guó)不但成為模具生產(chǎn)大國(guó), 而且進(jìn)入世界模具生產(chǎn)制造強(qiáng)國(guó)之列。在模具生產(chǎn)方面, 國(guó)內(nèi)已經(jīng)能夠生產(chǎn)精度達(dá) 2 m的精密多工位級(jí)進(jìn)模; 在汽車模具方面, 已能制造新轎車的部分覆蓋件模具。 許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展, 增大了用于模具技術(shù)進(jìn)步的投資, 現(xiàn)今從事模具技術(shù)研究的機(jī)構(gòu)和院校已有 30 余家,從事模具技術(shù)教育培訓(xùn)的院校已超過(guò) 50 家。
2世界發(fā)達(dá)國(guó)家的差距
目前全世界模具年產(chǎn)值約為 600 億美元, 日本、 美國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)[3]。 雖然中國(guó)模具工業(yè)近幾年設(shè)計(jì)、 制造技術(shù)、 模具質(zhì)量水平等取得了很大的發(fā)展,但與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大的差距。
( 1 ) 模具設(shè)計(jì)體系 規(guī)范模具設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)開發(fā)是當(dāng)務(wù)之急。
( 2) 制造工藝水平 國(guó)內(nèi)模具生產(chǎn)廠家工藝條件參差不齊。不少?gòu)S家特別是私有企業(yè), 由于設(shè)備不配套, 很多工作依賴手工完成, 嚴(yán)重影響精度和質(zhì)量。 而歐美許多模具企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平在國(guó)際上是一流的。
( 3) 調(diào)試水平 模具屬于工藝裝備, 生產(chǎn)出合格制品才是最終目的。國(guó)內(nèi)模具的質(zhì)量、 性能檢驗(yàn)大多放在用戶處, 易給用戶造成大量的損失和浪費(fèi)。而國(guó)外大都擁有自己的試模場(chǎng)所和設(shè)備, 可以模擬用戶的工作條件試模, 所以能在最短時(shí)限達(dá)到很好的效果。
( 4) 原材料問(wèn)題 國(guó)產(chǎn)模具多采用 2Cr13 和 3Cr13, 而國(guó)外則采用專用模具材料 DINI、 2316, 其綜合機(jī)械性能、 耐磨、 耐腐蝕性能及拋光亮度均明顯優(yōu)于國(guó)產(chǎn)材料[4]。 材料從根本上影響國(guó)產(chǎn)模具的外觀質(zhì)量和使用壽命。
( 5) 價(jià)格因素 對(duì)用戶而言合理的質(zhì)量?jī)r(jià)格比是最優(yōu)選擇,所以進(jìn)口模具價(jià)格比國(guó)產(chǎn)模具高 8~10 倍, 仍有其市場(chǎng)空間。
( 6) 配套體系 我國(guó)模具生產(chǎn)企業(yè)往往忽視與其它設(shè)備、 原料供應(yīng)商合作, 無(wú)形中使用戶走了許多彎路。
3模具設(shè)計(jì)技術(shù)
模具設(shè)計(jì)長(zhǎng)期以來(lái)一直依靠人的經(jīng)驗(yàn)和機(jī)械制圖來(lái)完成,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展以及計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)的開發(fā), 模具設(shè)計(jì)有了新的發(fā)展方向。
3.1 CAD 繪圖技術(shù)
CAD 繪圖技術(shù)的出現(xiàn)給模具設(shè)計(jì)工作帶來(lái)了方便之門。CAD系統(tǒng)在模具設(shè)計(jì)中的廣泛應(yīng)用?,F(xiàn)階段使用最多的是 “ Pro/E” 軟件的應(yīng)用, 該軟件具有易用性、 高效率、 實(shí)用性。
3.2 CAD/CAE/CAM技術(shù)
從 20 世紀(jì) 90 年代開始發(fā)展的模具計(jì)算機(jī)輔助工程分析(CAE)技術(shù)現(xiàn)在也已有許多企業(yè)應(yīng)用, 一些工業(yè)發(fā)達(dá)模具企業(yè)應(yīng)用 CAD技術(shù)已從二維設(shè)計(jì)發(fā)展到三維設(shè)計(jì), 而且三維設(shè)計(jì)已達(dá)70%以上, 它對(duì)縮短模具制造周期及提高模具質(zhì)量有顯著的作用。CAE 軟件的應(yīng)用國(guó)外已較普遍, 國(guó)內(nèi)應(yīng)用還比較少。
4先進(jìn)制造技術(shù)(AMT)在模具中的應(yīng)用
4.1 快速原型制造(RP)技術(shù)
RP 技術(shù)在模具制造領(lǐng)域的應(yīng)用主要是制作模具設(shè)計(jì)制造過(guò)程中所用的母模, 有時(shí)也用于直接制造模具。RP 技術(shù)可分為直接快速模具與間接快速模具技術(shù)。如 SL、 LOM、 SLS、 SDM。其優(yōu)點(diǎn)是制造環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單, 能夠較充分地發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì); 對(duì)于那些需要復(fù)雜形狀的內(nèi)流道冷卻模具與零件, 采用直接 RT(由 RP 直接制造出使用模具的技術(shù)稱為直接 RT技術(shù))有著其他方法不能替代的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。間接快速模具制造, 通過(guò)快速原型技術(shù)與傳統(tǒng)的模具翻制技術(shù)相結(jié)合制造模具。 一方面可以較好地控制模具的精度、 表面質(zhì)量、機(jī)械性能與使用壽命, 另一方面也可以滿足經(jīng)濟(jì)性的要求。如基于噴射的成型技術(shù), 如 FCM、 3DP、 快速精密鑄造模具等。RP 各成形工藝都是基于離散-疊加原理而實(shí)現(xiàn)快速加工原型或零件.
4.2 虛擬制造技術(shù)(VMT)
虛擬制造是采用計(jì)算機(jī)仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù), 在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、 工藝規(guī)劃、 加工制造、 性能分析、 品質(zhì)檢驗(yàn)以及企業(yè)各級(jí)過(guò)程的管理與控制等的產(chǎn)品制造全過(guò)程, 是一種通過(guò)計(jì)算機(jī)虛擬模型來(lái)模擬生產(chǎn)各場(chǎng)景和預(yù)估產(chǎn)品功能、性能及加加工性等各方面可能存在的問(wèn)題, 從而提高人們的預(yù)測(cè)和決策水平。 虛擬制造技術(shù)是以三維建模和仿真技術(shù)為基礎(chǔ), 以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為支撐的全新的技術(shù)。
4.3 反求工程技術(shù) RE
隨著檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展, 將現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)不斷融入模具產(chǎn)品設(shè)計(jì)中, 進(jìn)一步推動(dòng)了模具制造產(chǎn)品快速制造的能力。 反求工程是以設(shè)計(jì)方法學(xué)為指導(dǎo), 以現(xiàn)代化設(shè)計(jì)理論、 方法、 技術(shù)為基礎(chǔ),運(yùn)用各種專業(yè)人員的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、 知識(shí)和創(chuàng)新思維, 對(duì)已有產(chǎn)品進(jìn)行解剖、 深化和再創(chuàng)造。 反求工程是通過(guò)對(duì)存在實(shí)物模型或零件進(jìn)行測(cè)量, 然后根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)設(shè)計(jì)。
4.4 有限元仿真、 模擬技術(shù)的應(yīng)用
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展, 融合了 CAD、數(shù)值計(jì)算、CAM、 CG等各類技術(shù)的數(shù)值模擬技術(shù)—有限元分析, 逐步應(yīng)用在模具的設(shè)計(jì)制造中。數(shù)值模擬技術(shù)通用或?qū)S玫能浖黝惡芏?, 如 DYN - 3D、 OPTRIS、 ANSYS、 MARC、 ANAQUAS、 ALGOR等??芍庇^地在計(jì)算機(jī)屏幕上觀察到材料變形和流動(dòng)的詳細(xì)過(guò)程, 了解材料的應(yīng)變分布、 材料厚度變化、 破裂及皺曲的形成。 設(shè)計(jì)人員根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)來(lái)調(diào)整模具參數(shù)及成型工藝、修改毛料形狀和尺寸, 極大縮短試模和修模時(shí)間, 有效地提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
4.5 模具中其他的先進(jìn)制造技術(shù)
除了上述模具先進(jìn)制造技術(shù), 還有模具微細(xì)加工、 模具納米加工、 模具微型機(jī)械加工、 模具的敏捷制造技術(shù)、 模具柔性制造技術(shù)、 模具集成制造技術(shù)、 模具企業(yè)網(wǎng)絡(luò)制造聯(lián)盟技術(shù)、 模具制造 CAPP 技術(shù)、 模具的智能制造技術(shù)等。模具制造技術(shù)種類繁多, 大部分的先進(jìn)制造技術(shù)都可以應(yīng)用到模具制造中, 而且在不斷發(fā)展之中。
5 模具技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
5.1 大力開展并行工程, 快速響應(yīng)市場(chǎng)需要
在國(guó)際上, 模具工業(yè)是公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè), 目前我國(guó)已成為世貿(mào)組織的新成員, 各類產(chǎn)品都需要提高質(zhì)量降低成本, 首先要解決模具設(shè)計(jì)制造周期, 最大限度地縮短生產(chǎn)環(huán)節(jié)間的過(guò)程, 所以模具設(shè)計(jì)與制造過(guò)程的正確方法應(yīng)該是并行工程的方法。實(shí)施模具制造并行工程模式將逐漸取代傳統(tǒng)工作模式成為模具制造業(yè)中新的主導(dǎo)模式。
5.2 數(shù)字化、 自動(dòng)化、 柔性化、 集成化、 智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向
數(shù)字化是模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流, 而自動(dòng)化則有助于實(shí)現(xiàn)操作, 提高加工質(zhì)量和效率, 快速響應(yīng)市場(chǎng)需求。柔性化可實(shí)現(xiàn)多品種小批量生產(chǎn)。 集成化可充分利用 CAD/CAM、 CIMS等技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化、 并行設(shè)計(jì)、 虛擬制造、 反求工程等。 智能化可利用專家系統(tǒng)、 模糊推理、 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、 遺傳基因等人工智能技術(shù), 解決知識(shí)的重用等問(wèn)題絡(luò)化可跨地區(qū)、 跨院所實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合和共享。
5.3 模具檢測(cè)、 加工設(shè)備向精密高效和多功能方向發(fā)展
模具向著精密、 復(fù)雜、 大型的方向發(fā)展, 對(duì)檢測(cè)設(shè)備的要求越來(lái)越高。 如美國(guó)的高精度三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)具有數(shù)字化掃描功能。實(shí)現(xiàn)了從測(cè)量實(shí)物→建立數(shù)學(xué)模型→輸出工程圖紙→模具制造全過(guò)程。高速銑削技術(shù), 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)等的研制和開發(fā)。
6總結(jié)
當(dāng)今產(chǎn)品的概念不僅僅是滿足于產(chǎn)品的功能, 還要求外表美觀、 精致、 豪華、 技術(shù)含量高、 舒適、 人性化、 綠色化等。因此適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品多樣化的需求, 設(shè)計(jì)、 加工出造型獨(dú)特、 尺寸精良批量產(chǎn)品, 就必須進(jìn)一步提高模具設(shè)計(jì)加工的技術(shù)含量, 為此模具制造難度自然增大。 所以及時(shí)了解模具現(xiàn)狀與發(fā)展動(dòng)態(tài), 找出差距, 確定目標(biāo), 尋求最佳模具設(shè)計(jì)加工技術(shù), 相信隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及信息化技術(shù)的不斷發(fā)展, 模具中先進(jìn)制造技術(shù)相互滲透,必將帶動(dòng)模具技術(shù)取得長(zhǎng)足的發(fā)展。
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