模具是制造業(yè)的核心技術裝備利花。模具工業(yè)不發(fā)達將嚴重影響汽車、IT與電子技術產(chǎn)品、機電產(chǎn)品湃杏、航空(天)與船舶和建材、家用電器等制造業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)逛镶。
模具是進行制造業(yè)產(chǎn)品零件(包括沖件迄埃、塑件、鍛件兑障、橡膠件侄非、玻璃與陶瓷件等)成形加工的專用成型工具、專用工裝流译,也是專用技術產(chǎn)品逞怨。
模具將根據(jù)制造業(yè)產(chǎn)品零件的形狀、尺寸與尺寸精度福澡、表面質(zhì)量等技術要求與生產(chǎn)批量叠赦,進行專門設計與制造。
因此革砸,研究模具的現(xiàn)代化設計與制造技術除秀,研究模具設計制造過程中的實踐經(jīng)驗,以及生產(chǎn)過程的技術管理與過程控制算利,并使之形成規(guī)范册踩,形成專家系統(tǒng),對提高模具生產(chǎn)技術與管理水平效拭、提高模具企業(yè)核心競爭能力囤檐,將至為重要。
現(xiàn)代化模具生產(chǎn)方式與生產(chǎn)過程
上世紀30年代以前辨头,是采用簡單工具與設備脂圾,形成以手工制造模具的作坊式生產(chǎn)方式。此時期曙早,只能制造簡單模具色矿。模具的制造精度與質(zhì)量完全依賴人工技藝和實際經(jīng)驗。
30年代到70年代後期邻冷,是模具工業(yè)化生產(chǎn)方式的發(fā)展過程决癞。其主要成就與特征有:
廣泛采用銑削工藝,精密成形磨削工藝妆跌,并實現(xiàn)帶精密孔距的圓孔與型孔精密加工的精密坐標磨削工藝技術榴廷。
電火花成形加工工藝和NC電火花線切割加工工藝廣泛應用宴甩,為高硬材料的型件提供了關鍵加工技術。
實現(xiàn)了模具型件材料的專業(yè)化钢战、系列化和標準化沾尔。
其間,模具標準化的高度發(fā)展弟头,在模具生產(chǎn)中全面采用標準零吩抓、部件進行設計與制造,不僅是模具工業(yè)化生產(chǎn)方式的重大成就和特征赴恨;也是實現(xiàn)現(xiàn)代化模具生產(chǎn)方式的重要技術基礎疹娶。
隨著計算機和機床工業(yè)的進步與發(fā)展,1980年以來伦连,模具CAD/CAM雨饺、CAD/CAM/CAE已成為廣泛應用的生產(chǎn)技術。它們與高度標準化相配合形成了現(xiàn)代化模具生產(chǎn)方式惑淳,即實現(xiàn)模具設計與制造的信息化额港、數(shù)字化的模具生產(chǎn)方式。
模具設計與制造
模具設計與制造的內(nèi)容包括:模具設計過程和模具制造與裝配過程歧焦。
現(xiàn)代模具設計與制造锹安,則是:在模具生產(chǎn)過程控制與管理的環(huán)境下,在模具高度標準化的技術基礎上倚舀,實行模具信息化叹哭、數(shù)字化設計與制造過程。即實行模具CAD/CAE/CAM将囱,所謂模具設計與制造一體化過程恒欣。其中:
CAD:是指借助軟件,對模具型件進行造型與其結(jié)構(gòu)和模具結(jié)構(gòu)系統(tǒng)建立數(shù)模的過程挖榜。
CAM:指根據(jù)型件及其結(jié)構(gòu)數(shù)模制訂型件型面成形加工代碼髓界、設置成形加工工藝條件和型件加工程序。并將這些信息傳遞給CNC機床挣傻,實行數(shù)字化加工咪犹。
CAE:則指借助軟件對模具型件造型、模具結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)參數(shù)進行仿真棵欧、模擬試驗遭屑,即實行虛擬的設計與型件成形加工,以驗證經(jīng)CAD/CAM設計的模具結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與型件成形加工代碼與加工程序的正確性运荸,合理性贴袖。
CAD、CAE軟件吩擒,是建立在經(jīng)驗數(shù)據(jù)质窒、經(jīng)驗公式和理論數(shù)據(jù)與公式相比較的基礎上硫朦,形成型件造型、模具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)背镇,型件成形加工過程與制件(沖件咬展、塑件等)成形工藝過程的仿真、模擬數(shù)穆髡叮或稱CAD挚赊、CAE軟件。
模具設計
手工作坊式制模時期和工業(yè)化模具制造初期济瓢,是不進行模具設計的,完全依賴制模工人的經(jīng)驗與技藝制造模具妹卿。隨著工業(yè)的發(fā)展旺矾,模具應用日趨廣泛,模具性能和質(zhì)量要求趨高和生產(chǎn)技術不斷進步夺克。設計箕宙、繪制模具結(jié)構(gòu)系統(tǒng)圖(結(jié)構(gòu)總圖)和零件圖樣,明確設計要求和制造技術條件铺纽,為模具生產(chǎn)過程中的首務與核心技術柬帕,一直沿革至現(xiàn)在。
但是诫瑞,隨著計算機和數(shù)控機床工業(yè)的進步秃囚,加工中心等CNC機床的廣泛應用,模具設計方法與方式產(chǎn)生了實質(zhì)的喘玄、突破性的進步测佣,
模具設計包括以下三方面的內(nèi)容:模具型件造型及其結(jié)構(gòu)設計、模具結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設計蝗悼、模具結(jié)構(gòu)參數(shù)計算與設置忽件。模具設計過程與內(nèi)容。
模具制造
采用計算機輔助制訂每副模具的制造工藝過程(CAPP)出募,并對其進行分析(CAPPE)涌俘,使之優(yōu)化。同時蒂扇,對制造工藝過程的質(zhì)量昔永、工時和費用進行控制(CAPPC),使形成模具CAM/CAPPE/CAPPC數(shù)字化制造技術系統(tǒng)喝暂。
模具CAM/CAPPE/CAPPC系統(tǒng)令怎,是現(xiàn)代模具制造的主要方式,是模具CAD/CAE/CAM數(shù)字化設計與制造技術的組成部份蹈垢。為此慷吊,應當研究袖裕、分析現(xiàn)代模具制造技術,即信息化溉瓶、數(shù)字化制造技術的內(nèi)容:模具制造工藝過程設計急鳄;模具型件制造工藝過程及其成形加工工藝;模具標準零堰酿、部件和通用輔助機構(gòu)的配購與制造疾宏;模具裝配及其裝配工藝;模具制造工藝過程控制與管理触创。
模具生產(chǎn)技術的經(jīng)驗性
上述模具設計與制造過程中應用的技術規(guī)范坎藐、標準,現(xiàn)代數(shù)字化設計與制造中所應用的設計與制造軟件哼绑,以及工藝技術專家系統(tǒng)岩馍,均具有濃厚的、強烈的經(jīng)驗性抖韩。而經(jīng)驗將具有時間性和合理的應用范圍浇沧。
上述模具生產(chǎn)方式的沿革與發(fā)展,至今模具仍需由技術人員運用計算機技術和所掌握的模具設計與制造技術基礎理論知識豹炊、標準與規(guī)范坏扣,特別是長期積累的設計、制造經(jīng)驗遂报,獨自進行專門設計则徒,并只能進行專門裝配,實踐證明完成設計與制造的模具質(zhì)量瞳弱,在很大程度上仍取決于設計與制造技術人員的知識積累和經(jīng)驗積累昂幕。
由此可知,實際生產(chǎn)經(jīng)驗框嫁,在模具設計與制造過程中仍起主導作用庶化。即,缺乏實踐形炬,則缺乏經(jīng)驗迹姆,缺乏實際經(jīng)驗,則不能成大器亏吝。有人說:大學學歷的人岭埠,設計、制造完成100副模具蔚鸥,將成為合格的模具專業(yè)技術人員惜论;完成500副模具的技術人員將成為模具技術專家;設計、制造1000副或以上模具的專家馆类,將成為模具技術大師混聊,是有一定道理的。但并不盡然乾巧,還必須常常強調(diào)以模具技術基礎理論為依據(jù)句喜。
針對中國擁有的近兩萬個模具企業(yè),其負責人多采用經(jīng)驗辦廠沟于。為此咳胃,應當明晰,進行模具設計與制造以積累經(jīng)驗固然重要旷太,但同時也應當具備較深的模具技術理論造詣展懈,即需在掌握基礎理論(數(shù)字、力學)的基礎上進行設計與制造祟勿。學習由前人總結(jié)成功的模具技術基礎理論停柬,至為重要。
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