模具制造論文精選(九篇)
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第1篇：模具制造論文范文
模具畢業(yè)論文
引言
一般說來，模具企業(yè)都是中小企業(yè)，大都是從作坊式的企業(yè)成長起來，甚至目前仍有許多模具企業(yè)是作坊式的的管理，在模具交貨期、成本、質(zhì)量的控制方面問題層出不斷。面對激烈的市場競爭，落后的管理手段和水平，使模具企業(yè)中的管理和技術(shù)人員只有疲于奔命，企業(yè)投巨資引進的CAD/CAM系統(tǒng)和高檔數(shù)控加工設(shè)備也難以發(fā)揮出應(yīng)有的效率和水平，企業(yè)缺乏活力和競爭力。這些問題已經(jīng)引起了許多有志向國際先進水平看齊的模具企業(yè)經(jīng)營者的高度重視，如何提高企業(yè)管理水平，增強企業(yè)的競爭力已成為我國模具制造行業(yè)參與國際市場競爭迫切需要解決的問題。
因此，模具制造企業(yè)要提高管理水平，具備快速反應(yīng)和及時調(diào)整的能力，沒有一套先進的管理系統(tǒng)實現(xiàn)管理的信息化是很難做到的。通過信息化建設(shè)，實現(xiàn)模具制造企業(yè)的集成化管理，是促進企業(yè)提高經(jīng)營管理水平的一個有效途徑。
本文通過模具企業(yè)實際的案例，討論分析了信息化對提高模具企業(yè)管理水平的重要性和必要性，并結(jié)合深圳市偉博思網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)有限公司開發(fā)的專業(yè)化模具企業(yè)管理系統(tǒng)iM3(inteMoldMakingManagement)，給出了信息化解決方案。
一、信息化是企業(yè)與客戶信息交流溝通的橋梁
模具是典型的按定單單件生產(chǎn)的行業(yè)，每一個定單都要與客戶進行詳細的業(yè)務(wù)和技術(shù)方面的溝通，否則將會產(chǎn)生嚴重的后果。下面是模具企業(yè)與客戶信息溝通不充分的兩個實例：
案例1.某大型模具廠承接了一個日本新客戶的模具定單，這個日本客戶習(xí)慣定單下達后，就與模具廠的設(shè)計人員進行詳細的技術(shù)溝通，對模具提出很細致的設(shè)計要求，模具廠按此要求進行設(shè)計就可以了，不需要再確認設(shè)計圖紙。而模具廠設(shè)計人員完成設(shè)計后，卻仍按以往接美國客戶定單的習(xí)慣，等待客戶確認設(shè)計后再訂購模架和材料，一直等了10天，才知道客戶不需要確認圖紙。結(jié)果，該套模具延期10天，客戶很不滿意，從此不再下定單，為此失去了一個非常有潛力的客戶。
案例2.某模具工廠承接了一個新客戶的模具定單，該客戶的注塑工廠有一套嚴格的生產(chǎn)安全標準——多少噸的模具必須使用多大的吊環(huán)。由于缺乏詳細的技術(shù)溝通，這個問題被忽略了。模具設(shè)計人員按照本工廠的習(xí)慣選用吊環(huán)，結(jié)果比客戶的標準小了一個規(guī)格，致使模具交付客戶后，才發(fā)現(xiàn)不符合要求，只能把模具運回，重新加工吊環(huán)孔，整個過程的費用就超過萬元，同時還影響了客戶的生產(chǎn)。
由此可見，在與客戶及企業(yè)內(nèi)部的信息溝通方面即便是一個小小紕漏，都會對企業(yè)造成巨大損失。因此，解決好溝通問題，具有如下重要意義：
盡量一次把客戶業(yè)務(wù)與技術(shù)方面的要求了解全面，避免多次反復(fù)，從而節(jié)省費用和時間。
詳細了解客戶的模具技術(shù)要求，避免在試模后修改和返工。
對每一次溝通的內(nèi)容進行記錄和總結(jié)，針對每個客戶逐步建立客戶業(yè)務(wù)和技術(shù)資料知識庫，在公司內(nèi)部共享，以便提高客戶服務(wù)水平，減少錯誤。
信息化的管理系統(tǒng)將能夠幫助模具企業(yè)更好地與客戶進行信息溝通。例如，在iM3系統(tǒng)中，提供了詳細的模具技術(shù)溝通模板，模板整合了國內(nèi)外多家優(yōu)秀模具企業(yè)的經(jīng)驗，完全與國際模具行業(yè)接軌。通過該模板，方便與客戶進行詳細的技術(shù)溝通，減少模具的修改工作。而且通過系統(tǒng)記錄的與客戶溝通信息，可以總結(jié)客戶業(yè)務(wù)和技術(shù)方面的習(xí)慣，分享給公司內(nèi)部相關(guān)人員，避免犯重復(fù)的錯誤。
二、信息化系統(tǒng)可以幫助企業(yè)監(jiān)控模具進度
客戶非常關(guān)注模具的試模及交付日期，往往根據(jù)模具的試模時間安排試產(chǎn)及生產(chǎn)計劃，尤其是海外客戶，往往把模具的交付期的重要性放在首位。因此，控制模具的生產(chǎn)制作工期是企業(yè)在市場競爭中取勝的一個重要指標。下面的案例可能是許多模具廠都出現(xiàn)過的問題。
案例.某大型模具工廠承接了美國客戶的模具定單，由于缺乏有效的模具生產(chǎn)進度監(jiān)控和管理手段，不能按期試模。生產(chǎn)部門也把這一情況反饋給海外的市場人員，但市場人員由于不能了解生產(chǎn)的實際情況，擔心不按期試?？蛻魰桓吲d，于是抱著僥幸的心態(tài)，認為生產(chǎn)部門能夠加班加點搶回時間，仍然承諾客戶的既定試模日期。當客戶從萬里之外來看試模時，發(fā)現(xiàn)模具在一周內(nèi)根本不能試模?？蛻舴浅Ｊ瑥拇瞬辉傧露▎?。
對模具進程監(jiān)控不力的根源在于：
缺乏有效的模具生產(chǎn)進度監(jiān)控手段，不能及時發(fā)現(xiàn)模具生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題，及早發(fā)現(xiàn)、及早解決。
模具生產(chǎn)過程的狀況不能得到有效反饋和記錄，往往憑感覺來判斷模具的進程，習(xí)慣用“差不多、差很遠、很快做完”等模糊概念來說明進度，數(shù)據(jù)不準確及時，往往產(chǎn)生僥幸心理。
公司內(nèi)部缺乏信息共享的環(huán)境與平臺。由于每個人的工作性質(zhì)的不同，對每套模具的實際生產(chǎn)進程的了解程度有很大的差異，而且，通過臺階式的層層信息反饋往往會造成信息失真，再加上人為的因素，問題就出來了。
人們往往比較注意重要和難的問題，忽視小問題，尤其是當企業(yè)同時有數(shù)十或上百套處于不同階段的在制模具時，管理人員很難堅持每天不厭其煩地檢查每一套模具的每一個任務(wù)進程是否在計劃之內(nèi)。
信息化的管理系統(tǒng)將為企業(yè)提供共享的、一致的、忠實的進程監(jiān)控平臺。例如，在iM3系統(tǒng)中，通過項目計劃與進程控制，可以對模具的整個生命周期（定單確定—設(shè)計—采購—生產(chǎn)—首次試?！＞咝薷摹桓叮┻M行管理。生產(chǎn)一線管理人員直接在系統(tǒng)中反饋模具實際進度，系統(tǒng)忠實地監(jiān)控項目進程的每一個任務(wù)，當某一控制點出現(xiàn)延期時，系統(tǒng)會自動發(fā)出報警郵件給相關(guān)人員，以便及早發(fā)現(xiàn)、及早解決。而且，對于一些關(guān)鍵任務(wù)，還可以讓系統(tǒng)提前預(yù)警，以使有關(guān)人員及早準備和安排。
三、有效的模具成本控制利不開信息化
成本控制是模具企業(yè)管理上的一個難點，模具企業(yè)的成本控制能力越來越突出地體現(xiàn)了企業(yè)的核心競爭力。目前，模具行業(yè)面臨著模具價格越來越低的沉重壓力，模具增加幾次修改，模具利潤就消耗干凈，甚至要賠本。企業(yè)如果不能從根本上解決這個問題，將面臨淘汰出局的危險。
在專業(yè)化的模具企業(yè)管理系統(tǒng)iM3中，將通過如下途徑幫助企業(yè)控制成本：
在公司內(nèi)部下達定單時，以報價的成本估算為基礎(chǔ)，為模具制定計劃成本；系統(tǒng)中設(shè)置成本預(yù)警，對模具生產(chǎn)中的成本要素進行監(jiān)控，從而有效控制各項費用，確保利潤目標的順利達成。
在模具BOM下達時，比較設(shè)計物料總成本與計劃材料成本的差異，決定是否下達。在采購材料收貨時，比較交貨價格與計劃價格的差異，決定是否收貨，從而有效控制采購成本。
系統(tǒng)記錄和統(tǒng)計每一工件在每個加工工序中產(chǎn)生的加工工時，自動比較實際加工費用與計劃費用的差異，監(jiān)控制造費用。當實際費用超過計劃費用時，系統(tǒng)會自動報警，通知相關(guān)管理人員。
案例.某模具廠在設(shè)計某客戶的電視機前殼模具時，采用四塊價格昂貴的鈹銅。供應(yīng)商供貨時，將四塊鈹銅的邊角料也一起計價，送貨價格超出計劃價格6000多元，倉庫管理人員在為該物料收貨入庫時，模具公司采用的iM3管理系統(tǒng)警告此物料入庫價格嚴重超出計劃費用，拒絕入庫。經(jīng)過采購主管與供應(yīng)商交涉后，剔除不合理的6000元費用后，才收貨。
四、信息化有助于車間監(jiān)控和管理
實時車間監(jiān)控可以幫助生產(chǎn)主管監(jiān)控每臺設(shè)備的生產(chǎn)情況及模具的加工進程，提高設(shè)備的利用率，控制工件的生產(chǎn)進度。
例如，當公司管理人員需要檢查生產(chǎn)車間情況時，可以通過iM3系統(tǒng)查看各加工設(shè)備和工作組的的實時生產(chǎn)情況，系統(tǒng)通過不同的顏色標記，清晰反映各設(shè)備及加工組正在加工的工件和待加工工件的狀態(tài)，包括每臺機床正在干什么，機床目前的負荷情況，正在加工的工件是否延期，待加工工件是否已移交本工序，上道工序是否延期，物料是否到位等，大大減輕了管理人員的工作強度。
當管理人員需要檢查某套模具的生產(chǎn)情況時，可以查看以甘特圖形式展示出來的模具加工進度，并通過各工序的計劃時間和實際的進程的對比，幫助管理人員跟蹤模具的生產(chǎn)進度。
而以往生產(chǎn)管理人員在檢查模具進度時，要到車間一個工位一個工位去看，而且只能看到主要的部件，小零件完成情況可能根本無法了解，甚至連車間的班組長也不知道小零件在哪里?；蛘哒匍_生產(chǎn)會議，把各班組長全部召集起來，花費很長的時間一一匯報模具的進度。由于班組長還不是第一線的加工人員，只能以自己的感覺和經(jīng)驗來判斷模具的進度，具有很大誤差。對于經(jīng)驗豐富的工人來說，可能判斷準確點，但一個工廠沒有辦法保證每個工人都是很有經(jīng)驗、每時每刻都很有責任心。而只要一個定單中有一套模具不能按期完成，整個定單的交付就有問題，這也是許多模具廠在試模前經(jīng)常要加班加點，甚至通宵加班趕制模具的一個主要原因。
五、信息化管理系統(tǒng)促進CAD工程數(shù)據(jù)在企業(yè)內(nèi)部共享
由于工期短，模具企業(yè)的設(shè)計圖紙很難象批量生產(chǎn)模式的企業(yè)一樣做得很精細，而且由于更改頻繁、圖紙量大，也不可能把圖紙發(fā)給許多非生產(chǎn)部門，這為企業(yè)內(nèi)部的設(shè)計信息共享帶來了障礙。生產(chǎn)或其他業(yè)務(wù)部門有時希望能夠測量一下圖紙中未標注的尺寸，有時需要查看一下3D模型以便對復(fù)雜的結(jié)構(gòu)有更清楚地了解，這些需求都沒必要為此購買昂貴的CAD設(shè)計軟件，而且對非設(shè)計部門的人員來說，使用專業(yè)化的CAD軟件在操作和查找相關(guān)文件方面也很不方便。如果把管理系統(tǒng)與CAD工程數(shù)據(jù)鏈接，則會極大地方便生產(chǎn)或其他業(yè)務(wù)部門，使設(shè)計信息真正在全企業(yè)共享。
在iM3系統(tǒng)中，根據(jù)模具企業(yè)的運作特點，集成了設(shè)計模型瀏覽工具，可以在系統(tǒng)中方便瀏覽2D/3D文檔（包括AutoCAD、Pro/E、UG等）。這樣，可以在公司內(nèi)部任何一臺電腦中查看CAD模型。例如，工藝人員制訂某個工件的生產(chǎn)工藝路線時，可以直接點擊查看3D圖形按鈕，借助瀏覽工具可以旋轉(zhuǎn)、檢查尺寸、做各種剖切面等操作，方便工藝人員制訂合理完整的工藝流程；車間工人在加工某一工件時，借助車間生產(chǎn)終端，可以方便瀏覽正在加工零件的3D圖形，通過對比加工工件與3D圖形，檢查是否加工正確，判斷加工是否完全，避免返工和報廢。而以往數(shù)控和電火花加工操作人員只看2D圖形，很難判別工件的最終形狀，經(jīng)常由于CNC程序遺漏或電極漏做而造成工件的返工，既浪費資源，又影響模具工期。此外，這一功能對于市場報價、采購等部門的工作人員也都是非常有用的。
六、信息化在促進信息共享方面的其他作用
通過信息化管理系統(tǒng)提供的信息共享平臺，將為企業(yè)內(nèi)部的管理工作提供前所未有的便利，減輕管理人員的工作壓力，避免出錯，有效的保證模具質(zhì)量和工期。
案例1.某廠模具裝配前，裝配鉗工經(jīng)常因外購頂針到貨不及時，需要電話詢問倉庫和采購部門，甚至打電話給供應(yīng)商，才能確認交付時間，非常麻煩。如果中間某個環(huán)節(jié)信息出現(xiàn)斷路，就無法確定準確的交付日期，那么模具試模時間則因此不能確定。
案例2.某大型模具企業(yè)，每天晚上7：30—9：00要召開生產(chǎn)管理骨干人員會議，會議的主要議題是檢討模具的生產(chǎn)情況（進度、質(zhì)量），當某套模具出現(xiàn)問題時，再研討如何改進。管理規(guī)范的模具企業(yè)都會定期組織類似的會議，但這需要很多人員花費大量的精力和時間去了解模具的生產(chǎn)狀況，查詢和記錄全部模具的生產(chǎn)信息，從中篩選出非正常的模具。這樣做，無疑將增加管理人員的壓力，把寶貴的時間和精力浪費在信息的統(tǒng)計和收集方面，且往往因收集的信息不準確而影響決策。
在一個具有信息化管理系統(tǒng)的模具企業(yè)，通過系統(tǒng)與管理流程密切結(jié)合，將會為企業(yè)的各級管理和工作人員帶來信息查詢和統(tǒng)計的方便，使其準確的掌握最及時、最準確的各種信息。例如，在iM3系統(tǒng)中，生產(chǎn)管理人員可以通過系統(tǒng)查詢生產(chǎn)或采購物料目前所處的實際狀態(tài)，不必一個一個部門電話查詢；當需要了解模具的進度時，除了系統(tǒng)可以自動為異常發(fā)出警告外，管理人員也可以主動進入系統(tǒng)，統(tǒng)計其關(guān)注的異常問題，如，統(tǒng)計截止目前設(shè)計拖期的模具或采購?fù)掀诘奈锪?、統(tǒng)計計劃下周試模的模具、統(tǒng)計尚未按期付款的客戶、統(tǒng)計本月某供應(yīng)商的應(yīng)付帳等，這不但可以極大地減輕模具管理人員的工作壓力，而且能夠幫助管理者正確決策。
當然，管理信息化還可以在更多的方面幫助模具企業(yè)改進管理，因篇幅所限，這里不再一一列舉了。
第2篇：模具制造論文范文
關(guān)鍵詞：數(shù)控加工 快速模具 工藝
中圖分類號：TG76 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2013）06-0134-01
在快速模具制造的兩種方法中，直接法雖然在縮短模具制造周期、降低成本等方面具有優(yōu)勢而備受關(guān)注，但離實際應(yīng)用還有一定差距。目前發(fā)展較快的快速原型技術(shù)卻因?qū)Ｓ眉す獬尚驮O(shè)備以及原型材料過于昂貴而限制了應(yīng)用范圍。隨著計算機和控制技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控加工設(shè)各已廣泛應(yīng)用于制造企業(yè)，而精密成型技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，理論和實際操作過程都已經(jīng)十分成熟。在此背景下，本課題提出了將數(shù)控加工技術(shù)與現(xiàn)代精密材料成型技術(shù)結(jié)合，以期克服激光快速原型技術(shù)在表面及尺寸精度低、機械性能低以及成本高、尺寸規(guī)格受限制等方面的不足，開發(fā)一種基于數(shù)控加工技術(shù)的低成本、高精度快速金屬模具制造工藝。
一、快速模具技術(shù)和數(shù)控加工技術(shù)
快速模具根據(jù)不同的制模工藝方法，可以分為直接快速模具和間接快速模具。直接快速原型模具，以快速原型件直接作為模具，可以用作砂型鑄造模具、低熔點合金澆注模、試成形用注塑模、熔模鑄造的蠟型、蠟型的替代品和蠟型的成形模：間接快速模具指以快速原型件為母模，通過型腔復(fù)制制作模具，包括硅橡膠復(fù)制、金屬冷噴涂、精密鑄造、樹脂材料性強復(fù)制等。直接法尤其是直接快速制造金屬模具方法制造環(huán)節(jié)簡單、能夠充分發(fā)揮RP技術(shù)的優(yōu)勢，特別是與計算機技術(shù)緊密結(jié)合，能夠快速完成模具；對那些需要復(fù)雜形狀的內(nèi)流道冷卻的模具與零件，采用直接RT法有其他方法不能替代的優(yōu)勢。但是直接法在模具精度和性能控制方面比較困難，特殊的后處理設(shè)備與工藝使成本有較大提高，模具的尺寸也受到較大的限制。和直接制模法相比，間接鍘模法通過快速原型技術(shù)與傳統(tǒng)的模具翻制技術(shù)相結(jié)合來制造模具，由于翻制技術(shù)已經(jīng)十分成熟并具有多樣性，可以根據(jù)不同的應(yīng)用要求、使用不同復(fù)雜程度和成本的工藝。
數(shù)控加工，也稱為NC（Numerical Contr01）加工，是將待加工的零件進行數(shù)字化表達，數(shù)控機床按數(shù)字控制刀具和零件的運動，從而實現(xiàn)零件加工的過程。數(shù)控加工技術(shù)經(jīng)歷了半個世紀的發(fā)展已經(jīng)成為應(yīng)用于當代各個制造領(lǐng)域的先進制造技術(shù)。數(shù)控加工的最大特點有以下兩點：一是可以極大地提高精度，包括加工質(zhì)量精度及加工時間誤差精度；二是加工質(zhì)量的重復(fù)性，可以穩(wěn)定加工質(zhì)量，保持加工零件質(zhì)量的一致性，也就是說加工零件的質(zhì)量及加工時間是由數(shù)控程序而不是由機床操作人員決定。
二、開發(fā)基于數(shù)控加工的快速模具的可行性
世界先進工業(yè)化目家的RPM技術(shù)在經(jīng)歷了模型與零件試制、快速樹脂軟模制造階段后，目前正向快速金屬模具制造（RMT）方向發(fā)展，特別是興起于本世紀80年代術(shù)期的快速原型技術(shù)，為快速模具制造開辟了很好的途徑。目前已經(jīng)提出眾多的RMT方法可分為由RP系統(tǒng)制作的快速原型復(fù)制金屬模具的間接法和根據(jù)CAD數(shù)據(jù)直接由RP系統(tǒng)制造金屬模具的直接法兩大類。直接快速模具制造指的是利用不同類型的快速原型技術(shù)直接制造出模具本身，然后進行一些必要的后處理和機加工以獲得模具所要求的機械性能、尺寸精度和表面粗糙度。目前能夠直接制造金屬模具的RP工藝包括激光選區(qū)燒結(jié)（SLS）、三維打?。?D.P）、形狀沉積制造（SDM）和三維焊接（3D—Welding）等。目前數(shù)控加工技術(shù)在制造業(yè)應(yīng)用越來越廣泛，數(shù)控加工設(shè)備已由原來的高精端設(shè)備變成大多數(shù)工廠具有的普通設(shè)備。精密材料成型技術(shù)發(fā)展迅速，典型的有泡沫實型消失模精密鑄造技術(shù)及石膏型精密鑄造技術(shù)。因此將數(shù)控加工技術(shù)和精密材料成型技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)一種成本更低、周期更短的快速模具技術(shù)將大大提高模具制造的競爭力，在模具工業(yè)應(yīng)用上具有很大的發(fā)展前景。
三、數(shù)控加工技術(shù)在模具中的應(yīng)用
種類繁多的數(shù)控加工方式為模具加工提供了更多的生產(chǎn)手段。根據(jù)其特點，可以將模具分為很多類，在實際生產(chǎn)中，根據(jù)不同的模具制造加工特點，選擇最合適的加工方式，以降低成本，提高生產(chǎn)效率。
對于旋轉(zhuǎn)類的零件，一般采用數(shù)控車削加工，如車外圓、車孔、車平面等，酒瓶、酒杯、方向盤等模具，都可以采用數(shù)控車削加工。
對于具有復(fù)雜外形輪廓或帶曲面的模具，電火花成型加工用電極，一般采用數(shù)控銑削加工，這類模具如注塑模、壓鑄模等都采用銑削加工。
對于微細復(fù)雜形狀、特殊材料模具、塑料鑲拼型腔及嵌件、帶異形槽的模具，都可以采用數(shù)控電火花線切割加工。
模具的型腔、型孔，可以采用數(shù)控電火花成型加工，包括各種塑料模、橡膠模、鍛模、壓鑄模、壓延拉伸模等。
對精度要求較高的幾何皓面，可以采用數(shù)控磨削加工。
型腔、型芯加工主要依靠銑削加工及電火花成形加工（EDM）。在銑削加工方面，目前國內(nèi)大量采用普通銑削、各類數(shù)控銑削、數(shù)控仿形銑、加工中心加工等；在EDM方面，各類普通電火花成形加工、數(shù)控電火花成形加工（NCEDM），在我國也已大量應(yīng)用。
四、基于數(shù)控原型的快速制模工藝特點
基于數(shù)控加工原型的快速模具制造技術(shù)結(jié)合了數(shù)控加工技術(shù)和精密鑄造成型技術(shù)，具備數(shù)控加工的生產(chǎn)效率高、加工精度高、便于設(shè)計變更和加工過程柔性化等特點，同時該工藝是一種快速模具制造技術(shù)，因此也具有了快速模具制造技術(shù)的制造周期短、成本低、方法多樣及適應(yīng)性廣等特點。在工藝中從三維CAD模型的設(shè)計、原型材料的準備到模具的精加工與調(diào)試，若對整個過程都實施并行制造，對每道工序進行有效的協(xié)調(diào)，可以大大縮短模具制造周期，降低制造成本，在實際生產(chǎn)中獲得廣泛應(yīng)用。
采用基于數(shù)控加工原型的快速模具制造工藝，可以在CAD環(huán)境下實現(xiàn)對整個制造系統(tǒng)的精度控制和誤差補償；可以與形式多樣的快速精密成型技術(shù)相結(jié)合，根據(jù)不同的要求，使用不同復(fù)雜程度和成本的工藝，較好地控制模具的精度、表面質(zhì)量、機械機械性能和使用壽命，可以對各個環(huán)節(jié)進行有效地實施并行制造，在降低模具制造成本，縮短了生產(chǎn)周期方面具有很大的優(yōu)勢，具有明顯的直接的經(jīng)濟效益。
參考文獻：
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[3]羅繼相等，淺析我國模具行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢和對策，模具技術(shù)，2001， p71～75
第3篇：模具制造論文范文
【關(guān)鍵詞】EDM數(shù)字化制造；SQL server數(shù)據(jù)庫；條形碼； UG/OPEN二次開發(fā)；三坐標自動檢測
【Abstract】This paper mainly research on precision mold electrode digital manufacturing system， the integrated use of UG secondary development， SQL Server database development， PC - Dmis secondary development and technology research and development， such as the Delphi software development. The purpose is to make the mold design and manufacturing process more standardization， standardization， so as to improve the production efficiency， ensure the quality of the mould production， reduce the production cost and improve enterprise comprehensive strength further. This article research results for mold enterprise digital level of ascension and competitiveness has good economic value and social significance.
【Key words】EDM digital manufacturing； SQL server database； Bar code； UG/OPEN secondary development； Three coordinates automatic detection
1 研究背景
電火花加工技術(shù)是現(xiàn)代模具制造技術(shù)的一種實用的特種加工技術(shù)，在模具制造中顯示出了相當大的發(fā)展?jié)摿Α５陔姌O管理上目前國內(nèi)還主要靠手寫標簽來管理電極，這樣效率低，易出錯，給企業(yè)造成大的損失。本文采用的模具電極的數(shù)字化制造技術(shù)解決這一技術(shù)難題。電極在數(shù)控加工完成之后都需要進行三坐標精密檢測，如何將偏心量補償?shù)椒烹娺^程正是提高模具精度的關(guān)鍵所在。本文采用的模具電極的數(shù)字化制造技術(shù)及檢測技術(shù)有效地解決了這一難題，并進一步提升模具企業(yè)的數(shù)字化設(shè)計制造水平，對提升企業(yè)的經(jīng)濟價值有重要的意義。
2 論文研究主要內(nèi)容
1）數(shù)據(jù)快速共享的研究；2）電極的數(shù)字化管理的研究；3）工藝流程改進研究。
3 研究方案的設(shè)計
3.1 本方案的EDM數(shù)字化制造系統(tǒng)方案設(shè)計思路
3.1.1 方案設(shè)計理論依據(jù)
現(xiàn)在絕大部分現(xiàn)有模具企業(yè)的EDM技術(shù)路線及加工工藝是如下的流程：
對工件輪廓進行預(yù)加工 電極的設(shè)計與制造工件、電極的裝夾與校正加工的定位電參數(shù)的配置加工過程的監(jiān)控。
以上在電極的加工、制造、裝夾、校正、定位、電參數(shù)配置及加工中的監(jiān)控都是在人工的干預(yù)下進行的，靠人工來完成就存在人為的失誤。而本研究中的方案完全排除人工干擾的優(yōu)勢：那就是實現(xiàn)電加工的數(shù)字化制造和信息化管理。采用的CAD/CAE/CAM一體化技術(shù)，C3P、C4P、KBE技術(shù)，模具柔性制造（FMS）和自動化加工技術(shù)完全依賴于數(shù)字化。
3.1.2 本研究采用條形碼進行電極管理的具體方法如下：用CAM編程完成后將信息寫入SQL Server數(shù)據(jù)庫中，并將條形碼打印到程序單上。在NC加工部門通過掃描條碼調(diào)用加工程序，加工部門加工完成后根據(jù)程序單條碼生成電極條碼并用條碼打印機打印標簽粘貼到電極上。在QC部門增加條碼掃描槍以快速調(diào)用測量點信息，并對PC-DMIS軟件進行二次開發(fā)，實現(xiàn)測量過程的自動化。在EDM部門增加條碼掃描槍，用于快速讀取電極的偏心量和放電間隙，并自動完成電極程序的編制。
3.2 本方案實施的具體方法
在產(chǎn)品數(shù)字化管理中，常用技術(shù)是條形碼和芯片，結(jié)合國內(nèi)大多數(shù)模具企業(yè)的現(xiàn)狀，本研究計劃采用條形碼對模具電極進行管理。具體方法如下：在CAM編程完成后在UG軟件內(nèi)對電極模型文件進行條碼分配，并將相應(yīng)信息寫入SQL Server數(shù)據(jù)庫中，并將條形碼打印到程序單上；在NC加工部門增加條碼掃描槍和條碼打印機，通過掃描條碼調(diào)用加工程序，加工部門采用3R快速定位座裝夾電極，加工完成后根據(jù)程序單條碼生成電極條碼并用條碼打印機打印標簽粘貼到電極上；在QC部門增加3R快速定位座以快速定位，增加條碼掃描槍以快速調(diào)用測量點信息，測量完成后增加數(shù)據(jù)處理功能；在 EDM部門增加條碼掃描槍，用于快速讀取電極的偏心量和放電間隙，操作人員只需指定電極順序號即可完成電極程序的編制。
3.3 方案EDM數(shù)字化制造系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)
運用UG開發(fā)工具和軟件工程方法，該系統(tǒng)不需要用戶掌握UG軟件的專業(yè)知識，只要有適合產(chǎn)品系列化設(shè)計，就能大大提高了模具的設(shè)計效率，這就為為基于UG的產(chǎn)品CAD/CAE/CAM系統(tǒng)開發(fā)和模具的自動化設(shè)計和制造打下良好的基礎(chǔ)。
3.4 電極自動測量系統(tǒng)開發(fā)
本文設(shè)計并實現(xiàn)了基于VC十十的電極測量系統(tǒng)。設(shè)計過程中考慮了功能的全面、實用性和快捷性。應(yīng)用Web Service技術(shù)跨平臺對數(shù)據(jù)之間進行交互， 使模具客戶應(yīng)用Internet這樣一個多元化的環(huán)境不同技術(shù)、平臺和操作系統(tǒng)成為現(xiàn)實。
4 已經(jīng)取得的成果和創(chuàng)新
一是，建立模具電極的條形碼數(shù)字化識別系統(tǒng)；二是，在SQL Server數(shù)據(jù)庫平臺上建立了CAD、CAM、NC、QC、EDM等部門的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；三是，實現(xiàn)了電極一鍵式三坐標自動化檢測；四是，建立起模具數(shù)字化設(shè)計制造的標準化工藝流程。
5 總結(jié)
本論文中通過對傳統(tǒng)EDM加工與本課題研究的EDM數(shù)字化制造系統(tǒng)的比較，在電極產(chǎn)品數(shù)字化制造和管理中，采用條形碼進行電極的管理系統(tǒng)、運用UG開發(fā)工具和軟件、基于VC十十的電極測量系統(tǒng)，為預(yù)期的關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。研究成果在天津瑞福模具有限公司實踐取得顯著效果和經(jīng)濟效益。
第4篇：模具制造論文范文
論文摘要:中職學(xué)校模具設(shè)計與制造專業(yè)課程的教育方式，要突破以理論指導(dǎo)實踐、全面化學(xué)習(xí)的模式，轉(zhuǎn)而實行項目化教學(xué)，采用以點帶面、以技能實踐促進理論掌握的教學(xué)方式，促進學(xué)生技能與知識的轉(zhuǎn)化，突出中職教育以實踐為主理論為輔的指導(dǎo)方針，培養(yǎng)出具有很強的技能操作能力和一定理論水平的學(xué)生，以適應(yīng)現(xiàn)代模企對一線生產(chǎn)技術(shù)人員的社會用工需求。
1現(xiàn)狀分析
作為我國職業(yè)技術(shù)培訓(xùn)中堅力量的中職、高職、高專院校，相繼開設(shè)了模具專業(yè)，教學(xué)用書紛紛出版，專業(yè)發(fā)展與課程建設(shè)都取得了一系列重大突破。然而，數(shù)量眾多的模具專業(yè)教材，大部分是針對高職高專教學(xué)編寫，鮮有適應(yīng)中職教育而編寫的模具專業(yè)用書，各中職學(xué)校不得不采用僅有的大學(xué)教材來進行課程教學(xué)。中職模具專業(yè)課程建設(shè)，應(yīng)以提高實踐技能為目標，對教學(xué)內(nèi)容進行項目化整合，明確、細化技能要求，結(jié)合學(xué)校自身實際情況，采用行之有效的教學(xué)手段，切實提高教學(xué)水平。
2課程項目化
2.1確立培養(yǎng)方向
要設(shè)置出適合中職教育特色要求的沖壓模課程，必須明確設(shè)置標準。當前中職學(xué)生畢業(yè)后往往應(yīng)聘到生產(chǎn)一線崗位。所以，對《沖壓模具設(shè)計與制造》這門課程進行項目化，在“制造”與“設(shè)計”這兩個方面，重點應(yīng)突出“制造”這個方面，在制造的過程中了解、熟悉設(shè)計原理，再進一步提出創(chuàng)新要求，實現(xiàn)以專業(yè)技能實踐為主，理論學(xué)習(xí)為輔的教學(xué)目標，最大程度地提升學(xué)生動手能力，并在擁有一定的理論知識的基礎(chǔ)上，能分析或解決沖壓加工生產(chǎn)中的問題，提高創(chuàng)新能力。
2.2確立項目內(nèi)容
項目內(nèi)容的選取要符合教學(xué)大綱和反映社會技術(shù)要求，要易于被學(xué)生接受、了解和運用，要在強化技能實訓(xùn)的同時，穿插理論指引;不是理論指引實踐，而是通過技能實踐，了解與消化理論，再利用了解的理論促進技能水平升級，形成以技能實踐溶解理論、以理論強化技能水平的良性循環(huán)。
《沖壓模具設(shè)計與制造》這一門課程涉及到?jīng)_裁、彎曲、拉深、成形等多種模具的設(shè)討一制作，初步接觸時，一個學(xué)生必須花費大量的時問和精力才有可能在腦海里把這一系統(tǒng)工程初步建立起來。因此，在確定沖壓模這門課程的項目內(nèi)容時，應(yīng)選定其中某一種類型的模具相關(guān)知識進行內(nèi)容組織，整合為項目形式，對課程實行項月化教學(xué)。當項目完成，學(xué)生容易在大腦中建立起清晰的模具制造工程模型，之后就可以此為突破口，擴展教授其它類型的模具知識，形成以點帶面的沖壓模知識教授方法體系。結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)特點，分析各類型沖壓模的結(jié)構(gòu)特征和所需要運用的知識內(nèi)容，選取沖裁模作為沖模知識學(xué)習(xí)的突破門。沖裁模是沖壓模中用得最多的一類模具，其結(jié)構(gòu)組成具有代表性、典型性。學(xué)生通過沖裁模的學(xué)習(xí)，擁有了堅實的模具制造知識基礎(chǔ)，那么，在后續(xù)的彎、拉深等沖模的學(xué)習(xí)上，將會呈現(xiàn)事半功信的效果。
2.3分項目制定
根據(jù)沖裁模的結(jié)構(gòu)特點，本著由淺人深的原則，可選取單工序的落料模作為具體項月實施裁體，把完成整副沖裁模具的制造過程，分解成多個項目內(nèi)容依據(jù)模具結(jié)構(gòu)零件的功能特點和加工過程，聯(lián)系各知識要點，可把整個項目分化成以下七個分項目:①沖裁?；A(chǔ)知識:進行模具拆卸實踐，一了解模具結(jié)構(gòu)，對沖模和沖壓加工生產(chǎn)形成初步認識;②沖床與沖壓加工基礎(chǔ)知識;了解沖床結(jié)構(gòu)，分析沖壓原理;③模架零件制造:對模座板、導(dǎo)向零件等進行加工，強調(diào)技術(shù)要求，學(xué)會車、銑、磨等機床加工手段，強化機床操作技能，了解模架設(shè)計要求和選用方法;④凸模和凹模制造:學(xué)會用數(shù)銑、線切割、電火花等技術(shù)手段加工凸、凹模，了解凸、凹模零件的設(shè)計要求，學(xué)會凸、凹模尺寸的確定方法;⑤墊板與固定板制造:加工上、下墊板與凸、凹模固定板，對上、下墊板以及凸、凹模固定板進行加工，強化加工技能，了解凸、凹模固定板設(shè)計的要點;⑥卸料裝置部件制造:對卸料零件進行加工，了解卸料裝置的結(jié)構(gòu)組成和設(shè)計要求;⑦沖裁模裝配與調(diào)試:對已經(jīng)加工完成的模具零件進行組合裝配，掌握裝配模具的技術(shù)要求和方法，完成整副模具的最后組裝，把模具裝在沖床上進行試加工。
2.4項目實施
項目的實施過程是以學(xué)生為主老師參與指導(dǎo)的方式實行，老師選定兩個結(jié)構(gòu)不同的沖裁件，并預(yù)先為其中一個零件設(shè)計出完整的模具結(jié)構(gòu)，作為學(xué)生進行加工的對象。每一個項目中，學(xué)生親自對零件加工，老師則對其加工過程進行必要指引，從工藝、技術(shù)要求等方面進行詳細要求;當加工完成后，教師對其加工過程進行點評，指出不足之處以待改進。此時，由于學(xué)生剛完成零件的加工，精神狀態(tài)高度集中，且加工過程中親力親為，對零件的各部位結(jié)構(gòu)印象深刻，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性已充分地調(diào)動起來，老師對所加工零件的功能、設(shè)計原理、設(shè)計要點等理論知識進行講解將會獲得良好的教學(xué)效果。在每個分項目進行的過程中，教師要注意引導(dǎo)學(xué)生思考，把“為什么會是這樣”引人到項目過程中每個技能和知識點里，激發(fā)學(xué)生思維多多思考，培養(yǎng)學(xué)生不斷進行探索。
2.5項目的檢查評估
每一個分項目的完成，學(xué)生都要進行自我評價，把該項目所用的技能和自身的掌握情況進行歸納總結(jié)，并形成分析報告書，認清長短，指出問題，針對性解決或強化。
第5篇：模具制造論文范文
關(guān)鍵詞：材料成型；控制工程；專業(yè)實踐
一、盡可能地培養(yǎng)實踐操作型的人才，控制工程需要能手與動腦相結(jié)合
對于任何一項制造項目，模具在一開始的設(shè)計和成型對于接下來的材料制造有著至關(guān)重要的影響作用。在這項設(shè)計和制造工作當中， 非常注重工程人員的技術(shù)能力和操作水平, 在社會技術(shù)發(fā)展的今天，我們還可以將計算機應(yīng)用到模具的制造和設(shè)計當中，獲得更為準確的設(shè)計模板以及制造數(shù)據(jù)，使結(jié)果更為精確縝密。這一項技術(shù)的成型和開發(fā)無疑讓眾多的工程操作人員在技術(shù)和理念上都產(chǎn)生了一個觀念的飛躍與革新，為模具的設(shè)計和制造這一基礎(chǔ)工程和環(huán)節(jié)塑造了更多的人才，建立了一個更為效率且科學(xué)的制造業(yè)氛圍。
相對于傳統(tǒng)的控制工程專業(yè)教學(xué)理念，現(xiàn)如今更加注重的是讓學(xué)生在知識科學(xué)理論學(xué)到位, 基本功過硬的前提上，要充實更多的實時信息與社會動態(tài)，將知識理論與實踐應(yīng)用有機結(jié)合起來, 操作水平的高低, 關(guān)系著模具制造以及材料成型的基礎(chǔ)問題。為了與時俱進，跟上社會科技發(fā)展的腳步，對于計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及應(yīng)用技術(shù)的掌握已變得必不可少。為了達到這樣的要求, 在實踐教學(xué)當中, 要優(yōu)化教學(xué)課程的結(jié)構(gòu)以及教育方式，適當?shù)馗恼酝缓侠淼慕虒W(xué)理念及手法。
二、培養(yǎng)人才知識技術(shù)的同時，不可忽略其素質(zhì)方面的教育
為了培養(yǎng)更多的高級工程人員, 其自身的知識文化水平，素質(zhì)教育，創(chuàng)新能力培養(yǎng)和思維能力塑造都是缺一不可的。針對學(xué)生各自的特點，思維方式以及能力，可以將其培養(yǎng)成具有自身優(yōu)勢的工程型人才。通過對各個電子行業(yè)或機械行業(yè)的材料制造以及模具設(shè)計實踐活動，讓學(xué)生將理論與實踐完整地結(jié)合在一起進行感受和操作, 讓學(xué)生打好設(shè)計及應(yīng)用實踐的基礎(chǔ)能力, 在掌握技術(shù)的同時擁有健全的人格,熟練了解塑性成型的理論技術(shù)及應(yīng)用方法, 盡可能地用現(xiàn)代化的技術(shù)進行創(chuàng)新與改革, 熟知材料制作的整個過程。
三、以知識水平作為前提，教學(xué)工作中要講究方法，重點培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力
在控制工程專業(yè)實踐教學(xué)當中，教育人員應(yīng)從幾個反面入手，重點培養(yǎng)學(xué)生的制造水平及創(chuàng)新能力：理論基礎(chǔ)是教育教學(xué)的基礎(chǔ)，無論是傳統(tǒng)還是現(xiàn)代,方式方法在革新的同時，理論永遠是必不可少的依據(jù)和前提，文化知識課可以改革但不可以削弱, 可以用適當?shù)姆椒▽⒗碚撜n的授課效率以及授課方式進行變動和改革，但是，應(yīng)當掌握的知識內(nèi)容是不可刪除的；理論知識和能力素質(zhì)雙重培養(yǎng), 不光是指重視基礎(chǔ)理論知識，從更廣的意義上說是指要將學(xué)生培養(yǎng)成為一個合格的工程專業(yè)應(yīng)用型人才, 要全方面進行素質(zhì)及能力培養(yǎng)工作，除了基礎(chǔ)理論知識以外, 還包括作為工程應(yīng)用型人才所必須具備的基本勞動技能、集體主義精神、個人創(chuàng)新能力和良好素質(zhì)的培養(yǎng)。因此在新的培養(yǎng)計劃中, 規(guī)定了理工科學(xué)生必須選修學(xué)時的人文類和經(jīng)管類等課程規(guī)定了大學(xué)生必須參加為期二周的軍事訓(xùn)練同時學(xué)生還可以參加第二課堂學(xué)習(xí)及結(jié)合我校特色開展產(chǎn)學(xué)合作教育等。
開展這些活動和課程, 是為了學(xué)生的身心得到全面發(fā)展, 學(xué)生的素質(zhì)得到提高；最后還要大力加強和深化實踐和操作能力的培養(yǎng)和熟練，大學(xué)生在校期間的能力培養(yǎng), 大約可分四個方面, 即外語能力、計算機能力、自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。前項可由教學(xué)計劃加以指導(dǎo), 后項則主要通過實踐來逐步養(yǎng)成。在模具專業(yè)培養(yǎng)計劃中, 除了必修的課程以外，學(xué)生可以通過課堂教學(xué)和課外練習(xí), 達到更高的水平。
四、開設(shè)計算機課程，發(fā)展現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)能力
計算機應(yīng)用能力培養(yǎng)是通過開設(shè)計算機系列課程來實現(xiàn), 在模具專業(yè)試點班中計算機課程作為應(yīng)用性較強的課程有所加強。一年級學(xué)習(xí)“ 計算機應(yīng)用基礎(chǔ)”和“ 程序設(shè)計基礎(chǔ)”這門計算機基礎(chǔ)類課程, 在學(xué)科基礎(chǔ)課部分增加了“ 計算方法” 和“八基礎(chǔ)” 門應(yīng)用性比較強的計算機專業(yè)基礎(chǔ)課。在專業(yè)課階段開設(shè)了“ 模具計算機應(yīng)用”和“ 模具” 專業(yè)計算機應(yīng)用課程。在實踐環(huán)節(jié)加上了周的“ 計算機輔助測繪”和周的“ 模具實習(xí)” , 通過系統(tǒng)的理論教學(xué)和大量的實踐, 使學(xué)生在畢業(yè)時掌握了計算機原理、計算機編程、計算機繪圖等學(xué)科的基礎(chǔ)知識, 并初步具有與專業(yè)知識相結(jié)合的能力。重實踐。實踐教學(xué)是應(yīng)用型人才培養(yǎng)中的一個重要組成部分和特征之一, 是學(xué)生理論聯(lián)系實際、培養(yǎng)學(xué)生的實踐觀念和組織紀律觀念, 進行技能訓(xùn)練, 了解專業(yè)的生產(chǎn)工藝和設(shè)備的一個必要教學(xué)環(huán)節(jié)。在試點班培養(yǎng)計劃把實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的總周數(shù)從周提高到周, 我們安排的主要實踐教學(xué)活動含實習(xí)和實訓(xùn)周課程設(shè)計周及畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)論文周。
五、進行集體實地事物操作訓(xùn)練，做好操作報告，進行相互交流學(xué)習(xí)
在集體進行的時間操作活動當中, 不僅可、可以加深基礎(chǔ)知識的印象, 提高學(xué)生的操作水平，還可以增強團體之間的協(xié)作能力、集體榮譽感和紀律性也得到了增強。通過實際動手訓(xùn)練, 對于各類數(shù)控機床的工作原理和模具加工方法也更為熟練。為了提高課程的教學(xué)效率和教育成果，教育工作者對于課程結(jié)構(gòu)的掌握是使學(xué)生能否更好地鞏固所學(xué)深化實踐的重要因素。應(yīng)當理論聯(lián)系實際, 提高計算、制圖及查閱資料的能力。使學(xué)生能正確應(yīng)用專業(yè)知識,初步掌握有關(guān)設(shè)計原則和方法, 為今后的工作及適應(yīng)社會做好必要的準備。
畢業(yè)答辯是考察學(xué)生在校學(xué)習(xí)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié), 也是應(yīng)用型人才培養(yǎng)最重要的教學(xué)環(huán)節(jié), 根據(jù)專業(yè)的培養(yǎng)目標, 畢業(yè)設(shè)計的選題應(yīng)符合應(yīng)用為主、面向?qū)嶋H的原則, 并盡可能多的覆蓋所修課程。在導(dǎo)師的幫助下, 通過畢業(yè)設(shè)計, 激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和培養(yǎng)創(chuàng)新意識, 獲得工程師能力的基本訓(xùn)練, 其內(nèi)容包括檢索、查閱資料文獻,調(diào)查研究、數(shù)據(jù)采集, 分析計算、綜合比較、計算機應(yīng)用、撰寫論文、論文答辯。
總的來說，控制工程專業(yè)實踐教育對于學(xué)生今后能否適應(yīng)社會的需求有著非常重要的影響及塑造作用。為了能成為制造業(yè)中有用的人才及工作人員，現(xiàn)如今對于能力型人才的培養(yǎng),已經(jīng)越來越重要。為此，要加快腳步，改革控制工程專業(yè)教育的落后狀態(tài)，讓材料成型這一基礎(chǔ)環(huán)節(jié)更加過硬，可靠。
參考文獻：
第6篇：模具制造論文范文
關(guān)鍵詞:快速成型;RP;反求工程
引言隨著科技進步和全球市場一體化的形成,現(xiàn)在工業(yè)正面臨產(chǎn)品的生命周期越來越短的寫作論文問題,作為一種新產(chǎn)品開發(fā)的重要手段,快速成型能夠迅速將設(shè)計思想轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的現(xiàn)代先進制造技術(shù)。它為零件原型制作、新設(shè)計思想的校驗等方面提供了一種高效低成本的實現(xiàn)手段,提高產(chǎn)品研發(fā)的效率。
1快速成型技術(shù)原理在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計過程中,設(shè)計師往往希望能快速由三維CAD模型,得到產(chǎn)品的實物模型,快速成型技術(shù)可以滿足這種需求?？焖俪尚?RapidPrototyping,RP)技術(shù)是一種基于離散/堆積成型思想的新型成型技術(shù),它根據(jù)零件或物體的三維模型數(shù)據(jù),快速、精確地制造出零件或物體的實體模型。
2關(guān)鍵技術(shù)2.1制造工藝目前,世界上已有幾十種不同的快速成型工藝方法,比較成熟的就有十余種。其中光固化成型法(StereoLithographyApparatus,SLA)、疊層實體制造法(LaminatedObjectManufactur-ing,LOM)、熔融沉積法(FusedDepositionModel-ing,FDM)、選擇性激光燒結(jié)法(SelectiveLaserSintering,SLS)和3DP(ThreeDimensionalPrintingandGluing,也稱3DPG)五種方法,在世界范圍內(nèi)應(yīng)用最為廣泛。對于RP制造工藝的研究,一方面是在原有技術(shù)基礎(chǔ)上進行改進,另一方面是研究新的成型技術(shù)。新的成型方法,如三維微結(jié)構(gòu)制造、生物活性組織的工程化制造、激光三維內(nèi)割技術(shù)、層片曝光方式等。2.2成型材料成型材料是決定快速成型技術(shù)發(fā)展的基本要素之一,它直接影響到原型的精度、物理化學(xué)性能以及應(yīng)用等。與RP制造的4個目標(概念型、測試型、模具型、功能零件)相適應(yīng),使用的材料不同,概念型對材料成型精度和物理化學(xué)特性要求不高,主要要求成型速度快。如對光固化樹脂,要求較低的臨界曝光功率、較大的穿透深度和較低的粘度。測試型對于材料成型后的強度、剛度、耐溫性、抗蝕性等有一定要求,以滿足測試要求。如果用于裝配測試,則對于材料成型的精度還有一定要求。模具型要求材料適應(yīng)具體模具制造要求,如對于消失模鑄造用原型,要求材料易于去除。快速功能零件要求材料具有較好的力學(xué)性能和化學(xué)性能。從解決的方法看,一個是研究專用材料以適應(yīng)專門需要;另一個是根據(jù)用途分類,研究幾類通用材料以適應(yīng)多種需要。2.3加工精度影響成型件精度的主要因素有兩方面:一是由CAD模型轉(zhuǎn)換成STL格式文件以及隨后的切片處理所產(chǎn)生的誤差;二是成型過程中制件翹曲變形,成型后制件吸入水分,以及由于溫度和內(nèi)應(yīng)力變化等所造成的無法精確預(yù)計的變形。為了解決第一類問題,正在研制直接切片軟件和自適應(yīng)切片軟件。所謂直接切片是不將CAD模型轉(zhuǎn)換成STL格式文件,而直接對CAD模型進行切片處理,得到模型的各截面層輪廓信息,從而可以減少三角面近似化帶來的誤差,所謂自適應(yīng)切片是快速成型機能根據(jù)成型零件表面的曲率和斜率自動調(diào)整切片的厚度,從而得到高品質(zhì)的光滑表面。為解決第二類問題,正在研究、開發(fā)新的成型方法、新的成型材料及成型件表面處理方法,使成型過程中制件的翹曲變形小,成型后能長期穩(wěn)定不變形。2.4與RP技術(shù)相關(guān)軟件軟件是RP系統(tǒng)的靈魂,其中作為CAD到RP接口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和處理軟件是其關(guān)鍵。不同CAD系統(tǒng)所采用的內(nèi)部數(shù)據(jù)格式不同,RP系統(tǒng)無法一一適從,這就要求有一種中間數(shù)據(jù)格式既便RP系統(tǒng)接受又便于不同CAD系統(tǒng)生成,STL(StereoLithography)格式應(yīng)運而生了,STL文件是用大量空間小三角形面片來近似逼近實體模型。由于STL格式具有易于轉(zhuǎn)換、表示范圍廣、分層算法簡單等特點,為大多數(shù)商用快速成形系統(tǒng)所采用,現(xiàn)己成為快速成形行業(yè)的工業(yè)標準。但是,STL模型也存在許多不足之處:2.4.1精度不足。由于STL模型用大量小三角形面片來近似逼近CAD模型表面,造成STL模型對產(chǎn)品幾何模型的描述存在精度損失,并且在對多張曲面進行三角化時,在曲面的相交處往往產(chǎn)生裂縫、孔洞、覆蓋及相鄰面片錯位等缺陷。2.4.2數(shù)據(jù)冗余度大。STL模型不包含拓撲信息,三角形面片的公用點、邊單獨存儲,數(shù)據(jù)的冗余度大。隨著網(wǎng)絡(luò)時代的到來,STL模型數(shù)據(jù)冗余大的不足也使其不利于遠程RF的數(shù)據(jù)傳輸,難以有效支持遠程制造。
3快速成型技術(shù)的應(yīng)用3.1在外觀及人機評價中的應(yīng)用新產(chǎn)品開發(fā)的設(shè)計階段,雖然可借助設(shè)計圖紙和計算機模擬,但并不能展現(xiàn)原型,往往難以做出正確和迅速的評價,設(shè)計師可以通過制作樣機模型達到檢驗的目的。傳統(tǒng)的模型制作中主要采用的是手工制作的方法,制作工序復(fù)雜,手工制作的樣機模型不僅工期長,而且很難達到外觀和結(jié)構(gòu)設(shè)計要求的精確尺寸,因而其檢查外觀及人機設(shè)計合理性的功能大打折扣?？焖俪尚驮O(shè)備制作的高精度、高品質(zhì)樣機與傳統(tǒng)的手工模型相比較可以更直觀地以實物的形式把設(shè)計師的創(chuàng)意反映出來,方便產(chǎn)品的外觀造型和人機特性評價?，F(xiàn)在的快速成型加工得到的成型件都是單一顏色,顏色主要由材料決定,為了對產(chǎn)品色彩外觀進行評價,有時需要手工涂色,隨著彩色成型技術(shù)的發(fā)展,這方面的問題可以解決。人機評價主要包括成型件尺寸及操作宜人性,快速成型可以很好地滿足這方面的要求。3.2在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)評價中的應(yīng)用通過快速成型制成的樣機和實際產(chǎn)品一樣是可裝配的,所以它能直觀地反映出結(jié)構(gòu)設(shè)計合理與否,安裝的難易程度,使結(jié)構(gòu)工程師可以及早發(fā)現(xiàn)和解決問題。由于模具制造的費用一般很高,比較大的模具往往價值數(shù)十萬乃至幾百萬,如果在模具開出后發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)不合理或其他問題,其損失可想而知。而應(yīng)用快速成型技術(shù)的樣機制作可以把問題解決在開出模具之前,大大提高了產(chǎn)品開發(fā)的效率。3.3與反求工程結(jié)合反求工程(ReverseEngineering,RE)也稱逆向工程,就是用一定的測量手段對實物或模型進行測量,然后根據(jù)測量數(shù)據(jù)通過三維幾何建模方法重建實物的CAD數(shù)字模型,從而實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計與制造過程。對于大多數(shù)產(chǎn)品來說,可以在通用的三維CAD軟件上設(shè)計出它們的三維模型,但是由于對某些因素,如對功能、工藝、外觀等的考慮,一些零件的形狀十分復(fù)雜,很難在CAD軟件上設(shè)計出它們的實體模型,在這種情況下,可以通過對模型測量和數(shù)據(jù)處理,獲得三維實體模型。作為一種新產(chǎn)品開發(fā)以及消化、吸收先進技術(shù)的重要手段,反求工程和快速成型技術(shù)可以勝任消化外來技術(shù)成果的要求。對于已存在的實體模型,可以先通過反求工程,獲取模型的三維實體,經(jīng)過對三維模型處理后,使用快速成型技術(shù),實現(xiàn)產(chǎn)品的快速復(fù)制,縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期,大大提高產(chǎn)品的開發(fā)效率。
結(jié)束語快速成型技術(shù)可以大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期,滿足產(chǎn)品的個性化、多樣化需求,在工業(yè)設(shè)計中得到廣泛應(yīng)用。但由于該技術(shù)的制作精度、強度和耐久性還不能滿足工程實際的需要,加之設(shè)備的運行及制作成本高,一定程度上制約著RP技術(shù)的普遍推廣。隨著研究的不斷深入,制約快速成型發(fā)展的因素會逐步解決,應(yīng)用領(lǐng)域會不斷得到拓展。
參考文獻
[1]孫秀英.面向RP的VRML模型瀏覽與分層研究[D].西安科技大學(xué),2006.
第7篇：模具制造論文范文
關(guān)鍵詞： 復(fù)雜曲面；高效加工機理；方法分析
引言
當今工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ω咝录夹g(shù)的發(fā)展越來越重視，復(fù)雜曲面的應(yīng)用也隨之推廣，復(fù)雜曲面主要用于滿足兩個方面的需求，一方面是力學(xué)特性和功能方面的需要，用于滿足設(shè)備特定的性能要求，對產(chǎn)品形面的數(shù)學(xué)特征有高精度的要求；另一方面則為了滿足美學(xué)效果的需要，和人們對產(chǎn)品外形的需求。針對復(fù)雜曲面加工的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，提高復(fù)雜曲面加工的質(zhì)量、效率及效益已成為主流方向，這對復(fù)雜曲面加工中各環(huán)節(jié)的技術(shù)方法都有很高的要求。
1. 復(fù)雜曲面加工技術(shù)的發(fā)展概況
1.1復(fù)雜曲面加工技術(shù)的發(fā)展歷程
復(fù)雜曲面以前主要通過手工放樣，手工打磨或輔助于電脈沖的加工方法來完成，即單純的手工制造。在制造工程中需要進行檢測，和大量型線樣板的制作，導(dǎo)致制作周期長，工時、材料消耗量大，從而使加工精度降低，難以滿足實際生產(chǎn)的需要。在數(shù)控機床出現(xiàn)后，在工具和模具制造中得到了廣泛的應(yīng)用，隨著新技術(shù)（計算機、激光、電子、新材料）的發(fā)展，在復(fù)雜曲面加工方面的許多新技術(shù)應(yīng)運而生，如激光開槽（Laser Caving）、快速原型制造（RapidPrototyping）和快速工裝（Rapid Tooling）等。這些技術(shù)的優(yōu)點在于所需的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、靈活性很高，特別適合于加工單件或小批量的工具和模具。
1.2復(fù)雜曲面高效加工技術(shù)的理論體系
數(shù)控加工是復(fù)雜曲面加工的一種廣泛應(yīng)用的技術(shù)，也是目前復(fù)雜曲面加工的主要方法，包括機床數(shù)控技術(shù)、數(shù)控自動編程技術(shù)。機床數(shù)控系統(tǒng)是硬件也是控制機床運動的執(zhí)行單元，；而數(shù)控編程則是軟件，負責產(chǎn)生加工用的零件程序。二者相互作用，構(gòu)成自動化的加工手段。
數(shù)控編程解決了數(shù)控加工中程序的編制問題，目前復(fù)雜曲面的加工主要包括：曲面造型、數(shù)控編程、數(shù)控機床加工等。同時在復(fù)雜曲面造型方面、數(shù)控編程方面、機床數(shù)控技術(shù)方面、綜合效益方面還存在諸多問題，我們的目的是通過對這些問題的研究來完善高效加工技術(shù)的理論體系，提高復(fù)雜曲面加工水平。
2. 復(fù)雜曲面高效加工的技術(shù)方法
2.1復(fù)雜曲面加工方法分析
從兩個方面分析復(fù)雜曲面的加工方法：一是在造型方面，復(fù)雜曲面造型可以從數(shù)學(xué)的角度和加工的可行性上進行綜合考慮，可以有效地避免復(fù)雜曲面加工中重迭現(xiàn)象的產(chǎn)生，增強企業(yè)的市場競爭力，實現(xiàn)更大的經(jīng)濟效益。二是在數(shù)控程序設(shè)計方面，復(fù)雜曲面的數(shù)控程序設(shè)計技術(shù)正飛速發(fā)展，要對基于特征的刀具軌跡生成方法進行研究，并且重視發(fā)展高速加工的數(shù)控程序設(shè)計技術(shù)，尤其是對NURBS加工的使用和有效的NURBS刀具軌跡的研究。
2.2復(fù)雜曲面加工設(shè)備技術(shù)
復(fù)雜曲面質(zhì)量的要求提高，帶動了復(fù)雜曲面加工設(shè)備的進一步發(fā)展。建立在五軸聯(lián)動加工技術(shù)基礎(chǔ)上的復(fù)雜曲面加工逐漸推廣，五軸聯(lián)動包括U、V、W軸不同組合的多軸控制多坐標軸聯(lián)動，不再僅限于x、y、z、A、B（或C）軸聯(lián)動，采用高精度的等動態(tài)誤差補償技術(shù)，降低形位誤差、提高機床加工的幾何精度、表面粗糙度等；使復(fù)雜曲面加工設(shè)備功能部件實現(xiàn)高速度、高精度、大功率和智能化。
2.3復(fù)雜曲面高效加工關(guān)鍵技術(shù)
2.3.1毛坯制備技術(shù)
現(xiàn)在實型鑄造技術(shù)廣泛地應(yīng)用于毛坯的制備，就是傳統(tǒng)的木?；蚪饘倌１慌菽芰现谱鞔妫煨秃蟛恍枞〕瞿Ｐ?，便可以澆注，泡在高溫液體金屬作用下，沫塑料模型迅速燃燒氣化而消失，原來泡沫塑料模型所占有的位置被金屬液取代，冷凝后形成鑄件，包括干砂實型鑄造、負壓實型鑄造、樹脂砂實型鑄造。
在毛坯制造時，余量的確定是一個關(guān)鍵的問題。余量太小，刀具在鑄造缺陷（如夾砂、氧化硬皮等）處會磨損劇烈甚至折斷，因為粗加工時進刀量不可能太大，反而使加工成本加大。若余量過大，則使后續(xù)數(shù)控加工的工作量增大，降低了加工的高效性。
2.3.2高速銑削技術(shù)
加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量是高速銑削加工技術(shù)的特點，目前該技術(shù)已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展，成為第三代模具加工技術(shù)。主軸轉(zhuǎn)速、工作臺快速移動和進給速度的提高是等機床高速化的具體表現(xiàn)。高速切削機床克服了機床振動，大大降低了傳入零件中的熱量，大大提高了排屑率，減小熱變形，提高加工精度，加工面的粗糙度得到改善。所以，經(jīng)過高速加工的工件一般不再需要精加工。
2.3.3工藝決策技術(shù)等
復(fù)雜曲面加工工藝規(guī)劃包括工藝方案優(yōu)化及工藝參數(shù)優(yōu)化，加工的高效性受不同的工藝影響非常大。復(fù)雜曲面加工時進給量、切削速度和切削深度對刀具的壽命有很大的影響，最佳切削用量一般在一個很小的范圍內(nèi)，要根據(jù)具體的刀具與工件材料進行確定。影響工藝的因素既有定量指標，又有定性指標，因此要實現(xiàn)復(fù)雜曲面的高效加工，必須采用一定的方式進行工藝決策。
此外，還包括刀具技術(shù)、現(xiàn)場化的檢測技術(shù)、NURBS加工技術(shù)、和數(shù)控連網(wǎng)技術(shù)等。
對復(fù)雜曲面質(zhì)量的要求帶動了復(fù)雜曲面加工設(shè)備的進一步發(fā)展，復(fù)雜曲面多軸聯(lián)動加工技術(shù)也日趨成熟。我國在這個領(lǐng)域內(nèi)起步較晚，對機床關(guān)鍵零部件等功能部件、配備智能化技術(shù)和高性能數(shù)控系統(tǒng)的多軸數(shù)控機床的研究和開發(fā)應(yīng)得到重視和加強。目前，復(fù)雜曲面加工在制造業(yè)中的比重越來越大，它已成為縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期、提高企業(yè)競爭力的一個關(guān)鍵因素。
3. 參考文獻
[1] 焦向東，賈永田. 基于快速原型技術(shù)的金屬模具制造發(fā) 展現(xiàn)況[J]. 制造技術(shù)與機床，2000（7）：8-9.
第8篇：模具制造論文范文
【論文摘要】：針對汽車覆蓋件沖壓的有限元模擬方面的具體問題進行了研究，采用彈塑性有限元的數(shù)值模擬及試驗研究的方法，對汽車覆蓋件拉延過程中的成形進行了研究。針對拉延模擬結(jié)果進行應(yīng)力應(yīng)變分析，尋找工藝參數(shù)的優(yōu)化方案，改進的工藝方案使破裂情況明顯改善。
由于沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、成本低以及可加工復(fù)雜形狀等一系列優(yōu)點，在機械行業(yè)的應(yīng)用非常廣泛，占有十分重要的地位[1]。但是沖壓模具的設(shè)計主要依據(jù)工程師長期積累的經(jīng)驗。對于復(fù)雜的成形工藝和模具，設(shè)計質(zhì)量難以得到保證;一些關(guān)鍵性的設(shè)計參數(shù)要在模具制造出來之后，通過反復(fù)的調(diào)試、修改才能確定。這樣就浪費了大量的人力、物力和時問[2-3]。隨著有限元技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值模擬已逐漸成為工藝分析及優(yōu)化設(shè)計的有效工具。
1. 有限元模型的建立和參數(shù)設(shè)定
一般汽車覆蓋件工藝設(shè)計流程具體分析如下: (1) 根據(jù)產(chǎn)品圖及產(chǎn)品沖壓工藝設(shè)計，進行詳細的車身產(chǎn)品工藝性分析。為了實現(xiàn)拉延或創(chuàng)造良好的拉延條件，必須合理考慮沖壓方向、工藝補充部分形狀以及壓料面形式、拉延筋布置等重要工藝因素。其中包括利用計算機進行的工藝補充面三維設(shè)計。(2) 在滿足產(chǎn)品使用的前提下，將過剩的質(zhì)量要求及時反饋給產(chǎn)品設(shè)計部門，進行研討，力爭把產(chǎn)品完善到最簡單、最合理的工藝要求，以克服產(chǎn)品的過剩質(zhì)量，減少不必要的工裝投入。(3) 利用計算機進行車身產(chǎn)品的沖壓工藝性分析，進行圖面形狀的分析探討和尺寸公差的分析研究，在充分理解、把握產(chǎn)品使用性能要求的前提下，考慮用戶使用和維修，利用塑性加工原理、沖壓工藝知識和模具設(shè)計結(jié)構(gòu)的有關(guān)知識，設(shè)計沖壓工藝過程圖。在設(shè)計過程中，同時要分析沖壓工藝方案，發(fā)現(xiàn)不足之處，進行必要的修正。(4) 模具設(shè)計人員按照沖壓工藝過程圖的基本要求進行模具設(shè)計，模具CAD設(shè)計包括上、下模座，工作部分零件，導(dǎo)向部件，定位零件和進出料裝置等設(shè)計。數(shù)控編程和模型人員按照沖壓工藝過程圖和模具圖進行數(shù)控編程和模型制造，最后按照沖壓工藝過程模具圖要求進行機械加工和模具裝配調(diào)試，最終調(diào)試出合格的產(chǎn)品。
選用某轎車內(nèi)部地板零件產(chǎn)品圖，此零件是一個比較復(fù)雜的中小型車身結(jié)構(gòu)件。由于零件拉延深度深，并且具有局部反拉延，因此成形過程估計會出現(xiàn)問題，為了驗證問題所在我們利用CAE軟件進行模擬成形計算。對于復(fù)雜沖壓零件的成形過程，不但同一時刻不同位置的板坯所承受的變形方式和變形程度不同，而且不同時刻同一位置的板坯所承受的變形方式和變形程度也不同;另外，沖壓工藝邊界條件的設(shè)定對變形路徑和各部分的變形程度的影響也非常明顯。
一般劃分網(wǎng)格時，首先建立一個拓撲結(jié)構(gòu)模型。這一步驟是連接分離的型面，使你可以在網(wǎng)格劃分的時候得到連續(xù)的網(wǎng)格(兩個相連的元素在分界線之問共同享用相同的節(jié)點)。系統(tǒng)能通過你所定義的公差自動辨認普通表面之問的分界線，以建立我們所說的拓撲模型。建立好拓撲結(jié)構(gòu)以后，應(yīng)定義網(wǎng)格劃分的參數(shù)，并進行網(wǎng)格的自動劃分。一般情況下要求用戶最少確定四個參數(shù)，包括最小元素大小，最大元素大小，兩個相連的元素之問的法向夾角，網(wǎng)格的弦高。最小元素的大小影響著網(wǎng)格劃分中最小元素的尺寸。當模型的型面比較平坦時它最大元素的大小則受最大元素參數(shù)的影響。兩個相連的元素之問的法向夾角所起的作用是規(guī)定了兩個相連元素之問的最大法向夾角，即當兩個元素的夾角大于用戶給定的值時，這兩個元素會分裂為更多的元素，故它影響著倒角和小圓角部分的網(wǎng)格密度，它的值越小網(wǎng)格則越密。例如:一般我們在劃分模具網(wǎng)格時，它的拉延圓角最好有五行元素，這時調(diào)整法向夾角的參數(shù)就可以達到目的。弦高的大小則影響著大網(wǎng)格半徑表面上的網(wǎng)格密度，它的值越大，則網(wǎng)格越少。在汽車覆蓋件模擬中，板料數(shù)據(jù)一般都是曲線，因此板料的網(wǎng)格劃分與模具的劃分不一樣。 轉(zhuǎn)貼于
根據(jù)實際需要確定板料特性，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系=537(0.0102+)0.23MPa，法向各項異性系數(shù)為1.8。其他參數(shù)如下:揚氏模量2.07E+5 MPa;屈服極限210 MPa;泊松比0.28;板材厚度0.8mm;板料質(zhì)量密度7.83E-9;r0=1.87， r45=1.27，r90=2.17。由于摩擦系數(shù)必須有實驗得出，特別是幾種常用材料在工業(yè)生產(chǎn)中的實際摩擦系數(shù)?？紤]到汽車覆蓋件生產(chǎn)廠家和模具生產(chǎn)廠家的實際，一般不考慮使用油，在拉延前要使用清潔防銹油清理兼。因此我們必須通過試驗來得出在幾種不同條件下的摩擦系數(shù)，例如干摩擦和加清潔防銹油后的摩擦。還有就是拉延筋的拉延阻力在不同形狀拉延筋情況下的取值。測定為此我們設(shè)計了覆蓋件模具的摩擦系數(shù)和實際拉延筋拉延阻力的測定的試驗，詳細試驗結(jié)果在第六章中。摩擦系數(shù)根據(jù)測量結(jié)果給定0.175 ，拉延筋選取單圓筋，拉延阻力為0.178KN/mm。
2. 汽車覆蓋件沖壓的有限元模擬結(jié)果分析
經(jīng)過計算后，板料的FLD如圖2所示。在FLD圖中，紅色表示破裂，粉紅色表示起皺，而在應(yīng)變云圖中紅色表示正應(yīng)變，深藍表示副應(yīng)變。從FLD圖中我們可以看出四處破裂，分別是大鼓包處，凹坑底部，最下方的小鼓包處，右上方的直壁處。通過主應(yīng)變和次應(yīng)變云圖可以看出在突起的鼓包頂端處為雙向拉應(yīng)變發(fā)生破裂，并目_從板料輪廓的變化發(fā)現(xiàn)在有拉延筋的地方板料兒乎沒有流動，形成過度脹形，凹坑底部破裂處也同樣出現(xiàn)脹形過度問題。而模具拉延直壁處的破裂卻是不同形式的，該處的主應(yīng)變?yōu)槔瓚?yīng)變，次應(yīng)變?yōu)閴簯?yīng)變，為明顯的拉深破裂狀態(tài)。之所以只有這個直壁角破裂是因為這個角離大鼓包最近，并且通過成形過程的模擬我們發(fā)現(xiàn)這個直角壁首先成形，從而在凹坑成形前破裂。其它四個角由于拉延高度低并且沒有復(fù)雜的凸凹變形，都有足夠的板料流動量，板料的流動情況良好，所以沒有破裂。
3. 汽車覆蓋件沖壓工藝改進方案
在去掉拉延筋，變化壓邊力后還是無法緩解，于是決定改變模型，我們把拉延直壁消除降低了模具拉延高度;把型面中那一個接近大直角型面過渡改為一個小緩坡，減緩了陡峭程度;由于模具進料困難，所以去掉拉延筋，然后設(shè)定壓邊力為400KN，摩擦系數(shù)為0.12，進行模擬后如圖4所示?？梢钥闯雠c未改前的情況有很大的不同，破裂情況明顯改善，尤其是右上角直壁處的破裂變得很小，這是由于降低了它的拉延高度。
4. 結(jié)論
世界上每年的鋼材有半數(shù)以上被軋制成板料和管料。金屬板、管的成形和加工在航空、航天、汽車、船舶及許多民用工業(yè)中都占有相當重的比例。因此，提高相應(yīng)的成形技術(shù)和制造水平是一個具有普遍意義的大課題。因此，文章在汽車覆蓋件數(shù)值模擬和試驗研究的基礎(chǔ)上，采用有限元的數(shù)值模擬及試驗研究的方法，對汽車覆蓋件拉延過程中的成形進行了數(shù)值模擬和試驗研究。
參考文獻
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第9篇：模具制造論文范文
論文摘要：本文系統(tǒng)介紹了數(shù)控高速切削加工的基礎(chǔ)理論及發(fā)展過程,分析了高速加工的優(yōu)點和應(yīng)用領(lǐng)域，總結(jié)了發(fā)展數(shù)控高速切削加工需要的關(guān)鍵技術(shù)和研究方向。
數(shù)控高速切削技術(shù)(high speed machining,hsm，或high speed cutting,hsc)，是提高加工效率和加工質(zhì)量的先進制造技術(shù)之一，相關(guān)技術(shù)的研究已成為國內(nèi)外先進制造技術(shù)領(lǐng)域重要的研究方向。我國是制造大國，在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移，即要掌握先進制造核心技術(shù)，否則在新一輪國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，我國制造業(yè)將進一步落后。研究先進技術(shù)的理論和應(yīng)用迫在眉睫。
1、數(shù)控高速切削加工的含義
高速切削理論由德國物理學(xué)家carl.j.salomon在上世紀三十年代初提出的。他通過大量的實驗研究得出結(jié)論：在正常的切削速度范圍內(nèi)，切削速度如果提高，會導(dǎo)致切削溫度上升，從而加劇了切削刀具的磨損；然而，當切削速度提高到某一定值后，只要超過這個拐點，隨著切削速度提高，切削溫度就不會升高，反而會下降，因此只要切削速度足夠高，就可以很好的解決切削溫度過高而造成刀具磨損不利于切削的問題，獲得良好的加工效益。
隨著制造工業(yè)的發(fā)展，這一理論逐漸被重視，并吸引了眾多研究目光，在此理論基礎(chǔ)上逐漸形成了數(shù)控高速切削技術(shù)研究領(lǐng)域，數(shù)控高速切削加工技術(shù)在發(fā)達國家的研究相對較早，經(jīng)歷了理論基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究以及應(yīng)用研究和發(fā)展應(yīng)用，目前已經(jīng)在一些領(lǐng)域進入實質(zhì)應(yīng)用階段。
關(guān)于高速切削加工的范疇，一般有以下幾種劃分方法，一種是以切削速度來看，認為切削速度超過常規(guī)切削速度5－10倍即為高速切削。也有學(xué)者以主軸的轉(zhuǎn)速作為界定高速加工的標準，認為主軸轉(zhuǎn)速高于8000r/min即為高速加工。還有從機床主軸設(shè)計的角度，以主軸直徑和主軸轉(zhuǎn)速的乘積dn定義，如果dn值達到（5～2000）×105mm.r/min，則認為是高速加工。生產(chǎn)實踐中，加工方法不同、材料不同，高速切削速度也相應(yīng)不同。一般認為車削速度達到（700～7000）m/min，銑削的速度達到（300～6000）m/min，即認為是高速切削。
另外，從生產(chǎn)實際考慮，高速切削加工概念不僅包含著切削過程的高速，還包含工藝過程的集成和優(yōu)化，是一個可由此獲得良好經(jīng)濟效益的高速度的切削加工，是技術(shù)和效益的統(tǒng)一。
高速切削技術(shù)是在機床結(jié)構(gòu)及材料、機床設(shè)計、制造技術(shù)、高速主軸系統(tǒng)、快速進給系統(tǒng)、高性能cnc系統(tǒng)、高性能刀夾系統(tǒng)、高性能刀具材料及刀具設(shè)計制造技術(shù)、高效高精度測量測試技術(shù)、高速切削機理、高速切削工藝等諸多相關(guān)硬件和軟件技術(shù)均得到充分發(fā)展基礎(chǔ)之上綜合而成的。因此，高速切削技術(shù)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是一個隨相關(guān)技術(shù)發(fā)展而不斷發(fā)展的概念。
2、數(shù)控高速切削加工的優(yōu)越性
由于切削速度的大幅度提高，高速切削加工技術(shù)不僅提高了切削加工的生產(chǎn)率，和常規(guī)切削相比還具有一些明顯的優(yōu)越性：第一、切削力?。涸诟咚巽娤骷庸ぶ?采用小切削量、高切削速度的切削形式,使切削力比常規(guī)切削降低30％以上，尤其是主軸軸承、刀具、工件受到的徑向切削力大幅度減少。既減輕刀具磨損，又有效控制了加工系統(tǒng)的振動，有利于提高加工精度。第二、材料切除率高:采用高速切削，切削速度和進給速度都大幅度提高，相同時間內(nèi)的材料切除率也相應(yīng)大大提高。從而大大提高了加工效率。第三、工件熱變形小:在高速切削時，大部分的切削熱來不及傳給工件就被高速流出的切屑帶走，因此加工表面的受熱時間短，不會由于溫升導(dǎo)致熱變形，有利于提高表面精度，加工表面的物理力學(xué)性能也比普通加工方法要好。第四、加工精度高:高速切削通常進給量也比較小，使加工表面的粗糙度大大降低，同時由于切削力小于常規(guī)切削，加工系統(tǒng)的振動降低，加工過程更平穩(wěn)，因此能獲得良好的表明質(zhì)量，可實現(xiàn)高精度、低粗糙度加工。第五、綠色環(huán)保：高速切削時，工件的加工時間縮短，能源和設(shè)備的利用率提高了，加工效率高，加工能耗低，同時由于高速切削可以實現(xiàn)干式切削，減少甚至不用切削液，減少污染和能耗。
3、數(shù)控高速切削技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域研究
鑒于以上所述高速切削加工的特點，使該技術(shù)在傳統(tǒng)加工薄弱的領(lǐng)域有著巨大應(yīng)用潛力。首先，對于薄壁類零件和細長的工件，采用高速切削，切削力顯著降低，熱量被切屑帶走，可以很好的彌補采用傳統(tǒng)方法時由于切削力和切削熱的影響而造成其變形的問題，大大提高了加工質(zhì)量。其次，由于切削抗力小，刀具磨損減緩，高錳鋼、淬硬鋼、奧氏體不銹鋼、復(fù)合材料、耐磨鑄鐵等用傳統(tǒng)方法難以加工的材料，可以研究采用數(shù)控高速切削技術(shù)來加工。另外，在汽車、模具、航天航空等制造領(lǐng)域, 一些整體構(gòu)件需要比較大的材料切除率，由于數(shù)控高速切削的進給速度可隨切削速度的提高而相應(yīng)提高, 使得單位時間內(nèi)的材料切除率大大提高，因而在模具制造、汽車制造、航空航天制造中，數(shù)控高速切削技術(shù)的應(yīng)用將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。第四，由于高速切削時，加工過程平穩(wěn)、振動小，與常規(guī)切削相比, 高速切削可顯著提高加工精度1～2級,完全可以取消后續(xù)的光整加工, 同時，采用數(shù)控高速切削技術(shù), 能夠在一臺機床上實現(xiàn)對復(fù)雜整體結(jié)構(gòu)件同時進行粗、精加工,減少了轉(zhuǎn)工序中可能的定位誤差, 因而也有利于提高工件的加工精度。因此, 高速切削技術(shù)在精密制造中有著廣闊的應(yīng)用前景。如某企業(yè)加工的鋁質(zhì)模具，模具型腔長達1500mm，要求尺寸精度誤差±0.05mm，表面粗糙度ra0.8μm，原先的制造工藝為：粗刨—半精刨—精刨—手工鏟刮—手工拋光，制造周期要60小時。采用高速銑床加工后，經(jīng)過半精加工和精加工，加工周期僅需6小時，不僅效率提高，而且模具質(zhì)量也大大提高。
4、實現(xiàn)數(shù)控高速切削加工的關(guān)鍵技術(shù)研究
數(shù)控高速切削加工是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到切削機理、切削機床、刀具、切削過程監(jiān)控及加工工藝等諸多相關(guān)的硬件與軟件技術(shù)，數(shù)控高速切削技術(shù)的實施和發(fā)展，依賴于此系統(tǒng)中的各個組成要素的，這些實現(xiàn)數(shù)控高速切削技術(shù)離不開的關(guān)鍵技術(shù)，具體體現(xiàn)在以下方面：
1）高速切削機理：有關(guān)各種材料在高速加工條件下，切屑的形成機理，切削力、切削熱的變化規(guī)律，刀具磨損規(guī)律及對加工表面質(zhì)量的影響規(guī)律，對以上基礎(chǔ)理論的實驗和研究，將有利于促進高速切削工藝規(guī)范的確定和切削用量的選擇，為具體零件和材料的加工工藝制定提供理論基礎(chǔ)，屬于原理技術(shù)。目前，黑色金屬及難加工材料的高速切削工藝規(guī)范和切削用量的確定，是高速切削生產(chǎn)中的難點，也是高速切削加工領(lǐng)域研究的焦點。
2）高速切削機床技術(shù)模塊：高速切削機床需要高速主軸系統(tǒng)、快速進給系統(tǒng)和高速cnc控制系統(tǒng)。高速加工要求主軸單元能夠在很高的轉(zhuǎn)速下工作，一般主軸轉(zhuǎn)速10000 r/min以上，有的甚至高達60000－100000r/min，且保證良好動態(tài)和熱態(tài)性能。其中關(guān)鍵部件是主軸軸承，它決定著高速主軸的壽命和負載容量，也是高速切削機床的核心部件之一，主軸結(jié)構(gòu)的改進和性能的提高是高速機床的一項重要單元技術(shù)。另一項重要的單元技術(shù)是高速進給系統(tǒng)。隨著機床主軸轉(zhuǎn)速的提高，為保證刀具每齒或每轉(zhuǎn)進給量不變，機床的進給速度和進給加速度也相應(yīng)提高，同時空行程速度也要提高。因此，機床進給系統(tǒng)必須快速移動和快速準確定位，這顯然對機床導(dǎo)軌、伺服系統(tǒng)、工作臺結(jié)構(gòu)等提出了新的更高要求，是制約高速機床技術(shù)的關(guān)鍵單元技術(shù)。
3）高速切削刀具技術(shù)模塊：由機床、刀具和工件組成的高速切削加工工藝系統(tǒng)中，刀具是最活躍的因素。切削刀具是保證高速切削加工順利進行的最關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著切削速度的大幅度提高，對切削刀具材料、刀具幾何參數(shù)、刀體結(jié)構(gòu)等都提出了不同于傳統(tǒng)速度切削時的要求，高速切削刀具材料和刀具制造技術(shù)都發(fā)生了巨大的變化，高速切削加工時，要保證高的生產(chǎn)率和加工精度，更要保證安全可靠。因此，高速切削加工的刀具系統(tǒng)必須滿足具有良好的幾何精度和高的裝夾重復(fù)定位精度，裝夾剛度，高速運轉(zhuǎn)時良好的平衡狀態(tài)和安全可靠。盡可能減輕刀體質(zhì)量，以減輕高速旋轉(zhuǎn)時所受到的離心力，滿足高速切削的安全性要求，改進刀具的夾緊方式。刀具系統(tǒng)的技術(shù)研究和發(fā)展是數(shù)控高速切削加工的關(guān)鍵任務(wù)之一。
4）數(shù)控高速切削工藝：高速切削作為一種新的切削方式，要應(yīng)用于實際生產(chǎn)，缺乏可供參考的應(yīng)用實例，更沒有實用的切削用量和加工參數(shù)數(shù)據(jù)庫，高速加工的工藝參數(shù)優(yōu)化是當前制約其應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。另外，高速切削的零件nc程序要求必須保證在整個切削過程中載荷穩(wěn)定，但是現(xiàn)在使用的多數(shù)cnc軟件中的自動編程功能都還不能滿足這一的要求，需要由人工編程加以補充和優(yōu)化，這在一定程度上降低了高速切削的價值，必須研究采用一種全新的編程方式，使切削數(shù)據(jù)適合高速主軸的功率特性曲線，充分發(fā)揮數(shù)控高速切削的優(yōu)勢。
高速切削加工技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用有賴于以上原理方面、機床、刀具、工藝等各項關(guān)鍵單元技術(shù)的發(fā)展和綜合。
5、高速切削技術(shù)應(yīng)用方面研究狀況和發(fā)展趨勢
由于高速切削在提高生產(chǎn)效益方面具有巨大潛力，早己成為美、日、德等國競相研究的重要技術(shù)領(lǐng)域。美國日本等國早在60年代初，就開始了超高速切削機理的研究。上世紀70年代，美國已經(jīng)研制出最高轉(zhuǎn)速達20000r/min 的高速銑床。如今，歐美等發(fā)達國家生產(chǎn)的不同規(guī)格的各種超高速機床已經(jīng)商業(yè)化生產(chǎn)并進入市場，在飛機、汽車及模具制造行業(yè)實際應(yīng)用。例如，在美國波音公司等飛機制造企業(yè)，已經(jīng)采用數(shù)控高速切削加工技術(shù)超高速銑削鋁合金、鈦合金等整體薄壁結(jié)構(gòu)件和波導(dǎo)管、撓性陀螺框架等普通方法難加工的零件。近年來，美、歐、日等國對新一代數(shù)控機床、高速加工中心、高速工具系統(tǒng)的研究和產(chǎn)業(yè)化進程進一步加快，高性能的電主軸技術(shù)及其產(chǎn)品的專業(yè)化生產(chǎn)步伐加大；高性能的刀具系統(tǒng)技術(shù)也進展迅速；直線電機技術(shù)應(yīng)用于高速進給系統(tǒng)。
我國在研究和開發(fā)高速切削技術(shù)方面，許多高校和研究所作了努力和探索，包括切削機理、刀具材料、主軸軸承、等方面，也取得了相當大的成就。 然而，與國外工業(yè)發(fā)達國家相比，仍存在著較大的差距，基本上還處在實驗室的研究階段。為適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展需要，滿足航空航天、汽車、模具等各行業(yè)的制造需求，數(shù)控高速切削技術(shù)應(yīng)用研究任重道遠。
目前，針對高速切削技術(shù)的研究已從實驗階段轉(zhuǎn)向應(yīng)用階段。在應(yīng)用方面的研究包括兩個層面：一是高速加工關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究，包括高速主軸單元和高速進給單元等，實現(xiàn)高速機床國產(chǎn)化。另一方面，在現(xiàn)有實驗室實踐技術(shù)基礎(chǔ)上，進行工藝性能和工藝范圍的應(yīng)用研究。其中，關(guān)于高速切削工藝的研究是當前最活躍的研究領(lǐng)域之一，主要目標是通過試驗或引進的先進設(shè)備直接進行工藝研究，努力解決關(guān)鍵零部件的加工工藝問題，開發(fā)和完善特種材料的高速切削工藝方法；研究開發(fā)適應(yīng)高速加工的cad/cam軟件系統(tǒng)和后處理系統(tǒng)，建立在新型檢測技術(shù)基礎(chǔ)上的加工狀態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)。
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