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

模具畢業論文

引言

一般說來，模具企業都是中小企業，大都是從作坊式的企業成長起來，甚至目前仍有許多模具企業是作坊式的的管理，在模具交貨期、成本、質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，使模具企業中的管理和技術人員只有疲于奔命，企業投巨資引進的CAD/CAM系統和高檔數控加工設備也難以發揮出應有的效率和水平，企業缺乏活力和競爭力。這些問題已經引起了許多有志向國際先進水平看齊的模具企業經營者的高度重視，如何提高企業管理水平，增強企業的競爭力已成為我國模具制造行業參與國際市場競爭迫切需要解決的問題。

因此，模具制造企業要提高管理水平，具備快速反應和及時調整的能力，沒有一套先進的管理系統實現管理的信息化是很難做到的。通過信息化建設，實現模具制造企業的集成化管理，是促進企業提高經營管理水平的一個有效途徑。

本文通過模具企業實際的案例，討論分析了信息化對提高模具企業管理水平的重要性和必要性，并結合深圳市偉博思網絡技術開發有限公司開發的專業化模具企業管理系統iM3(inteMoldMakingManagement)，給出了信息化解決方案。

一、信息化是企業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的行業，每一個定單都要與客戶進行詳細的業務和技術方面的溝通，否則將會產生嚴重的后果。下面是模具企業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，這個日本客戶習慣定單下達后，就與模具廠的設計人員進行詳細的技術溝通，對模具提出很細致的設計要求，模具廠按此要求進行設計就可以了，不需要再確認設計圖紙。而模具廠設計人員完成設計后，卻仍按以往接美國客戶定單的習慣，等待客戶確認設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安全標準——多少噸的模具必須使用多大的吊環。由于缺乏詳細的技術溝通，這個問題被忽略了。模具設計人員按照本工廠的習慣選用吊環，結果比客戶的標準小了一個規格，致使模具交付客戶后，才發現不符合要求，只能把模具運回，重新加工吊環孔，整個過程的費用就超過萬元，同時還影響了客戶的生產。

由此可見，在與客戶及企業內部的信息溝通方面即便是一個小小紕漏，都會對企業造成巨大損失。因此，解決好溝通問題，具有如下重要意義：

盡量一次把客戶業務與技術方面的要求了解全面，避免多次反復，從而節省費用和時間。

詳細了解客戶的模具技術要求，避免在試模后修改和返工。

對每一次溝通的內容進行記錄和總結，針對每個客戶逐步建立客戶業務和技術資料知識庫，在公司內部共享，以便提高客戶服務水平，減少錯誤。

信息化的管理系統將能夠幫助模具企業更好地與客戶進行信息溝通。例如，在iM3系統中，提供了詳細的模具技術溝通模板，模板整合了國內外多家優秀模具企業的經驗，完全與國際模具行業接軌。通過該模板，方便與客戶進行詳細的技術溝通，減少模具的修改工作。而且通過系統記錄的與客戶溝通信息，可以總結客戶業務和技術方面的習慣，分享給公司內部相關人員，避免犯重復的錯誤。

二、信息化系統可以幫助企業監控模具進度

客戶非常關注模具的試模及交付日期，往往根據模具的試模時間安排試產及生產計劃，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，控制模具的生產制作工期是企業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進度監控和管理手段，不能按期試模。生產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的實際情況，擔心不按期試模客戶會不高興，于是抱著僥幸的心態，認為生產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，發現模具在一周內根本不能試模。客戶非常失望，從此不再下定單。

對模具進程監控不力的根源在于：

缺乏有效的模具生產進度監控手段，不能及時發現模具生產過程中出現的問題，及早發現、及早解決。

模具生產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，習慣用“差不多、差很遠、很快做完”等模糊概念來說明進度，數據不準確及時，往往產生僥幸心理。

公司內部缺乏信息共享的環境與平臺。由于每個人的工作性質的不同，對每套模具的實際生產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，尤其是當企業同時有數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進程是否在計劃之內。

信息化的管理系統將為企業提供共享的、一致的、忠實的進程監控平臺。例如，在iM3系統中，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—設計—采購—生產—首次試模—模具修改—交付）進行管理。生產一線管理人員直接在系統中反饋模具實際進度，系統忠實地監控項目進程的每一個任務，當某一控制點出現延期時，系統會自動發出報警郵件給相關人員，以便及早發現、及早解決。而且，對于一些關鍵任務，還可以讓系統提前預警，以使有關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管理上的一個難點，模具企業的成本控制能力越來越突出地體現了企業的核心競爭力。目前，模具行業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。

在專業化的模具企業管理系統iM3中，將通過如下途徑幫助企業控制成本：

在公司內部下達定單時，以報價的成本估算為基礎，為模具制定計劃成本；系統中設置成本預警，對模具生產中的成本要素進行監控，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。

系統記錄和統計每一工件在每個加工工序中產生的加工工時，自動比較實際加工費用與計劃費用的差異，監控制造費用。當實際費用超過計劃費用時，系統會自動報警，通知相關管理人員。

案例.某模具廠在設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管理系統警告此物料入庫價格嚴重超出計劃費用，拒絕入庫。經過采購主管與供應商交涉后，剔除不合理的6000元費用后，才收貨。

四、信息化有助于車間監控和管理

實時車間監控可以幫助生產主管監控每臺設備的生產情況及模具的加工進程，提高設備的利用率，控制工件的生產進度。

例如，當公司管理人員需要檢查生產車間情況時，可以通過iM3系統查看各加工設備和工作組的的實時生產情況，系統通過不同的顏色標記，清晰反映各設備及加工組正在加工的工件和待加工工件的狀態，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進度。

而以往生產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。或者召開生產會議，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驗來判斷模具的進度，具有很大誤差。對于經驗豐富的工人來說，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、信息化管理系統促進CAD工程數據在企業內部共享

由于工期短，模具企業的設計圖紙很難象批量生產模式的企業一樣做得很精細，而且由于更改頻繁、圖紙量大，也不可能把圖紙發給許多非生產部門，這為企業內部的設計信息共享帶來了障礙。生產或其他業務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模型以便對復雜的結構有更清楚地了解，這些需求都沒必要為此購買昂貴的CAD設計軟件，而且對非設計部門的人員來說，使用專業化的CAD軟件在操作和查找相關文件方面也很不方便。如果把管理系統與CAD工程數據鏈接，則會極大地方便生產或其他業務部門，使設計信息真正在全企業共享。

在iM3系統中，根據模具企業的運作特點，集成了設計模型瀏覽工具，可以在系統中方便瀏覽2D/3D文檔（包括AutoCAD、Pro/E、UG等）。這樣，可以在公司內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、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提供的信息共享平臺，將為企業內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，有效的保證模具質量和工期。

案例1.某廠模具裝配前，裝配鉗工經常因外購頂針到貨不及時，需要電話詢問倉庫和采購部門，甚至打電話給供應商，才能確認交付時間，非常麻煩。如果中間某個環節信息出現斷路，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，每天晚上7：30—9：00要召開生產管理骨干人員會議，會議的主要議題是檢討模具的生產情況（進度、質量），當某套模具出現問題時，再研討如何改進。管理規范的模具企業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狀況，查詢和記錄全部模具的生產信息，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的模具企業，通過系統與管理流程密切結合，將會為企業的各級管理和工作人員帶來信息查詢和統計的方便，使其準確的掌握最及時、最準確的各種信息。例如，在iM3系統中，生產管理人員可以通過系統查詢生產或采購物料目前所處的實際狀態，不必一個一個部門電話查詢；當需要了解模具的進度時，除了系統可以自動為異常發出警告外，管理人員也可以主動進入系統，統計其關注的異常問題，如，統計截止目前設計拖期的模具或采購拖期的物料、統計計劃下周試模的模具、統計尚未按期付款的客戶、統計本月某供應商的應付帳等，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

關鍵詞：數控加工 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勢而備受關注，但離實際應用還有一定差距。目前發展較快的快速原型技術卻因專用激光成型設備以及原型材料過于昂貴而限制了應用范圍。隨著計算機和控制技術的發展，數控加工設各已廣泛應用于制造企業，而精密成型技術經過多年的發展，理論和實際操作過程都已經十分成熟。在此背景下，本課題提出了將數控加工技術與現代精密材料成型技術結合，以期克服激光快速原型技術在表面及尺寸精度低、機械性能低以及成本高、尺寸規格受限制等方面的不足，開發一種基于數控加工技術的低成本、高精度快速金屬模具制造工藝。

一、快速模具技術和數控加工技術

快速模具根據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，通過型腔復制制作模具，包括硅橡膠復制、金屬冷噴涂、精密鑄造、樹脂材料性強復制等。直接法尤其是直接快速制造金屬模具方法制造環節簡單、能夠充分發揮RP技術的優勢，特別是與計算機技術緊密結合，能夠快速完成模具；對那些需要復雜形狀的內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與傳統的模具翻制技術相結合來制造模具，由于翻制技術已經十分成熟并具有多樣性，可以根據不同的應用要求、使用不同復雜程度和成本的工藝。

數控加工，也稱為NC（Numerical Contr01）加工，是將待加工的零件進行數字化表達，數控機床按數字控制刀具和零件的運動，從而實現零件加工的過程。數控加工技術經歷了半個世紀的發展已經成為應用于當代各個制造領域的先進制造技術。數控加工的最大特點有以下兩點：一是可以極大地提高精度，包括加工質量精度及加工時間誤差精度；二是加工質量的重復性，可以穩定加工質量，保持加工零件質量的一致性，也就是說加工零件的質量及加工時間是由數控程序而不是由機床操作人員決定。

二、開發基于數控加工的快速模具的可行性

世界先進工業化目家的RPM技術在經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）方向發展，特別是興起于本世紀80年代術期的快速原型技術，為快速模具制造開辟了很好的途徑。目前已經提出眾多的RMT方法可分為由RP系統制作的快速原型復制金屬模具的間接法和根據CAD數據直接由RP系統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工藝包括激光選區燒結（SLS）、三維打印（3D.P）、形狀沉積制造（SDM）和三維焊接（3D—Welding）等。目前數控加工技術在制造業應用越來越廣泛，數控加工設備已由原來的高精端設備變成大多數工廠具有的普通設備。精密材料成型技術發展迅速，典型的有泡沫實型消失模精密鑄造技術及石膏型精密鑄造技術。因此將數控加工技術和精密材料成型技術相結合，開發一種成本更低、周期更短的快速模具技術將大大提高模具制造的競爭力，在模具工業應用上具有很大的發展前景。

三、數控加工技術在模具中的應用

種類繁多的數控加工方式為模具加工提供了更多的生產手段。根據其特點，可以將模具分為很多類，在實際生產中，根據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，提高生產效率。

對于旋轉類的零件，一般采用數控車削加工，如車外圓、車孔、車平面等，酒瓶、酒杯、方向盤等模具，都可以采用數控車削加工。

對于具有復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，都可以采用數控電火花線切割加工。

模具的型腔、型孔，可以采用數控電火花成型加工，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，目前國內大量采用普通銑削、各類數控銑削、數控仿形銑、加工中心加工等；在EDM方面，各類普通電火花成形加工、數控電火花成形加工（NCEDM），在我國也已大量應用。

四、基于數控原型的快速制模工藝特點

基于數控加工原型的快速模具制造技術結合了數控加工技術和精密鑄造成型技術，具備數控加工的生產效率高、加工精度高、便于設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，因此也具有了快速模具制造技術的制造周期短、成本低、方法多樣及適應性廣等特點。在工藝中從三維CAD模型的設計、原型材料的準備到模具的精加工與調試，若對整個過程都實施并行制造，對每道工序進行有效的協調，可以大大縮短模具制造周期，降低制造成本，在實際生產中獲得廣泛應用。

采用基于數控加工原型的快速模具制造工藝，可以在CAD環境下實現對整個制造系統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相結合，根據不同的要求，使用不同復雜程度和成本的工藝，較好地控制模具的精度、表面質量、機械機械性能和使用壽命，可以對各個環節進行有效地實施并行制造，在降低模具制造成本，縮短了生產周期方面具有很大的優勢，具有明顯的直接的經濟效益。

參考文獻：

[1]顏永年等，快速模具技術的最新進展及其發展趨勢，航空制造技術，2002（4），p17～21

[2]徐進、陳再枝等，模具材料應用手冊，機械工業出版社，2001年第1版

[3]羅繼相等，淺析我國模具行業現狀及發展趨勢和對策，模具技術，2001， p71～75

第3篇：模具制造論文范文

【關鍵詞】EDM數字化制造；SQL server數據庫；條形碼； UG/OPEN二次開發；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

電火花加工技術是現代模具制造技術的一種實用的特種加工技術，在模具制造中顯示出了相當大的發展潛力。但在電極管理上目前國內還主要靠手寫標簽來管理電極，這樣效率低，易出錯，給企業造成大的損失。本文采用的模具電極的數字化制造技術解決這一技術難題。電極在數控加工完成之后都需要進行三坐標精密檢測，如何將偏心量補償到放電過程正是提高模具精度的關鍵所在。本文采用的模具電極的數字化制造技術及檢測技術有效地解決了這一難題，并進一步提升模具企業的數字化設計制造水平，對提升企業的經濟價值有重要的意義。

2 論文研究主要內容

1）數據快速共享的研究；2）電極的數字化管理的研究；3）工藝流程改進研究。

3 研究方案的設計

3.1 本方案的EDM數字化制造系統方案設計思路

3.1.1 方案設計理論依據

現在絕大部分現有模具企業的EDM技術路線及加工工藝是如下的流程：

對工件輪廓進行預加工 電極的設計與制造工件、電極的裝夾與校正加工的定位電參數的配置加工過程的監控。

以上在電極的加工、制造、裝夾、校正、定位、電參數配置及加工中的監控都是在人工的干預下進行的，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勢：那就是實現電加工的數字化制造和信息化管理。采用的CAD/CAE/CAM一體化技術，C3P、C4P、KBE技術，模具柔性制造（FMS）和自動化加工技術完全依賴于數字化。

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數據庫中，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用加工程序，加工部門加工完成后根據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用測量點信息，并對PC-DMIS軟件進行二次開發，實現測量過程的自動化。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

在產品數字化管理中，常用技術是條形碼和芯片，結合國內大多數模具企業的現狀，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軟件內對電極模型文件進行條碼分配，并將相應信息寫入SQL Server數據庫中，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用測量點信息，測量完成后增加數據處理功能；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數字化制造系統關鍵技術實現

運用UG開發工具和軟件工程方法，該系統不需要用戶掌握UG軟件的專業知識，只要有適合產品系列化設計，就能大大提高了模具的設計效率，這就為為基于UG的產品CAD/CAE/CAM系統開發和模具的自動化設計和制造打下良好的基礎。

3.4 電極自動測量系統開發

本文設計并實現了基于VC十十的電極測量系統。設計過程中考慮了功能的全面、實用性和快捷性。應用Web Service技術跨平臺對數據之間進行交互， 使模具客戶應用Internet這樣一個多元化的環境不同技術、平臺和操作系統成為現實。

4 已經取得的成果和創新

一是，建立模具電極的條形碼數字化識別系統；二是，在SQL Server數據庫平臺上建立了CAD、CAM、NC、QC、EDM等部門的產品數據管理系統；三是，實現了電極一鍵式三坐標自動化檢測；四是，建立起模具數字化設計制造的標準化工藝流程。

5 總結

本論文中通過對傳統EDM加工與本課題研究的EDM數字化制造系統的比較，在電極產品數字化制造和管理中，采用條形碼進行電極的管理系統、運用UG開發工具和軟件、基于VC十十的電極測量系統，為預期的關鍵技術的實現打下了基礎。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濟效益。

第4篇：模具制造論文范文

論文摘要:中職學校模具設計與制造專業課程的教育方式，要突破以理論指導實踐、全面化學習的模式，轉而實行項目化教學，采用以點帶面、以技能實踐促進理論掌握的教學方式，促進學生技能與知識的轉化，突出中職教育以實踐為主理論為輔的指導方針，培養出具有很強的技能操作能力和一定理論水平的學生，以適應現代模企對一線生產技術人員的社會用工需求。

1現狀分析

作為我國職業技術培訓中堅力量的中職、高職、高專院校，相繼開設了模具專業，教學用書紛紛出版，專業發展與課程建設都取得了一系列重大突破。然而，數量眾多的模具專業教材，大部分是針對高職高專教學編寫，鮮有適應中職教育而編寫的模具專業用書，各中職學校不得不采用僅有的大學教材來進行課程教學。中職模具專業課程建設，應以提高實踐技能為目標，對教學內容進行項目化整合，明確、細化技能要求，結合學校自身實際情況，采用行之有效的教學手段，切實提高教學水平。

2課程項目化

2.1確立培養方向

要設置出適合中職教育特色要求的沖壓模課程，必須明確設置標準。當前中職學生畢業后往往應聘到生產一線崗位。所以，對《沖壓模具設計與制造》這門課程進行項目化，在“制造”與“設計”這兩個方面，重點應突出“制造”這個方面，在制造的過程中了解、熟悉設計原理，再進一步提出創新要求，實現以專業技能實踐為主，理論學習為輔的教學目標，最大程度地提升學生動手能力，并在擁有一定的理論知識的基礎上，能分析或解決沖壓加工生產中的問題，提高創新能力。

2.2確立項目內容

項目內容的選取要符合教學大綱和反映社會技術要求，要易于被學生接受、了解和運用，要在強化技能實訓的同時，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。

《沖壓模具設計與制造》這一門課程涉及到沖裁、彎曲、拉深、成形等多種模具的設討一制作，初步接觸時，一個學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工程初步建立起來。因此，在確定沖壓模這門課程的項目內容時，應選定其中某一種類型的模具相關知識進行內容組織，整合為項目形式，對課程實行項月化教學。當項目完成，學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。結合學生學習特點，分析各類型沖壓模的結構特征和所需要運用的知識內容，選取沖裁模作為沖模知識學習的突破門。沖裁模是沖壓模中用得最多的一類模具，其結構組成具有代表性、典型性。學生通過沖裁模的學習，擁有了堅實的模具制造知識基礎，那么，在后續的彎、拉深等沖模的學習上，將會呈現事半功信的效果。

2.3分項目制定

根據沖裁模的結構特點，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，分解成多個項目內容依據模具結構零件的功能特點和加工過程，聯系各知識要點，可把整個項目分化成以下七個分項目:①沖裁模基礎知識:進行模具拆卸實踐，一了解模具結構，對沖模和沖壓加工生產形成初步認識;②沖床與沖壓加工基礎知識;了解沖床結構，分析沖壓原理;③模架零件制造:對模座板、導向零件等進行加工，強調技術要求，學會車、銑、磨等機床加工手段，強化機床操作技能，了解模架設計要求和選用方法;④凸模和凹模制造:學會用數銑、線切割、電火花等技術手段加工凸、凹模，了解凸、凹模零件的設計要求，學會凸、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，了解卸料裝置的結構組成和設計要求;⑦沖裁模裝配與調試:對已經加工完成的模具零件進行組合裝配，掌握裝配模具的技術要求和方法，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生為主老師參與指導的方式實行，老師選定兩個結構不同的沖裁件，并預先為其中一個零件設計出完整的模具結構，作為學生進行加工的對象。每一個項目中，學生親自對零件加工，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，由于學生剛完成零件的加工，精神狀態高度集中，且加工過程中親力親為，對零件的各部位結構印象深刻，學生的學習積極性已充分地調動起來，老師對所加工零件的功能、設計原理、設計要點等理論知識進行講解將會獲得良好的教學效果。在每個分項目進行的過程中，教師要注意引導學生思考，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，激發學生思維多多思考，培養學生不斷進行探索。

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，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

關鍵詞：材料成型；控制工程；專業實踐

一、盡可能地培養實踐操作型的人才，控制工程需要能手與動腦相結合

對于任何一項制造項目，模具在一開始的設計和成型對于接下來的材料制造有著至關重要的影響作用。在這項設計和制造工作當中， 非常注重工程人員的技術能力和操作水平, 在社會技術發展的今天，我們還可以將計算機應用到模具的制造和設計當中，獲得更為準確的設計模板以及制造數據，使結果更為精確縝密。這一項技術的成型和開發無疑讓眾多的工程操作人員在技術和理念上都產生了一個觀念的飛躍與革新，為模具的設計和制造這一基礎工程和環節塑造了更多的人才，建立了一個更為效率且科學的制造業氛圍。

相對于傳統的控制工程專業教學理念，現如今更加注重的是讓學生在知識科學理論學到位, 基本功過硬的前提上，要充實更多的實時信息與社會動態，將知識理論與實踐應用有機結合起來, 操作水平的高低, 關系著模具制造以及材料成型的基礎問題。為了與時俱進，跟上社會科技發展的腳步，對于計算機網絡技術以及應用技術的掌握已變得必不可少。為了達到這樣的要求, 在實踐教學當中, 要優化教學課程的結構以及教育方式，適當地改正以往不合理的教學理念及手法。

二、培養人才知識技術的同時，不可忽略其素質方面的教育

為了培養更多的高級工程人員, 其自身的知識文化水平，素質教育，創新能力培養和思維能力塑造都是缺一不可的。針對學生各自的特點，思維方式以及能力，可以將其培養成具有自身優勢的工程型人才。通過對各個電子行業或機械行業的材料制造以及模具設計實踐活動，讓學生將理論與實踐完整地結合在一起進行感受和操作, 讓學生打好設計及應用實踐的基礎能力, 在掌握技術的同時擁有健全的人格,熟練了解塑性成型的理論技術及應用方法, 盡可能地用現代化的技術進行創新與改革, 熟知材料制作的整個過程。

三、以知識水平作為前提，教學工作中要講究方法，重點培養學生的實踐能力

在控制工程專業實踐教學當中，教育人員應從幾個反面入手，重點培養學生的制造水平及創新能力：理論基礎是教育教學的基礎，無論是傳統還是現代,方式方法在革新的同時，理論永遠是必不可少的依據和前提，文化知識課可以改革但不可以削弱, 可以用適當的方法將理論課的授課效率以及授課方式進行變動和改革，但是，應當掌握的知識內容是不可刪除的；理論知識和能力素質雙重培養, 不光是指重視基礎理論知識，從更廣的意義上說是指要將學生培養成為一個合格的工程專業應用型人才, 要全方面進行素質及能力培養工作，除了基礎理論知識以外, 還包括作為工程應用型人才所必須具備的基本勞動技能、集體主義精神、個人創新能力和良好素質的培養。因此在新的培養計劃中, 規定了理工科學生必須選修學時的人文類和經管類等課程規定了大學生必須參加為期二周的軍事訓練同時學生還可以參加第二課堂學習及結合我校特色開展產學合作教育等。

開展這些活動和課程, 是為了學生的身心得到全面發展, 學生的素質得到提高；最后還要大力加強和深化實踐和操作能力的培養和熟練，大學生在校期間的能力培養, 大約可分四個方面, 即外語能力、計算機能力、自學能力和創新能力。前項可由教學計劃加以指導, 后項則主要通過實踐來逐步養成。在模具專業培養計劃中, 除了必修的課程以外，學生可以通過課堂教學和課外練習, 達到更高的水平。

四、開設計算機課程，發展現代化科學技術能力

計算機應用能力培養是通過開設計算機系列課程來實現, 在模具專業試點班中計算機課程作為應用性較強的課程有所加強。一年級學習“ 計算機應用基礎”和“ 程序設計基礎”這門計算機基礎類課程, 在學科基礎課部分增加了“ 計算方法” 和“八基礎” 門應用性比較強的計算機專業基礎課。在專業課階段開設了“ 模具計算機應用”和“ 模具” 專業計算機應用課程。在實踐環節加上了周的“ 計算機輔助測繪”和周的“ 模具實習” , 通過系統的理論教學和大量的實踐, 使學生在畢業時掌握了計算機原理、計算機編程、計算機繪圖等學科的基礎知識, 并初步具有與專業知識相結合的能力。重實踐。實踐教學是應用型人才培養中的一個重要組成部分和特征之一, 是學生理論聯系實際、培養學生的實踐觀念和組織紀律觀念, 進行技能訓練, 了解專業的生產工藝和設備的一個必要教學環節。在試點班培養計劃把實踐教學環節的總周數從周提高到周, 我們安排的主要實踐教學活動含實習和實訓周課程設計周及畢業設計和畢業論文周。

五、進行集體實地事物操作訓練，做好操作報告，進行相互交流學習

在集體進行的時間操作活動當中, 不僅可、可以加深基礎知識的印象, 提高學生的操作水平，還可以增強團體之間的協作能力、集體榮譽感和紀律性也得到了增強。通過實際動手訓練, 對于各類數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效率和教育成果，教育工作者對于課程結構的掌握是使學生能否更好地鞏固所學深化實踐的重要因素。應當理論聯系實際, 提高計算、制圖及查閱資料的能力。使學生能正確應用專業知識,初步掌握有關設計原則和方法, 為今后的工作及適應社會做好必要的準備。

畢業答辯是考察學生在校學習的一個關鍵環節, 也是應用型人才培養最重要的教學環節, 根據專業的培養目標, 畢業設計的選題應符合應用為主、面向實際的原則, 并盡可能多的覆蓋所修課程。在導師的幫助下, 通過畢業設計, 激發學生的創造力和培養創新意識, 獲得工程師能力的基本訓練, 其內容包括檢索、查閱資料文獻,調查研究、數據采集, 分析計算、綜合比較、計算機應用、撰寫論文、論文答辯。

總的來說，控制工程專業實踐教育對于學生今后能否適應社會的需求有著非常重要的影響及塑造作用。為了能成為制造業中有用的人才及工作人員，現如今對于能力型人才的培養,已經越來越重要。為此，要加快腳步，改革控制工程專業教育的落后狀態，讓材料成型這一基礎環節更加過硬，可靠。

參考文獻：

第6篇：模具制造論文范文

關鍵詞: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,現在工業正面臨產品的生命周期越來越短的寫作論文問題,作為一種新產品開發的重要手段,快速成型能夠迅速將設計思想轉化為產品的現代先進制造技術。它為零件原型制作、新設計思想的校驗等方面提供了一種高效低成本的實現手段,提高產品研發的效率。

1快速成型技術原理在工業產品設計過程中,設計師往往希望能快速由三維CAD模型,得到產品的實物模型,快速成型技術可以滿足這種需求。快速成型(RapidPrototyping,RP)技術是一種基于離散/堆積成型思想的新型成型技術,它根據零件或物體的三維模型數據,快速、精確地制造出零件或物體的實體模型。

2關鍵技術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)、選擇性激光燒結法(SelectiveLaserSintering,SLS)和3DP(ThreeDimensionalPrintingandGluing,也稱3DPG)五種方法,在世界范圍內應用最為廣泛。對于RP制造工藝的研究,一方面是在原有技術基礎上進行改進,另一方面是研究新的成型技術。新的成型方法,如三維微結構制造、生物活性組織的工程化制造、激光三維內割技術、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發展的基本要素之一,它直接影響到原型的精度、物理化學性能以及應用等。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,使用的材料不同,概念型對材料成型精度和物理化學特性要求不高,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性能和化學性能。從解決的方法看,一個是研究專用材料以適應專門需要;另一個是根據用途分類,研究幾類通用材料以適應多種需要。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模型轉換成STL格式文件以及隨后的切片處理所產生的誤差;二是成型過程中制件翹曲變形,成型后制件吸入水分,以及由于溫度和內應力變化等所造成的無法精確預計的變形。為了解決第一類問題,正在研制直接切片軟件和自適應切片軟件。所謂直接切片是不將CAD模型轉換成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,所謂自適應切片是快速成型機能根據成型零件表面的曲率和斜率自動調整切片的厚度,從而得到高品質的光滑表面。為解決第二類問題,正在研究、開發新的成型方法、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,成型后能長期穩定不變形。2.4與RP技術相關軟件軟件是RP系統的靈魂,其中作為CAD到RP接口的數據轉換和處理軟件是其關鍵。不同CAD系統所采用的內部數據格式不同,RP系統無法一一適從,這就要求有一種中間數據格式既便RP系統接受又便于不同CAD系統生成,STL(StereoLithography)格式應運而生了,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格式具有易于轉換、表示范圍廣、分層算法簡單等特點,為大多數商用快速成形系統所采用,現己成為快速成形行業的工業標準。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生裂縫、孔洞、覆蓋及相鄰面片錯位等缺陷。2.4.2數據冗余度大。STL模型不包含拓撲信息,三角形面片的公用點、邊單獨存儲,數據的冗余度大。隨著網絡時代的到來,STL模型數據冗余大的不足也使其不利于遠程RF的數據傳輸,難以有效支持遠程制造。

3快速成型技術的應用3.1在外觀及人機評價中的應用新產品開發的設計階段,雖然可借助設計圖紙和計算機模擬,但并不能展現原型,往往難以做出正確和迅速的評價,設計師可以通過制作樣機模型達到檢驗的目的。傳統的模型制作中主要采用的是手工制作的方法,制作工序復雜,手工制作的樣機模型不僅工期長,而且很難達到外觀和結構設計要求的精確尺寸,因而其檢查外觀及人機設計合理性的功能大打折扣。快速成型設備制作的高精度、高品質樣機與傳統的手工模型相比較可以更直觀地以實物的形式把設計師的創意反映出來,方便產品的外觀造型和人機特性評價。現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,隨著彩色成型技術的發展,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在產品結構評價中的應用通過快速成型制成的樣機和實際產品一樣是可裝配的,所以它能直觀地反映出結構設計合理與否,安裝的難易程度,使結構工程師可以及早發現和解決問題。由于模具制造的費用一般很高,比較大的模具往往價值數十萬乃至幾百萬,如果在模具開出后發現結構不合理或其他問題,其損失可想而知。而應用快速成型技術的樣機制作可以把問題解決在開出模具之前,大大提高了產品開發的效率。3.3與反求工程結合反求工程(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,然后根據測量數據通過三維幾何建模方法重建實物的CAD數字模型,從而實現產品設計與制造過程。對于大多數產品來說,可以在通用的三維CAD軟件上設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雜,很難在CAD軟件上設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據處理,獲得三維實體模型。作為一種新產品開發以及消化、吸收先進技術的重要手段,反求工程和快速成型技術可以勝任消化外來技術成果的要求。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,經過對三維模型處理后,使用快速成型技術,實現產品的快速復制,縮短了產品開發周期,大大提高產品的開發效率。

結束語快速成型技術可以大大縮短產品的開發周期,滿足產品的個性化、多樣化需求,在工業設計中得到廣泛應用。但由于該技術的制作精度、強度和耐久性還不能滿足工程實際的需要,加之設備的運行及制作成本高,一定程度上制約著RP技術的普遍推廣。隨著研究的不斷深入,制約快速成型發展的因素會逐步解決,應用領域會不斷得到拓展。

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,2006.

第7篇：模具制造論文范文

關鍵詞： 復雜曲面；高效加工機理；方法分析

引言

當今工業領域對高新技術的發展越來越重視，復雜曲面的應用也隨之推廣，復雜曲面主要用于滿足兩個方面的需求，一方面是力學特性和功能方面的需要，用于滿足設備特定的性能要求，對產品形面的數學特征有高精度的要求；另一方面則為了滿足美學效果的需要，和人們對產品外形的需求。針對復雜曲面加工的現狀及發展趨勢，提高復雜曲面加工的質量、效率及效益已成為主流方向，這對復雜曲面加工中各環節的技術方法都有很高的要求。

1. 復雜曲面加工技術的發展概況

1.1復雜曲面加工技術的發展歷程

復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，難以滿足實際生產的需要。在數控機床出現后，在工具和模具制造中得到了廣泛的應用，隨著新技術（計算機、激光、電子、新材料）的發展，在復雜曲面加工方面的許多新技術應運而生，如激光開槽（Laser Caving）、快速原型制造（RapidPrototyping）和快速工裝（Rapid Tooling）等。這些技術的優點在于所需的設備結構簡單、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復雜曲面高效加工技術的理論體系

數控加工是復雜曲面加工的一種廣泛應用的技術，也是目前復雜曲面加工的主要方法，包括機床數控技術、數控自動編程技術。機床數控系統是硬件也是控制機床運動的執行單元，；而數控編程則是軟件，負責產生加工用的零件程序。二者相互作用，構成自動化的加工手段。

數控編程解決了數控加工中程序的編制問題，目前復雜曲面的加工主要包括：曲面造型、數控編程、數控機床加工等。同時在復雜曲面造型方面、數控編程方面、機床數控技術方面、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的理論體系，提高復雜曲面加工水平。

2. 復雜曲面高效加工的技術方法

2.1復雜曲面加工方法分析

從兩個方面分析復雜曲面的加工方法：一是在造型方面，復雜曲面造型可以從數學的角度和加工的可行性上進行綜合考慮，可以有效地避免復雜曲面加工中重迭現象的產生，增強企業的市場競爭力，實現更大的經濟效益。二是在數控程序設計方面，復雜曲面的數控程序設計技術正飛速發展，要對基于特征的刀具軌跡生成方法進行研究，并且重視發展高速加工的數控程序設計技術，尤其是對NURBS加工的使用和有效的NURBS刀具軌跡的研究。

2.2復雜曲面加工設備技術

復雜曲面質量的要求提高，帶動了復雜曲面加工設備的進一步發展。建立在五軸聯動加工技術基礎上的復雜曲面加工逐漸推廣，五軸聯動包括U、V、W軸不同組合的多軸控制多坐標軸聯動，不再僅限于x、y、z、A、B（或C）軸聯動，采用高精度的等動態誤差補償技術，降低形位誤差、提高機床加工的幾何精度、表面粗糙度等；使復雜曲面加工設備功能部件實現高速度、高精度、大功率和智能化。

2.3復雜曲面高效加工關鍵技術

2.3.1毛坯制備技術

現在實型鑄造技術廣泛地應用于毛坯的制備，就是傳統的木模或金屬模被泡沫塑料制作代替，造型后不需取出模型，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，則使后續數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

加工速度高以及良好的加工精度和表面質量是高速銑削加工技術的特點，目前該技術已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發展，成為第三代模具加工技術。主軸轉速、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。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工藝決策技術等

復雜曲面加工工藝規劃包括工藝方案優化及工藝參數優化，加工的高效性受不同的工藝影響非常大。復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，要根據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，因此要實現復雜曲面的高效加工，必須采用一定的方式進行工藝決策。

此外，還包括刀具技術、現場化的檢測技術、NURBS加工技術、和數控連網技術等。

對復雜曲面質量的要求帶動了復雜曲面加工設備的進一步發展，復雜曲面多軸聯動加工技術也日趨成熟。我國在這個領域內起步較晚，對機床關鍵零部件等功能部件、配備智能化技術和高性能數控系統的多軸數控機床的研究和開發應得到重視和加強。目前，復雜曲面加工在制造業中的比重越來越大，它已成為縮短新產品開發周期、提高企業競爭力的一個關鍵因素。

3. 參考文獻

[1] 焦向東，賈永田. 基于快速原型技術的金屬模具制造發 展現況[J]. 制造技術與機床，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。針對拉延模擬結果進行應力應變分析，尋找工藝參數的優化方案，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效率高、質量穩定、成本低以及可加工復雜形狀等一系列優點，在機械行業的應用非常廣泛，占有十分重要的地位[1]。但是沖壓模具的設計主要依據工程師長期積累的經驗。對于復雜的成形工藝和模具，設計質量難以得到保證;一些關鍵性的設計參數要在模具制造出來之后，通過反復的調試、修改才能確定。這樣就浪費了大量的人力、物力和時問[2-3]。隨著有限元技術和計算機技術的發展，數值模擬已逐漸成為工藝分析及優化設計的有效工具。

1. 有限元模型的建立和參數設定

一般汽車覆蓋件工藝設計流程具體分析如下: (1) 根據產品圖及產品沖壓工藝設計，進行詳細的車身產品工藝性分析。為了實現拉延或創造良好的拉延條件，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計。(2) 在滿足產品使用的前提下，將過剩的質量要求及時反饋給產品設計部門，進行研討，力爭把產品完善到最簡單、最合理的工藝要求，以克服產品的過剩質量，減少不必要的工裝投入。(3) 利用計算機進行車身產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計結構的有關知識，設計沖壓工藝過程圖。在設計過程中，同時要分析沖壓工藝方案，發現不足之處，進行必要的修正。(4) 模具設計人員按照沖壓工藝過程圖的基本要求進行模具設計，模具CAD設計包括上、下模座，工作部分零件，導向部件，定位零件和進出料裝置等設計。數控編程和模型人員按照沖壓工藝過程圖和模具圖進行數控編程和模型制造，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試，最終調試出合格的產品。

選用某轎車內部地板零件產品圖，此零件是一個比較復雜的中小型車身結構件。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。

一般劃分網格時，首先建立一個拓撲結構模型。這一步驟是連接分離的型面，使你可以在網格劃分的時候得到連續的網格(兩個相連的元素在分界線之問共同享用相同的節點)。系統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。建立好拓撲結構以后，應定義網格劃分的參數，并進行網格的自動劃分。一般情況下要求用戶最少確定四個參數，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，網格的弦高。最小元素的大小影響著網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的影響。兩個相連的元素之問的法向夾角所起的作用是規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格密度，它的值越小網格則越密。例如:一般我們在劃分模具網格時，它的拉延圓角最好有五行元素，這時調整法向夾角的參數就可以達到目的。弦高的大小則影響著大網格半徑表面上的網格密度，它的值越大，則網格越少。在汽車覆蓋件模擬中，板料數據一般都是曲線，因此板料的網格劃分與模具的劃分不一樣。 轉貼于

根據實際需要確定板料特性，應力應變關系=537(0.0102+)0.23MPa，法向各項異性系數為1.8。其他參數如下: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;板料質量密度7.83E-9;r0=1.87， r45=1.27，r90=2.17。由于摩擦系數必須有實驗得出，特別是幾種常用材料在工業生產中的實際摩擦系數。考慮到汽車覆蓋件生產廠家和模具生產廠家的實際，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，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。測定為此我們設計了覆蓋件模具的摩擦系數和實際拉延筋拉延阻力的測定的試驗，詳細試驗結果在第六章中。摩擦系數根據測量結果給定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果分析

經過計算后，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，而在應變云圖中紅色表示正應變，深藍表示副應變。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。通過主應變和次應變云圖可以看出在突起的鼓包頂端處為雙向拉應變發生破裂，并目_從板料輪廓的變化發現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，該處的主應變為拉應變，次應變為壓應變，為明顯的拉深破裂狀態。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現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，然后設定壓邊力為400KN，摩擦系數為0.12，進行模擬后如圖4所示。可以看出與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. 結論

世界上每年的鋼材有半數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中都占有相當重的比例。因此，提高相應的成形技術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值模擬和試驗研究的基礎上，采用有限元的數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值模擬和試驗研究。

參考文獻

[1] 李東升， 黃小明， 胡世光. 汽車覆蓋件拉延筋的單元模擬試驗研究[D]. 北京航空航天大學學報，1995.21(2):67-71.

第9篇：模具制造論文范文

論文摘要：本文系統介紹了數控高速切削加工的基礎理論及發展過程,分析了高速加工的優點和應用領域，總結了發展數控高速切削加工需要的關鍵技術和研究方向。 

數控高速切削技術(high speed machining,hsm，或high speed cutting,hsc)，是提高加工效率和加工質量的先進制造技術之一，相關技術的研究已成為國內外先進制造技術領域重要的研究方向。我國是制造大國，在世界產業轉移中要盡量接受前端而不是后端的轉移，即要掌握先進制造核心技術，否則在新一輪國際產業結構調整中，我國制造業將進一步落后。研究先進技術的理論和應用迫在眉睫。

1、數控高速切削加工的含義

高速切削理論由德國物理學家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論：在正常的切削速度范圍內，切削速度如果提高，會導致切削溫度上升，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。

隨著制造工業的發展，這一理論逐漸被重視，并吸引了眾多研究目光，在此理論基礎上逐漸形成了數控高速切削技術研究領域，數控高速切削加工技術在發達國家的研究相對較早，經歷了理論基礎研究、應用基礎研究以及應用研究和發展應用，目前已經在一些領域進入實質應用階段。

關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切削速度5－10倍即為高速切削。也有學者以主軸的轉速作為界定高速加工的標準，認為主軸轉速高于8000r/min即為高速加工。還有從機床主軸設計的角度，以主軸直徑和主軸轉速的乘積dn定義，如果dn值達到（5～2000）×105mm.r/min，則認為是高速加工。生產實踐中，加工方法不同、材料不同，高速切削速度也相應不同。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化，是一個可由此獲得良好經濟效益的高速度的切削加工，是技術和效益的統一。

高速切削技術是在機床結構及材料、機床設計、制造技術、高速主軸系統、快速進給系統、高性能cnc系統、高性能刀夾系統、高性能刀具材料及刀具設計制造技術、高效高精度測量測試技術、高速切削機理、高速切削工藝等諸多相關硬件和軟件技術均得到充分發展基礎之上綜合而成的。因此，高速切削技術是一個復雜的系統工程，是一個隨相關技術發展而不斷發展的概念。

2、數控高速切削加工的優越性

由于切削速度的大幅度提高，高速切削加工技術不僅提高了切削加工的生產率，和常規切削相比還具有一些明顯的優越性：第一、切削力小：在高速銑削加工中,采用小切削量、高切削速度的切削形式,使切削力比常規切削降低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，相同時間內的材料切除率也相應大大提高。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，不會由于溫升導致熱變形，有利于提高表面精度，加工表面的物理力學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切削，加工系統的振動降低，加工過程更平穩，因此能獲得良好的表明質量，可實現高精度、低粗糙度加工。第五、綠色環保：高速切削時，工件的加工時間縮短，能源和設備的利用率提高了，加工效率高，加工能耗低，同時由于高速切削可以實現干式切削，減少甚至不用切削液，減少污染和能耗。

3、數控高速切削技術的應用領域研究

鑒于以上所述高速切削加工的特點，使該技術在傳統加工薄弱的領域有著巨大應用潛力。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、復合材料、耐磨鑄鐵等用傳統方法難以加工的材料，可以研究采用數控高速切削技術來加工。另外，在汽車、模具、航天航空等制造領域, 一些整體構件需要比較大的材料切除率，由于數控高速切削的進給速度可隨切削速度的提高而相應提高, 使得單位時間內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，數控高速切削技術的應用將產生巨大的經濟效益。第四，由于高速切削時，加工過程平穩、振動小，與常規切削相比, 高速切削可顯著提高加工精度1～2級,完全可以取消后續的光整加工, 同時，采用數控高速切削技術, 能夠在一臺機床上實現對復雜整體結構件同時進行粗、精加工,減少了轉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, 高速切削技術在精密制造中有著廣闊的應用前景。如某企業加工的鋁質模具，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，而且模具質量也大大提高。

4、實現數控高速切削加工的關鍵技術研究

數控高速切削加工是一個復雜的系統工程，涉及到切削機理、切削機床、刀具、切削過程監控及加工工藝等諸多相關的硬件與軟件技術，數控高速切削技術的實施和發展，依賴于此系統中的各個組成要素的，這些實現數控高速切削技術離不開的關鍵技術，具體體現在以下方面：

1）高速切削機理：有關各種材料在高速加工條件下，切屑的形成機理，切削力、切削熱的變化規律，刀具磨損規律及對加工表面質量的影響規律，對以上基礎理論的實驗和研究，將有利于促進高速切削工藝規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，屬于原理技術。目前，黑色金屬及難加工材料的高速切削工藝規范和切削用量的確定，是高速切削生產中的難點，也是高速切削加工領域研究的焦點。

2）高速切削機床技術模塊：高速切削機床需要高速主軸系統、快速進給系統和高速cnc控制系統。高速加工要求主軸單元能夠在很高的轉速下工作，一般主軸轉速10000 r/min以上，有的甚至高達60000－100000r/min，且保證良好動態和熱態性能。其中關鍵部件是主軸軸承，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，主軸結構的改進和性能的提高是高速機床的一項重要單元技術。另一項重要的單元技術是高速進給系統。隨著機床主軸轉速的提高，為保證刀具每齒或每轉進給量不變，機床的進給速度和進給加速度也相應提高，同時空行程速度也要提高。因此，機床進給系統必須快速移動和快速準確定位，這顯然對機床導軌、伺服系統、工作臺結構等提出了新的更高要求，是制約高速機床技術的關鍵單元技術。

3）高速切削刀具技術模塊：由機床、刀具和工件組成的高速切削加工工藝系統中，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鍵技術之一。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、刀體結構等都提出了不同于傳統速度切削時的要求，高速切削刀具材料和刀具制造技術都發生了巨大的變化，高速切削加工時，要保證高的生產率和加工精度，更要保證安全可靠。因此，高速切削加工的刀具系統必須滿足具有良好的幾何精度和高的裝夾重復定位精度，裝夾剛度，高速運轉時良好的平衡狀態和安全可靠。盡可能減輕刀體質量，以減輕高速旋轉時所受到的離心力，滿足高速切削的安全性要求，改進刀具的夾緊方式。刀具系統的技術研究和發展是數控高速切削加工的關鍵任務之一。

4）數控高速切削工藝：高速切削作為一種新的切削方式，要應用于實際生產，缺乏可供參考的應用實例，更沒有實用的切削用量和加工參數數據庫，高速加工的工藝參數優化是當前制約其應用的關鍵技術之一。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定，但是現在使用的多數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，使切削數據適合高速主軸的功率特性曲線，充分發揮數控高速切削的優勢。

高速切削加工技術的發展和應用有賴于以上原理方面、機床、刀具、工藝等各項關鍵單元技術的發展和綜合。

5、高速切削技術應用方面研究狀況和發展趨勢

由于高速切削在提高生產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領域。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，美國已經研制出最高轉速達20000r/min 的高速銑床。如今，歐美等發達國家生產的不同規格的各種超高速機床已經商業化生產并進入市場，在飛機、汽車及模具制造行業實際應用。例如，在美國波音公司等飛機制造企業，已經采用數控高速切削加工技術超高速銑削鋁合金、鈦合金等整體薄壁結構件和波導管、撓性陀螺框架等普通方法難加工的零件。近年來，美、歐、日等國對新一代數控機床、高速加工中心、高速工具系統的研究和產業化進程進一步加快，高性能的電主軸技術及其產品的專業化生產步伐加大；高性能的刀具系統技術也進展迅速；直線電機技術應用于高速進給系統。

我國在研究和開發高速切削技術方面，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，與國外工業發達國家相比，仍存在著較大的差距，基本上還處在實驗室的研究階段。為適應社會經濟發展需要，滿足航空航天、汽車、模具等各行業的制造需求，數控高速切削技術應用研究任重道遠。

目前，針對高速切削技術的研究已從實驗階段轉向應用階段。在應用方面的研究包括兩個層面：一是高速加工關鍵技術的基礎理論研究，包括高速主軸單元和高速進給單元等，實現高速機床國產化。另一方面，在現有實驗室實踐技術基礎上，進行工藝性能和工藝范圍的應用研究。其中，關于高速切削工藝的研究是當前最活躍的研究領域之一，主要目標是通過試驗或引進的先進設備直接進行工藝研究，努力解決關鍵零部件的加工工藝問題，開發和完善特種材料的高速切削工藝方法；研究開發適應高速加工的cad/cam軟件系統和后處理系統，建立在新型檢測技術基礎上的加工狀態安全監控系統。

參考文獻

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