模具現代製造技術

2022-10-22 03:39:15 字數 2776 閱讀 1426

(二)模具現代製造技術中的核心技術:cad/cam、rt

1、模具cad/cam

模具cad/cam是在模具cad和模具cam分別發展的基礎上發展起來的,它是計算機技術在模具生產中綜合應用的乙個新的飛躍。

採用單獨的cad和cam技術設計生產模具,就其整個生產過程來看,與傳統模具設計生產過程沒有什麼本質變化,仍然分成兩個環節—設計與製造,且二者之間有著明顯的分界,圖紙是它們之間傳遞資訊的最重要的手段。

模具cad/cam則是把cad和cam緊密地聯絡起來,實現設計製造一體化,其實質是設計與製造的綜合計算機化。在cad/cam系統中,產品的幾何模型是關於產品的最基本核心資料,並作為整個設計、計算、分析過程中最原始的資料。其結果可運用資料庫和網路技術將其儲存和直接傳送到生產製造環節的各有關方面,從而實現設計製造的一體化。

這時,圖紙不再是設計與製造環節的分界線,也不再是製造過程的唯一依據,在系統中傳遞的是整個設計、計算、分析後所獲得的大量資訊。

目前,模具cad/cam技術仍然是在不斷發展中的技術,其發展的最高端段是計算機整合製造系統(cims),其目標是模具製造的全盤自動化,這就要求有較長時間的研究開發和鉅額的資金投入。人們相信,隨著cad/cam技術的不斷發展和完善,必將在機械製造業中發揮巨大的作用,為社會帶來不可估量的經濟效益。

2、快速模具製造rt

快速模具製造是快速原型rp在模具製造行業中的成功應用。

模具cad/cam技術與模具rt技術的流程對比如圖所示。

模具cad/cam與rt流程對比圖

通過對比可以清楚地看出,模具rt比cad/cam的工藝流程減少了多個中間環節,因而可以大大地縮短模具的設計製造週期,提高勞動生產率。把精密鑄造、中間軟模過渡法以及電火花加工、金屬噴塗、研磨等先進模具製造技術與rp結合起來,就可以快速地製造出各種簡易模具和鋼(鐵)模具來。與cnc加工方法相比,rt可使模具的製造成本和製造週期減少到1/3~1/10,整個費用降低為1/3~1/5,經濟效益相當顯著。

尤其對形狀特別複雜的中小型模具來說,其優越性更為突出。

目前,快速模具rt主要應用於注塑模、沖壓模、鑄模等方面,其製造工藝方法主要有rp間接製模和在rp系統上直接製模兩種,有三種典型的工藝路線。其一是單件小批量的產品製造,它利用rp快速原型技術和真空注塑技術,直接製造樹脂模具;其二是中等批量的零件的製造,其工藝方案是利用rp快速原型,採用快速噴塗技術製造金屬冷噴模(即在模具表面噴塗一層金屬薄殼,基體仍為塑料),這種模具可用於3000件以下的注塑件的生產;其三是大批量生產型別,工藝路線是先利用rp製造石墨電極,再通過電火花加工鋼模,它適用於萬件以上的大批量生產。

rp是80年代才發展起來的高新製造技術,快速模具製造(rt)技術是應用這一技術改造傳統模具技術的成功範例。由於rt顯著的經濟效益,近年來工業界對rt的研究投入了大量的人力和資金,迄今為止全球已有300多家rt服務機構,因而促進了這一技術的快速發展和應用。

3、cad/cam、rt發展趨勢

現代模具技術的發展,在很大程度上依賴於模具標準化程度、優質模具材料的研究、先進的設計與製造技術、專用的工具機裝置及生產技術管理等。其中cad/cam技術在模具生產中的應用,無疑占有很重要的地位,它被認為是現代模具技術的核心和重要的發展方向。

(1)整合化技術。現代模具設計製造系統不僅應強調資訊的整合,更應該強調技術、人和管理的整合。在開發模具製造系統時強調「多整合」的概念即資訊整合、智慧型整合、串並行工作機制整合及人員整合,這更適合未來製造系統的需求。

(2)智慧型化技術。應用人工智慧技術實現產品生命週期各個環節的智慧型化,實現生產過程各個環節的智慧型化,以及模具裝置的智慧型化,也要實現人與系統的融合及人在其中智慧型的充分發揮。

(3)網路技術的應用。網路技術包括硬體與軟體的整合實現。各種通訊協議及製造自動化協議,資訊通訊介面,系統操作控制策略等,是實現各種製造系統自動化的基礎。

目前早已出現了通過實現跨國界模具設計的成功例子。網路技術的應用為我區模具企業實現敏捷製造和動態聯明奠定了技術基礎。

(4)多學科多功能綜合產品設計技術。未來產品的開發設計不僅用到機械科學的理論與知識,還用到電磁學、光學、控制理論等,甚至要考慮到經濟、心理、環境、衛生及社會等各方面的因素。產品的開發要進行多目標全效能的優化設計,以追求模具產品動靜態特性、效率、精度、使用壽命、可靠性、製造成本與製造週期的最佳組合。

(5)虛擬實境與多**技術的應用。虛擬實境是人造的計算機環境,人處在這種環境中有身臨其境的感覺,並強調人的介入與操作。vr技術在21世紀整個製造中都將有廣泛的應用,可以用於培訓、製造系統**,實現基於製造**的設計與製造、整合設計與製造、實現集**的設計等。

美國已於2023年借助於vr技術成功地修復了哈博太空望遠鏡。多**技術採用多種介質來儲存、表達處理多種資訊,融文字、語音、影象於一體,給人一種真實感。

(6)反求技術的應用。常規的模具設計通常以產品的已有設計資訊為依據。這些設計資訊通過工程圖或一些模型來表達,然後制定出加工工藝規劃,最終通過工裝/模具和裝置製造出產品。

但在許多情況下,一些產品並非來自設計概念,而是起源於另外一些產品或實物,要在只有產品原型或實物模型,而沒有產品圖樣的條件下進行模具設計和製造以便製造出產品。此時需要通過實物的測量,然後利用測量資料進行實物的cad幾何模型的重新構造。這種過程就是反求工程re。

一旦建立了cad幾何模型後,就可以依據這種數位化的幾何模型用於後續的許多操作,如實物cad模型的修改、零件的重新設計、有限元分析、誤差分析、資料(nc)加工指令生成以及模具的設計和製造等。

(7)快速成形技術。快速成形製造技術rpm基於層製造原理,迅速製造出產品原型,而與零件的幾何複雜程度無關,尤其在具有複雜曲面形狀的產品製造中更能顯示其優越性。它不僅能夠迅速製造出原型供設計評估、裝配檢驗、功能實驗,而且還可以通過形狀複製,快速經濟地製造出產品模具,從而避免了傳統模具製造的費時和耗成本的nc加工,因而rpm技術在模具製造中發揮著重要的作用。

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