虚拟制造技术在模具制造中应用

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1、虚拟制造技术在模具制造中应用摘要：“虚拟制造技术”是一种通过计算机虚拟模型来模拟和预估产品功能、性能及可加工性等各方面可能存在的问题，提高人们的预测和决策水平，使得制造技术走出主要依赖于经验狭小天地，发展到了全方位预报的新阶段。本文论述了虚拟制造技术在模具设计与制造中的应用。关键词：虚拟制作技术；模具制造一、虚拟制造技术概述虚拟制造技术(virtualmanufacturingtechnology,VMT)是以虚拟现实和仿真技术为基础，对产品的设计、生产过程统一建模，在计算机上实现产品从设计、加工和装配、检验、使用整个生命周期的模拟和仿真。这样，可以在产品的设计阶段就模拟

2、出产品及其性能和制造过程，以此来优化产品的设计质量和制造过程，优化生产管理和资源规划，以达到产品开发周期和成本的最小化，产品设计质量的最优化和生产效率最高化，从而形成企业的市场竞争优势。虚拟制造是融合了计算机仿真技术与虚拟现实技术、由多学科先进知识组成的综合系统技术，是为了实现企业或产品的柔性,快速地响应市场以及一次制造成功而提出的一种虚拟现实技术。它是CAD/CAE/CAM/CAPP和仿真技术的更高阶段，能在计算机上实现产品从设计到制造到检验的全过程：根据物体的虚拟模型，在计算机上模拟“实际”加工的全过程及产品的装配情况；还可以及时修改设计，避免在生产过程中可能出现的问

3、题，达到新产品一次开发成功，以缩短开发周期、降低开发成本、提高生产效率的目的。二、虚拟制造技术在模具工业中的应用（一）虚拟产品和模具设计无论是塑料模具还是金属冲压模具，其最终的目的是能够生产出符合要求的产品。企业可以根据市场要求进行产品设计。在保证产品用途要求的前提下，外观和产品的最终成本也要兼顾。产品设计是模具工业中的第一环节，也是影响后续工作的重要一环，产品设计是否合理直接影响经济效益。一般借助计算机进行的模具设计不能有效、合理地把产品设计、模具设计、模具制造等结合起来考虑，在实际制造过程中造成返工修改的次数多、装配性不好，在交付使用过程中则发现满足不了用户的要求，而

4、且设计出来的模具生产灵活性差。虚拟制造技术的虚拟设计过程能够克服上述缺点，因为虚拟设计能充分利用现有的CAD软件，基于特征设计的设计平台，较好地体现面向制造设计、面向装配设计的设计思想。在虚拟设计的过程中，可以充分利用虚拟制造、虚拟装配技术等初步的设计方案进行虚拟装配，并及早发现设计上的问题。（二）虚拟制造与模具加工'‘质量好”、“精度高”、“价格低”、“交货期短”等是人们对模具制造的基本要求。但是许多模具体积庞大、结构复杂、尺寸精度和表面粗糙度要求较髙，设计制造相当困难。在模具设计阶段无法预料制造过程中将出现的问题，有可能造成制造困难或无法进行加工。采用虚拟制造的方式，

5、可以优化模具零件加工过程中的工艺参数，及时解决加工过程中出现的问题。数控仿真加工是目前应用较广的加工方法，在计算机上采用仿真软件根据Pro/E产生的零件图即可生成零件的加工程序代码。通过计算机构造出一个虚拟的加工环境，在虚拟加工过程中可以观察到刀具完整的运行路径，完成常规加工的各种功能，如铳流道、铳平面、钻孔等，同时还可以发现加工过程中存在的问题，并及时修正。仿真加工结束后，将加工程序输入数控机床即可进行实物加工。（三）虚拟制造与模具装配在传统模具装配过程中，需要反复修改和调试，才能得到满意产品。在调模过程出现的缺陷，如破裂、起皱、回弹、翘角等，主要凭装配人员的经验，通过

6、反复试模、修模、再试模、再修模的循环过程才能解决，这样经常导致零件的报废或工期的延长。而虚拟制造技术可以大大缩短这一过程，因为在虚拟现实环境下，不需要建造实体模型,工程师可以利用虚拟的“自然”环境、可视化优势进行设计，避免出现干涉等问题，这样可以避免反复修模，从而保证模具的精度和制造周期。在模具装配中，通过虚拟现实技术可以直观地进行设计，避免可能出现的干涉和其他不合理问题。产品设计必须解决运动构件工作时的运动协调关系、运动范围设计、可能的运动干涉检查、产品动力学性能、强度、刚度等。例如，生产线上各个环节的动作协调和配合是比较复杂的，采用仿真技术，可以直观地进行配置和设计,

7、保证工作的协调。（四）虚拟调试模具的调试主要是指虚拟模具的动作过程，对不合理的地方及时反馈信息进行调整。试模是具出厂前必须经历的一个阶段。虚拟试模是虚拟制造模具生产的产品，对于虚拟生产出的产品是否满足顾客需求予以检验，以确定模具能否投入正常生产。例如对塑料注射模具，通过虚拟注射过程检验生产出的制件是否有缺陷，浇口、浇道是否设计合理，型腔能否正常填满。从时间上讲，产品的开发有先后顺序的，比如设计、工艺、制造，只有在设计进行之后才能进行工艺设计；从数据上来说，工艺性分析在设计数据给出后才能进行。然而，关键的问题在于设计后何时以及数