数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用.pdf

《数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、笔论坛FORUM数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用ApplicationofDigitalTechnologyinDesignandManufactureofStampingDie四川成飞集成科技股份有限公司杨汉刘安明祝云杨汉工程师，机电工程工学硕士，主要从事模具设计和制造的研发管理工作。近年来，伴随着我国航空制造业和汽车工业的迅猛发展，冲压模具每年都在以20％的增速发展。冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等与模具设计和制造有直接关系。如在一个车型生命中，周期最短、变化最频繁的48航空制造技术·2013年第l

2、o期应当大力开展模具数字化设计与制造技术的研究，使数字化技术普遍应用于模具工业，并用来改造传统的模具工业，这是我国模具工业发展的大势所趋。是车身，车身开发的关键在于车身冲压模具的设计和制造，约占汽车开发时间的2／3，是制约新车型快速上市的关键因素。在我国，进口模具占据了国内中高端模具市场的50％左右。以大型、精密、复杂为代表的高技术含量模具方面与国际先进水平相比，我们尚有5～10年左右的差距。在冲压模具制造行业内，差距主要表现在精度、寿命、制造周期及使用稳定性和可靠性等方面，模具数字化设计制造技术的落后是造成产品落后的最主要原因之一。如何在有限的研制周期内交付给用户高

3、质量模具，需要冲压模具企业从技术和管理上进行改进。模具数字化设计制造及企业信息化管理技术(包括数字化设计、加工、分析以及制造过程中的信息管理，即模具的cAD／CAE／CAM／DNC技术)是国际上公认的提高模具行业整体水平的有效技术手段，能够极大地提高模具生产效率和产品质量，并提升企业的综合水平和效益。模具数字化设计与制造中的关键技术随着数字化技术的快速发展和普及，数字化已经应用到了模具制造的全过程。由图1分析得知，模具数字化技术是制约冲压模具开发的一个重要因素。模具的数字化技术，就是计算机技术或计算机辅助技术在模具设计制造过程中的应用。总结国内外冲压模具企业应用计算机

4、辅助技术的成功经验，根据冲压模具制造流程，数字化冲压模具技术主要体现在4个方面。1冲压成形CAE技术在产品设计同步工程的应用Dig删。。钿⋯。№m咖。。。№洲。舢，。模具数字化设计与嗣造同步开发中冲压工艺贯穿于新产品的全过程，从了解产品的工艺，到产品的冲压工艺性分析，再到模具的开发都需要冲压工艺人员的全程参与。冲压CAE技术是从冲压成形过程的实际物理规律出发，借助计算机真实地反映模具与板料的相互作用关系及板料实际变形的全过程。随着非线性理论、有限元方法和计算机硬件的迅速发展，板料冲压成形过程的CAE分析技术经过长期的发展已经进入工业使用阶段，并形成了一些通用或专用的软

5、件，如AutoForm／PAM—STAMP等。这些软件提供以下分析和模拟结果：材料的流动、厚度的变化、破坏、起皱、回弹，以及残余应力和应变。利用CAE技术在产品概念设计阶段就可使模具企业对产品每一个零件的成形性、工艺性提出迅速、准确的预见。在极短的时间内对零件的外形提出评估意见，给出准确翔实的分析报告，包括数模修改依据、修改方法以及对后续工序的影响，作为结构设计部门对产品进行改进或方案确定的依据⋯。2基于模块化的快速设计系统对于冲压模具来说，结构设计往往占了设计工作量的很大一部分。图1制约冲压模具开发的鱼刺图随着计算机技术的快速发展，CAD／CAE／CAM一体化技术得

6、到了广泛应用。而冲压模具CAD技术在国内的应用，仍然停留在依靠模具设计人员的经验，在通用CAD软件系统上进行交互绘图和造型的层次上，从而不能及时发现设计过程中的缺陷，延长了模具的设计周期，在某种程度上也影响了设计质量。基于UG／PROE等一系列计算机数字化造型软件使模具的参数化模块设计让“模具快速设计”成为可能。要进行模具的参数化模块设计，标准件库和模板是基础。通过软件，将导柱、导板、冲头等一系列的标准件统计入库，以便设计时调用；同时，根据不同的零件把其相应的模具结构参数化制作成模板，同样入结构库。在拿到模具设计任务后，预先消化任务要求(生产厂家要求、冲压要求)；其次

7、结合现场实际生产经验，调用模具结构库，进行初设计；再次进行模面设计，再进行调用标准件库，组装标准件；最后合装成一套完整模具12】。通过参数化模块设计实现典型结构模板化和重复工作智能化。(1)典型结构模板化。基于模板化的思想，将冲压模具各种典型的结构进行分类总结，提取其中可实现参数化控制之处，生成智能化模板在整个设计的建模过程中予以应用。(2)重复工作智能化。将设计过程中的重复工作，通过载人智能化模板和二次开发工具来达到缩短设计周期的目的。3参数化程编实现模具的高速加工随着模具制造节奏的加快，数控加工已由单纯的型面加工发展到型面和结构面的全面加工，由中