数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用研究

摘

要：对数字化技术在冲压模具设计与制造中的具体应用进行了阐述，分析了数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用效果，对于促进冲压模具设计与制造水平的提升具有重要意义。关键词：数字化技术；冲压模具；CAD0

引言数字化技术能够借助相关设备对各种信息进行转化，使信息能够被计算机识别，进而实现信息加工、存储、传送、还原等。近年来，在冲压模具设计与制造中，数字化技术得到了越来越广泛的应用，使得冲压模具的整体质量获得大幅提升。由此可见，数字化技术具有显著的应用优势。1

数字化技术在冲压模具设计与制造中的具体应用冲压是一种凭借压力机产生的压力和模具，对各种原材料施加外力，使其产生塑性变形而获得所需形状、尺寸的工件的加工方法。除压力机之外，模具是冲压过程中最为重要的组成部分，其质量优劣直接关系到工件的整体质量。冲压模具是一类较为特殊的工艺装备，其形式相对较多，截至目前，并没有任何一种冲压模具能够适用于所有的冲压生产，换言之，生产不同的冲压产品需要不同的冲压模具，由此推动了冲压模具设计与制造技术的发展。1.1

计算机辅助设计技术计算机辅助设计简称CAD，这是一项较为先进的数字化技术，它在冲压模具开发过程中的应用，使模具产品从初步设计到后续的工艺分析，直至最后的模具制造达成高度统一，不但大幅提升了设计效率，而且使模具的整体质量得到保障。应用CAD技术得到的最终模具产品，能够按照实际的生产需要在相对较短的时间内进行更改。在冲压模具设计开发的整个周期内，CAD技术可以贯穿始终，即便在最后的加工、装配等制造环节中，CAD技术仍然具有指导作用，给冲压模具的设计制造提供了可靠的数据支撑。在冲压模具开发阶段，CAD技术的重要性逐步凸显，现已成为不可或缺的技术之一，尤其是随着CAD、CAE、CAM技术的进一步完善，其在冲压模具设计与制造的各个环节中的作用越来越大，如模具结构设计、模具表面处理、模具加工、装配等。CAD、CAE、CAM技术给复杂产品的设计提供了合理可行的冲压方案，使得各种结构复杂的产品能够在质量合格的前提下快速生产。不仅如此，在有限元软件、非线性理论等的支持下，依托强大的计算机硬件，CAD技术在冲压模具中的应用优势逐步显现，模具与冲压生产之间的结合变得更加紧密。实际生产中的冲压模具问题，通过逆向技术的运用，能够直接反映到模具的CAD模型中，设计人员可对图纸进行优化，消除模具问题，确保冲压产品的质量。1.2

模块化设计技术对于冲压模具而言，其主体结构是整个设计环节中的重点部分，若是模具本身的结构存在缺陷，则会直接影响冲压产品的质量，所以确保冲压模具结构设计的合理性显得尤为重要。CAD技术虽然能够在冲压模具的结构设计中起到一定的辅助作用，但由于其中涉及一些较为复杂的操作，对设计人员的经验要求较高，不但会导致设计周期延长，而且可能造成冲压模具的设计质量下降。对此，可以应用高端的计算机造型软件，如PROE、UG等，以参数化模块导入的方式，将冲压模具结构中的标准件全部列入数据系统中，包括导板、导柱、冲头等，以便设计过程中可以随时调用参数，整个设计过程具备模块化特点。在实操中，可根据产品需求，在设计前对冲压模具的结构参数进行快速导入，根据这部分数据生成模板，不但能够大幅减少后续工作量，还能进一步提升产品的设计精度。参数化编程方式的运用，能够使冲压模具的加工质量达到标准化要求，模具结构更加稳定、可靠。1.3

数字化装配技术目前，在冲压模具制造中，较为常用的装配方法有以下几种：互换法、分组法、修配法、调整法。以往的冲压模具通过加工中心进行加工，然后以分组法在现场进行装配，操作人员以零件装配图（2D）作为参考，对零件进行分类，随后按照先装导板、后装导柱的顺序，对模具底座及其他零件进行装配，最后进行精加合模，这样一个冲压模具就装配完成了。在实际装配中发现，这种做法存在一定的缺陷，即精加完毕后，缺少导柱精度及导滑面位置的准确性检查环节，直接合模导致偏差增加，从而使导板受拉损伤，标准件也会随之损坏。数字化装配技术在冲压模具加工制造过程中的应用，使上述问题得到有效解决。当冲压模具精加工序完成后，可通过OMV（在线测量）获得的结果，在软件中进行统计对比，若是发现模具存在偏差，便可及时进行纠偏。国外一些发达国家在对冲压模具进行制造时，采用的是修配法，即在模具装配的过程中，直接将指定零件上的修配量修去，从而使制造出来的模具达到装配精度的要求。结合测量所得的数据，人员可对导板进行直接配模，或确保其他零件的导向间隙符合要求，这样合模装配后，能够保障模具的质量。2

数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用效果在冲压模具设计与制造过程中，对先进的数字化技术进行合理应用已经成为一种必然的发展趋势，并产生了显著的应用效果。2.1

冲压模具的设计精度得到提升数字化技术的应用，使冲压模具的设计精度得到进一步提升，模具质量得到可靠保障，生产出来的产品质量随之提高。以计算机为载体的模拟仿真技术，能够使冲压模具的设计制造过程得以简化，设计出来的模具结构更加合理，模具制造成本随之显著降低，有助于促进冲压生产效益的提升。CAD技术的应用，使模具设计的差错率有所降低，设计精度、产品质量都得到提升，数字化技术的应用效果得以显现。2.2

加工效率得到显著提高数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用，是对传统方式的改进和突破，随着各种先进数字化技术的融入，模具加工效率得到显著提升。三维数控加工技术的应用，能够使模具的加工精度得到提升，从而使模具的本体与设计模型达到高度一致，由此使得模具的加工准确性得到显著提升，加工中一些不必要的过程得以简化，工作量随之减少，加工效率大幅度提升。2.3

模具装配损坏率降低冲压模具设计是为后续制造提供可靠依据，在设计合理的情况下，装配成为影响模具质量的关键环节之一。以往的冲压模具装配损坏率相对较高，而应用数字化技术后，由于各方面精度的提升，装配损坏率大幅度降低，报废模具的数量显著减少，这为企业带来了巨大的经济效益。3

结语