踏板的彎曲與脹形模具設(shè)計(jì)
踏板的彎曲與脹形模具設(shè)計(jì),踏板,彎曲,曲折,模具設(shè)計(jì)
踏板彎曲與脹形
文獻(xiàn)綜述
1.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位
模具是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)用的重要工藝裝備,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,60%~90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具,模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),許多新 產(chǎn)品的開發(fā)和研制在很大程度上都依賴于模具生產(chǎn),特別是汽車、摩托車、輕工、電子、航空等行業(yè)尤為突出。模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品,其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一,它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量,效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè),正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年,在國務(wù)院頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中,模具被列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的首位。1997年以來,又相繼把模具及其加工技術(shù)和設(shè)備列入《當(dāng)前國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》和《鼓勵(lì)外商投資產(chǎn)業(yè)目錄》。經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn),從1997年開始對(duì)部分模具企業(yè)實(shí)行了增值稅返還70%的優(yōu)惠政策。所有這些國家對(duì)模具工業(yè)采取的優(yōu)惠政策也將對(duì)其發(fā)展提供有力支持
模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)裝備,被稱為“工業(yè)之母”。75%的粗加工工業(yè)產(chǎn)品零件、50%的精加工零件由模具成型,絕大部分塑料制品也由模具成型。作為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),模具涉及機(jī)械、汽車、輕工、電子、化工、冶金、建材等各個(gè)行業(yè),應(yīng)用范圍十分廣泛。模具技術(shù)水平的高低,在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力,因此模具工業(yè)的發(fā)展水平標(biāo)志著一個(gè)國家工業(yè)水平及產(chǎn)品開發(fā)能力
塑料成型工業(yè)是隨著石油工業(yè)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的一種新興的工業(yè)。在短短的幾十年內(nèi)塑料成型模具的應(yīng)用在各類模具的應(yīng)用中就占有了與沖壓模齊駕并驅(qū)的“老大”位置。目前,由于用模具生產(chǎn)的塑料制品具有高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率、質(zhì)量穩(wěn)定和低消耗等特點(diǎn),塑料制件幾乎已經(jīng)進(jìn)入了一切工業(yè)部門以及人民日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。特別是在辦公設(shè)備、照相機(jī)、汽車、儀器儀表、機(jī)械制造、交通、電信、輕工、建筑業(yè)產(chǎn)品、日用品以及家用電器行業(yè)中的電視機(jī)、收錄機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱和手表的殼體等零件,都已經(jīng)向塑料化方向發(fā)展。近幾年來由于工程塑料制件的強(qiáng)度和精度等得到很大的提高,因而各種工程塑料零件的使用范圍正在不斷擴(kuò)大,預(yù)計(jì)今后隨著微型電子計(jì)算機(jī)的普及和汽車的微型化,塑料制件的使用范圍將會(huì)越來越大,塑料工業(yè)的生產(chǎn)量也將迅速增長,塑料的應(yīng)用將覆蓋國民經(jīng)濟(jì)所有部門,尤其在國防和尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中占有越來越重要的地位 。
隨著我國經(jīng)濟(jì)與國際的接軌和國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展,材料制件的應(yīng)用快速上升,模具設(shè)計(jì)與制造和塑料成型的各類企業(yè)日益增多,塑料成型工業(yè)在基礎(chǔ)工業(yè)中的地位和對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的影響日益重要。
1.2 國內(nèi)外模具行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r
改革開放以來,隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,市場對(duì)模具的需求量不斷增長。近年來,模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展,模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化,除了國有專業(yè)模具廠外,集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”;廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心;中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。我國的模具工業(yè)的發(fā)展,日益受到人們的重視和關(guān)注,在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中,60%~80%的零部件都要依靠模具成形(型)。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和代消耗,是其它加工制造方法所不能比擬的。近幾年,我國模具工業(yè)一直以每年15%左右的增長速度發(fā)展,2003年,我國模具總產(chǎn)值超過400億元人民幣
隨著與國際接軌的腳步不斷加快,市場競爭的日益加劇,人們已經(jīng)越來越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一,模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志,并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間
近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度,將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。一些國?nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD,并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件,個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件,并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。
以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步,東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外,許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步;在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。
例如,吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件,華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級(jí)進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件,上海交通大學(xué)模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。
雖然這些年來,中國模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度發(fā)展,年模具生產(chǎn)總量僅次于日、美之后位居世界第三位。2007年上半年模具進(jìn)口量和出口量分別為9.47億美元和5.95億美元。我國模具生產(chǎn)點(diǎn)多數(shù)是自產(chǎn)自用的模具車間(分廠),商品化模具僅占I/3左右。從模具市場來看,國內(nèi)的模具生產(chǎn)仍供不應(yīng)求,約20%左右靠進(jìn)口,特別是精密、大型、復(fù)雜和長壽命的高檔模具進(jìn)口比例高達(dá)到40%。由此可見,雖然我們模具總量目前達(dá)到相當(dāng)規(guī)模,模具水平也有很大提高,但在模具產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝水平總體上要比德、美、日、法、意等發(fā)達(dá)國家至少落后十年,也比英國、加拿大、西班牙、葡萄牙、韓國、新加坡等國落后。此外,模具的標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、商品化程度低,模具配料及模具相關(guān)技術(shù)比較落后,也是造成與國外先進(jìn)水平差距大的重要原因。CAD/CAE/CAM一體化先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)部分模具企業(yè)得到應(yīng)用,但要得到推廣和普及還要很長一段時(shí)間。
近年來,國有模具企業(yè)、三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)(個(gè)體)模具企業(yè)有了很大發(fā)展。但企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)都不夠合理。專業(yè)模具廠大多數(shù)是“大而全”、“小而全”的組織形式。而國外模具企業(yè)大多是“小而專”、“小而精”。中國模具自產(chǎn)自配比例高達(dá)50% 以上。國外70% 以上是商品模具。國內(nèi)模具總量中屬大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例只有30%左右,國外在50%以上,而模具生產(chǎn)周期卻要比國際先進(jìn)水平長許多。產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在精度、型腔表面粗糙度、壽命及模具的復(fù)雜程度上;工藝水平低主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)、加工、工藝裝1備等方面。中國模具企業(yè)技術(shù)人員比例較低,水平也較低,不重視產(chǎn)品開發(fā),在市場中常處于被動(dòng)地位。國內(nèi)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右,而模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是l5~20萬美元,有的甚至達(dá)到25~ 30萬美元。國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上,國內(nèi)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率只有45%左右。與國際先進(jìn)水平相比,模具企業(yè)的管理落后更甚于技術(shù)。管理落后易被忽視,國內(nèi)大多數(shù)模具企業(yè)還沿用過去作坊式粗放經(jīng)營管理模式.真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的還不多。
綜上所述,雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展.但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。特別在大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具技術(shù)上存在明顯差距,這些類型模具的生產(chǎn)能力也不能滿足國內(nèi)需求。因而需要大量從國外進(jìn)口。
國外模具設(shè)計(jì)愚想十分明確,力求設(shè)計(jì)的??h盡可能以低造債,短周期,高質(zhì)量去適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)并符臺(tái)生產(chǎn)批量等各種因素的要求,從而降低產(chǎn)品成本和價(jià)格, 以獲得最大的利潤 即使是一個(gè)緊固螺釘也要精打細(xì)算,例如在美國Borg Worn er公司的試驗(yàn)中心有一副模板面積為600×9O0mm 的大摸具,其模板周定僅1/2 的螺釘八只,而國內(nèi)一般就要選用M16或M18的螺釘。
國外多工位級(jí)進(jìn)模大多采用鑲拼結(jié)構(gòu), 凸模用標(biāo)準(zhǔn)型式進(jìn)行鑲嵌,凹模拼塊用環(huán)氧樹脂
粘結(jié)周定,普遍使用氣動(dòng)迭料器,通過鎖緊進(jìn)給機(jī)構(gòu),利用壓縮空氣推動(dòng)活塞往復(fù)進(jìn)行送
料。
國外塑料模向一模多腔方向發(fā)展,型腔數(shù)量可多達(dá)l0O0個(gè), 尺寸精度5微米并普遍采用熱流道塑料模, 這種模具的成本雖然比冷流遘模具高20~20% 但工件成本卻降低30—5O% 。法國已成功地把熱流道技術(shù)應(yīng)用在注塑成型46公斤重塑件的注塑模上。
CAD/CAM是模具生產(chǎn)走向全面自動(dòng)化的根本措施,但還沒有普遍推廣使用。國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家摸具采用CAD/CAM約占20—3o%,只用CAD系統(tǒng),可縮短設(shè)計(jì)時(shí)間4o70@, 畫圖質(zhì)量提高,可避免圖紙錯(cuò)誤 國內(nèi)CAD /CAM總的情況是處于起步和研究階段,1984年華中理工大學(xué)與國營73 3廠共同開發(fā)了國內(nèi)第~ 個(gè)精沖模具CAD/CAM 系統(tǒng)一北京機(jī)電研究院開發(fā)了沖裁模cAD/cAM系統(tǒng)。1987年華中理工大學(xué)與北京模具廠,星火模具廠等共同開發(fā)了我國第一個(gè)注堡摸CAD系統(tǒng)。
CADI/CAM還沒有普遍推廣使用的主要原因是:設(shè)備投資大;技術(shù)不夠成熟;培訓(xùn)工作跟不上 基礎(chǔ)工作和標(biāo)準(zhǔn)化工作不夠國外模具加工設(shè)備和加工方法都是根據(jù)模具的品種、類別、批量不同來確定的??偟奶攸c(diǎn)和發(fā)展趨勢:
1 .采用數(shù)控(NC)和計(jì)算機(jī)控制(CNC)等高效自動(dòng)化設(shè)備
在加工模具的車、銑、鏜、磨等備類機(jī)床上部附加了一套讀數(shù)顯示裝置,包括一一個(gè)傳惑器和一個(gè)數(shù)字顯示器, 并有公英制轉(zhuǎn)換開關(guān)。一般模具廠主要設(shè)備中NC CNC設(shè)備巳占2030骺,生產(chǎn)效率可提高30~50曬。在NC基礎(chǔ)上叉發(fā)展TDNC(群控) MC(加工中心),對(duì)于各種型孔,螺紋孔、型腔模的孔道等可以一次加工,節(jié)省輔助時(shí)間,提高效率和加工精度。CNC仿形銑快速行程可達(dá)3000—650Omm/min,一般仿形精度可達(dá)0.01一O.1 mm
2 .采用座標(biāo)鏜床、座標(biāo)磨床等高精度設(shè)備
用于精密模具的孔加工, 一般座標(biāo)鏜床精度可達(dá)2 m, 高的可達(dá)0.5 m。
3.發(fā)展電加工技術(shù)
用于加工復(fù)雜形狀和硬材料模具。國外一般采用多電極加工, 常用4— 5個(gè)電極加工一個(gè)型腔. 以保證尺寸精度和表面粗糙度 線切割加工應(yīng)用慢走絲· 鋼絲切割, 不重復(fù)使用等新技術(shù), 使加工精度達(dá)到 m級(jí)。
4. 采用先進(jìn)的檢鍘裝置
對(duì)于形狀復(fù)雜的空間曲面 三座標(biāo)測量機(jī)的測頭可以達(dá)到任何一點(diǎn), 測出 、Y、z三個(gè)方向的精確位置,由計(jì)算機(jī)打印出數(shù)據(jù), 測量精度一般可達(dá)1 m左右。
5 .計(jì)算機(jī)集成制造及管理系統(tǒng)(CIMS)
機(jī)床的加工指令可由計(jì)算機(jī)的后置處理軟件自動(dòng)編程后, 由計(jì)算機(jī)中心通過接口直接輸入機(jī)床進(jìn)行加m(DNC技術(shù))。進(jìn)一步發(fā)展柔性加工系統(tǒng)(FMs),從而形成:制品設(shè)計(jì)一模具設(shè)計(jì)一模具制造一檢測一制品生產(chǎn)一檢測一包裝的完整過程的CIMS系統(tǒng)。國外模具制造精度水平, 如彩色顯象管電子槍的膜片制件, 用22步精密級(jí)進(jìn)模自動(dòng)沖制,有三個(gè)小孔, 直徑4'0.67ram,孔徑誤差為±0.0lmm, 孔的位置誤差為±0.01mm,孔的罔度誤差小于±0.01ram, 日本日立公司制造的模具實(shí)鍘值為, 凸模、凹模等零件尺寸誤差2 m, 步距誤差2— 3 m, 步距累積誤差0.Ol5mm。國內(nèi)模具制造精度水平: 上海星火模具廠的制造精度可迭3—5 m, 表面粗糙度Ra0.1—0.2 m:謂河工具廠的硬質(zhì)臺(tái)金級(jí)進(jìn)模步距精度為±5 P-m, 鑲拼件尺寸精度為±2 m。國外模具制造周期快.一般沖模制造周期為2—4周, 中等復(fù)雜程度的為3個(gè)月, 大型 精密 復(fù)雜的為6— 7個(gè)月。1000克以下的注塑模具交貸期不超過3個(gè)月。外形尺寸在40mm左右的中等復(fù)雜的精沖件模具交貨期為3個(gè)月。汽車模具制造周期也很快,美國完成一個(gè)車型模具, 只要8一lo-9月, 日本要9一l2個(gè)月. 我國至少要2—3年國外設(shè)備更新?lián)Q懵快,在日本一般機(jī)床設(shè)備更新搠為9—1 0年,而摸具制造的設(shè)備更新期為4— 5年。國內(nèi)模具廠設(shè)備陳舊不配套, 數(shù)控機(jī)床僅占3骺, 電加工機(jī)床占15骺, 模具加工新工藝采用較少,使國內(nèi)??h制造精度泡國外低l一2級(jí), 制造閆期長l一2倍。汽車覆蓋件模具制造的難度大,國外已普遍采用實(shí)型鑄造法制造模具鑄件,使鑄造模具毛坯余量控制在5—1 0ram范圍內(nèi) 實(shí)型鑄造就是采用發(fā)泡塑料一聚苯乙烯制造模型。造型時(shí),模型埋在型砂里不取出,待鐵水澆人后, 發(fā)拖塑料模型就溶化并揮發(fā)成氣體逸出。這種方法可以鑄出很復(fù)雜的覆蓋件摸具鑄件,鑄件精度高,外表美觀, 組織細(xì)密, 強(qiáng)度高。國內(nèi)第二汽車制造廠已將這種方法普遍應(yīng)用于生產(chǎn) 使型面加工余量控制在1 5—20mJn,減輕了鑄件重置,提高了鑄件精度, 保證了沖模薄壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用, 為鑄造模具的少切屑和無切屑加工提供了有利條件。
3 模具專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化
模具生產(chǎn)走專業(yè)化道路, 是發(fā)展模具工業(yè)的必由之路。工業(yè)發(fā)達(dá)國家均發(fā)展了大批小,精 專的摸具廠, 如美國, 日本均有一萬多個(gè),香港和臺(tái)灣地區(qū)也有二千多個(gè), 我國專業(yè)模具廠目前僅有二百個(gè)左右。西歐的模具生產(chǎn)在五十年代就實(shí)現(xiàn)了專業(yè)化,80眄以上的模具由專韭廠提供, 英國9O眄以上的塑料摸由專業(yè)廠生產(chǎn)。這些專業(yè)廠的人數(shù)大多在2O人以下。國外的專業(yè)模具廠; 大體上分為三種類型: (1)模具標(biāo)準(zhǔn)件制造廠;(2 )模具專業(yè)工藝協(xié)作廠—— 為模具制造提供特種工藝協(xié)作加工: (3)模具制造廠。
國外專業(yè)模具廠的特點(diǎn):
1. 分工細(xì):不搞包羅萬象, 如生產(chǎn)塑料模的就不生產(chǎn)玲沖模。
2. 人員少,產(chǎn)值高:英國Lobro工具公司是一個(gè)21人的小廠, 專門生產(chǎn)厚板沖壓模具,年產(chǎn)值迭45萬英磅。日本的專業(yè)模具廠,1o人以下的企業(yè)約占90眄以上。國外每個(gè)模具工人年創(chuàng)產(chǎn)值大約為4一lo萬美元, 國內(nèi)每個(gè)摸具工人年創(chuàng)產(chǎn)值約l萬元。
3. 機(jī)床少而精: 專業(yè)模具廠都按模具類型和加工特點(diǎn)選擇機(jī)床, 用處不大的無關(guān)設(shè)備基本沒有, 數(shù)量少的加工靠外協(xié), 集中資金購買高效精密機(jī)床,例如塑料模采用數(shù)控銑、仿形銑;精沖模采用座標(biāo)磨, 線切割。
4. 模具廠可以帶件生產(chǎn):如塑料模具廣都有注塑機(jī)生產(chǎn)塑料件,有的模具廠還生產(chǎn)與模具有關(guān)的設(shè)備和機(jī)床。
5. 采用計(jì)算機(jī)管理,提高生產(chǎn)技術(shù)水平:一般模具廠管理人員很少, 只占lo嘶以下。工廠的經(jīng)理既懂技術(shù)又懂管理, 同時(shí)對(duì)信息, 銷售都很熟悉。英國ALAN公司經(jīng)理除管理全廠外, 自己有一臺(tái)機(jī)床親自操作,掌握有關(guān)加工技術(shù)。
6. 重視職工培訓(xùn); 國外很重視模具企業(yè)職工的培訓(xùn), 采用工廠辦培訓(xùn)中心和專業(yè)學(xué)校相結(jié)臺(tái)的辦法。企業(yè)中的模具設(shè)計(jì)人員和生產(chǎn)、經(jīng)營管理人員絕大部份是從有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的中, 青年工人中提拔,經(jīng)過再培訓(xùn)后成長起來的 為了提高職工的素質(zhì)和適應(yīng)新技術(shù)的要求, 在職職工每年培訓(xùn)時(shí)間為2— 4周。國外對(duì)老工人很重視, 凡年滿2O年、30年,4O年的在廠職工都張榜公布, 進(jìn)行鼓勵(lì), 還有不少優(yōu)惠待遇,所t,2許多老工人仍堅(jiān)持工作崗位,發(fā)揮一技之長, 不千或外流的很少。
國內(nèi)模具生產(chǎn)廠專業(yè)化程度只有1O一1 5嚦,上海共約23家專業(yè)模具廠, 專業(yè)化程度不到1 0嚦, 分工不細(xì),技術(shù)提不高, 質(zhì)量上不去 投資多,效益少。
國內(nèi)現(xiàn)在模具生產(chǎn)僅能滿足需要的60嚦, 每年進(jìn)口精密. 復(fù)雜模具約需二億美元。國外工業(yè)國家模具標(biāo)準(zhǔn)化程度達(dá)80曬,標(biāo)準(zhǔn)件品種多, 規(guī)格壘, 全部商品化。
模具采用標(biāo)準(zhǔn)件可以節(jié)省加工量45嚦, 節(jié)省材料3O嚦,降低成本25眄。使模具設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)工作量大為減少。
美國的D·M—E公司生產(chǎn)的塑料模.壓,鑄模標(biāo)準(zhǔn)件多達(dá)二萬余種。西德HASCO 公司標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格達(dá)三萬多種。許多模架專業(yè)公司實(shí)行24小時(shí)服務(wù).可用電話訂貨, 交貨異常迅速。
我國1983年1O月在長沙成立了全國模具標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)。目前國內(nèi)采用模具標(biāo)準(zhǔn)件不到2O% , 品種僅約二千個(gè), 缺少精密高效標(biāo)準(zhǔn)件。我國2000年目標(biāo)是使模具標(biāo)準(zhǔn)化程度由2O% 提高到6O% , 補(bǔ)齊精密標(biāo)準(zhǔn)模架、精密頂桿、自動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)凸凹模、熱流道元件等模具標(biāo)準(zhǔn)件新系列,并進(jìn)行批量生產(chǎn)。預(yù)計(jì)“八五” 期間,將有50嚦的模具生產(chǎn)企業(yè)采用商品標(biāo)準(zhǔn)件組織模具生產(chǎn)。
國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)從1979年開始組織制訂模具的國際標(biāo)準(zhǔn),它們的特點(diǎn)是通用性強(qiáng),例如模板標(biāo)準(zhǔn)對(duì)冷沖模、塑料模、壓鑄模的模板都適用,其次標(biāo)準(zhǔn)件的尺寸系列采用優(yōu)先數(shù)系。
3.逆向工程技術(shù)在模具中的應(yīng)用
1.逆向工程技術(shù)的概念及其應(yīng)用
長久以來,工業(yè)產(chǎn)品的傳統(tǒng)開發(fā)方式均是遵循嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难邪l(fā)流程,從產(chǎn)品需求的構(gòu)思、功能與規(guī)格預(yù)期指標(biāo)的確定,進(jìn)而到各個(gè)組件的設(shè)計(jì)、制造、組裝、性能測試等。每個(gè)組件都保留有原始的設(shè)計(jì)圖,此設(shè)計(jì)圖目前通常通過CAD文件來保存。這種開發(fā)模式被稱為“預(yù)定模式”,開發(fā)工程亦通稱為“正向工程”(convention engineering)。近年來在3D CAD軟件的帶動(dòng)下,工業(yè)設(shè)計(jì)已Et益受到重視。工業(yè)設(shè)計(jì)多著重于產(chǎn)品的外觀造型,在正向工程的研發(fā)流程中已不是傳統(tǒng)的機(jī)械工程師們所能勝任的了,取而代之的就是所謂的“逆向工程”(re—VerSe engineering)。隨著生物、材料技術(shù)的發(fā)展,逆向工程開始應(yīng)用在人工生物骨骼等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。逆向工程通常是指對(duì)某一產(chǎn)品進(jìn)行仿制工作。這種需求的產(chǎn)生可能是由于原始設(shè)計(jì)文件遺失、部分零件重新設(shè)計(jì),或是委托方交付一件樣品或產(chǎn)品請制造廠商復(fù)制出來。傳統(tǒng)的復(fù)制方法是利用立體雕刻機(jī)或是仿型銑床制作出成比例的模具,然后再進(jìn)行量產(chǎn)。這種方法被稱之為“類比式(AnalogType)復(fù)制”,缺點(diǎn)是無法建立工件尺寸的文件,也無法做任何的外形修改,現(xiàn)已逐漸被數(shù)字化的逆向工程系統(tǒng)所取代。
目前逆向工程技術(shù)的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面:
(1)無零件設(shè)計(jì)圖紙逆向生成樣件
在沒有設(shè)計(jì)圖紙或設(shè)計(jì)圖紙不完整的情況下,通過對(duì)零件原型進(jìn)行測量,生成零件的設(shè)計(jì)圖紙或CAD模型,并以此為目的產(chǎn)生數(shù)控加工的NC代碼,加工復(fù)制出零件原型。
(2)以實(shí)驗(yàn)?zāi)P妥鳛樵O(shè)計(jì)零件及反求其模具的依據(jù)對(duì)通過實(shí)驗(yàn)測試才能定型的工件模型,也通常采用逆向工程的方法。比如航天航空領(lǐng)域,為了滿足產(chǎn)品對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)等的要求,首先要求在初始設(shè)計(jì)模型的基礎(chǔ)上經(jīng)過各種性能測試建立符合要求的產(chǎn)品模型,這類零件一般具有復(fù)雜的自由曲面外形,最終的實(shí)驗(yàn)?zāi)P蛯⒊蔀樵O(shè)計(jì)這類零件及反求其模具的依據(jù)。
(3)美學(xué)設(shè)計(jì)領(lǐng)域
例如,汽車外形設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用真實(shí)比例的木制或泥塑模型來評(píng)估設(shè)計(jì)的美學(xué)效果。此外,如計(jì)算機(jī)仿形、禮品創(chuàng)意開發(fā)等都需要用逆向工程的設(shè)計(jì)方法。
2.逆向工程的關(guān)鍵技術(shù)
逆向工程技術(shù)的研究對(duì)象為產(chǎn)品實(shí)物,對(duì)于一些具有復(fù)雜曲面的零部件如果并非來自圖紙而是起源于另外一些產(chǎn)品或?qū)嵨?,那么,設(shè)計(jì)人員怎樣將這些實(shí)物信息轉(zhuǎn)化為CAD模型,作為模具的設(shè)計(jì)與制造的依據(jù)呢?關(guān)鍵技術(shù)主要包括三個(gè)部分:
2.1實(shí)物的數(shù)據(jù)采集及使用的設(shè)備
所謂數(shù)據(jù)采集,就是透過特定的測量設(shè)備和測量方法,獲取零件表面離散點(diǎn)的幾何坐標(biāo)數(shù)據(jù),即形成數(shù)據(jù)點(diǎn)云。在反求工程中常采用三坐標(biāo)測量機(jī)、三維激光掃描儀、三維數(shù)字化儀等數(shù)字化方法來快速、準(zhǔn)確地獲取“點(diǎn)云”數(shù)據(jù)。作為逆向工程的第一步,如何高效、高精度的獲得實(shí)物表面數(shù)據(jù),是逆向工程實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)之一。通常,物體三維幾何形狀的測量方法可分為接觸式和非接觸式兩種。非接觸式方法適合采集結(jié)構(gòu)復(fù)雜的樣件,效率高,獲得的密集點(diǎn)云信息量大,但是受被測樣件的色澤、光照條件等限制。由于技術(shù)本身的限制,在測量中會(huì)出現(xiàn)一些不可測區(qū)域(如型腔、小的凹形區(qū)域),可能會(huì)造成測量數(shù)據(jù)不完整。同時(shí),產(chǎn)生的測量數(shù)據(jù)過于龐大,會(huì)增
大數(shù)據(jù)處理和曲面重建的負(fù)擔(dān)。接觸式測量的典型代表是三坐標(biāo)測量機(jī),它綜合運(yùn)用了電子、計(jì)算機(jī),光學(xué)和數(shù)控等先進(jìn)技術(shù),是目前最應(yīng)用最廣泛的測量方法。它是利用測量機(jī)上的測頭按規(guī)則捕捉被測表面數(shù)據(jù),然后按軟件的計(jì)算方法算出物體幾何尺寸和相對(duì)位置。接觸式方法穩(wěn)定、精度高、智慧化程度高,對(duì)被測樣件的色澤、光照條件等沒有特殊要求,但采集數(shù)據(jù)效率低、數(shù)據(jù)量小,受被測物體的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)的限制;所以在實(shí)際生產(chǎn)過程中,可以結(jié)合兩種測量方法,獲得數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行復(fù)雜曲面的建構(gòu)、評(píng)價(jià)、創(chuàng)新性改進(jìn)和設(shè)計(jì)
2.2數(shù)據(jù)的處理
由于測量誤差等因素的存在,采集獲得的數(shù)據(jù)往往存在一定的缺陷,因此需要對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行一些必要的處理。處理工作包括:
(1)剔除冗余數(shù)據(jù);
(2)消除存在的誤測或者波動(dòng)數(shù)據(jù);
(3)消除測頭半徑影響;
(4)數(shù)據(jù)平滑處理;
(5)特征提取和數(shù)據(jù)分割處理;
(6)多視圖拼合。
2.3曲面模型重建
實(shí)物原型的三維重構(gòu)是指在獲得較為完整的三維數(shù)據(jù)以后,通過反求工程CAD軟件將采樣數(shù)據(jù)以三維圖形的方式顯示出來,得到簡略的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)外形建模技術(shù)。
3.逆向工程技術(shù)實(shí)施的條件
3.1硬件條件
在逆向工程技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí),需要從設(shè)計(jì)對(duì)象中提取三維數(shù)據(jù)信息。檢測設(shè)備的發(fā)展為產(chǎn)品三維信息的獲取提供了硬件條件。目前,國內(nèi)廠家使用較多的有英國、美國、意大利、德國、日本等國家生產(chǎn)的三坐標(biāo)測量機(jī)和蘭維掃描儀。就測頭結(jié)構(gòu)原理來說,可分為接觸式和非接觸式兩種,其中,接觸式測頭又可分為硬測頭和軟測頭兩種,這類測頭與被測頭物體直接接觸,獲取數(shù)據(jù)信息,其中軟測頭比較少見,它不會(huì)損傷物體表面,可以掃描較軟的物體。非接觸式測頭是應(yīng)用光學(xué)及激光的原理進(jìn)行的。不同的測量對(duì)象和測量目的,決定了測量過程和測量方法的不同。在實(shí)際三坐標(biāo)測量時(shí),應(yīng)該根據(jù)測量對(duì)象的特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)工作的要求,確定合適的掃描方法并選擇相應(yīng)的掃描設(shè)備。例如,材質(zhì)硬且形狀較為復(fù)雜、容易定位且精度要求比較高物體,應(yīng)盡量使用接觸式掃描儀,因?yàn)檫@種掃描儀設(shè)備損耗費(fèi)相對(duì)較少,精度比較高,但掃描時(shí)間相對(duì)長些。對(duì)橡膠、油泥、人體頭像或超薄形物體進(jìn)行掃描時(shí),則需要采用非接觸式測量方法。如果精度要求比較高時(shí)也可采用軟測頭的接觸式掃描儀?,F(xiàn)在很多人認(rèn)為激光掃描技術(shù)優(yōu)于機(jī)械接觸式,其實(shí)這是不正確的,激光技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)確實(shí)很多,也是未來的發(fā)展方向。
3.2軟件條件
逆向工程應(yīng)用軟件能控制測量過程,產(chǎn)生原型曲面的測量“點(diǎn)云”,以合適的數(shù)據(jù)格式傳輸至CAD/CAM系統(tǒng)中;或在生成及接收的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,通過編輯和處理直接生成復(fù)雜的三維曲線或曲面原型,選擇合適的數(shù)據(jù)格式后,再轉(zhuǎn)入到CAD/CAM系統(tǒng)中,經(jīng)過反復(fù)修改完成最終的產(chǎn)品造型。
4.逆向工程設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作
做一個(gè)逆向設(shè)計(jì)的工作,可能比正向設(shè)計(jì)更具有挑戰(zhàn)性,也更加困難,在設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品之前,首先必須盡量理解原有模型的設(shè)計(jì)思想,在此基礎(chǔ)上還可能要修復(fù)或克服原有模型上存在的缺陷。從某種意義上看,逆向設(shè)計(jì)是一個(gè)二次開發(fā)設(shè)計(jì)的過程,而不僅僅是一個(gè)簡單的復(fù)制過程。在開始進(jìn)行一個(gè)逆向設(shè)計(jì)前,應(yīng)該對(duì)零件進(jìn)行仔細(xì)分析,主要考慮以
下一些要點(diǎn):
(1)確定設(shè)計(jì)的整體思路,對(duì)已有的設(shè)計(jì)模型或產(chǎn)品原型進(jìn)行系統(tǒng)
地分析。面對(duì)大批量、無序的點(diǎn)云數(shù)據(jù),初次接觸的設(shè)計(jì)人員會(huì)感覺到無從下手。這是應(yīng)首先要周全地考慮好先做什么,后做什么,用什么方法做,主要是將模型劃分為幾個(gè)特征區(qū),得出設(shè)計(jì)的整體思路,并找到設(shè)計(jì)的難點(diǎn),在心中形成逆向設(shè)計(jì)的總步驟。
(2)確定模型的基本構(gòu)成形狀的曲面類型,這關(guān)系到相應(yīng)設(shè)計(jì)軟件
的選擇和軟件模塊的確定。對(duì)于自由曲面,例如汽車、摩托車的外覆蓋件和內(nèi)飾件等,一般需要采用具有方便調(diào)整曲線和曲面的模塊;對(duì)于初等解析曲面件,如平面、圓柱面、圓錐面等則沒必要,因?yàn)橛袦y量數(shù)據(jù)可以用自由曲面和簡單的去擬合形成。
5.逆向工程應(yīng)用中的問題
在實(shí)際設(shè)計(jì)中,目前這些軟件還存在著較大的局限性。在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中,集中表現(xiàn)為軟件智能化低;點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理方面功能弱;點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理過程復(fù)雜;建模過程主要依靠人工干預(yù),設(shè)計(jì)精度不夠高;集成化程度低等問題。但是,使用Pro/E、UG等軟件讀取點(diǎn)云數(shù)據(jù)時(shí),卻會(huì)造成數(shù)據(jù)龐大的問題,對(duì)它們來說,一次讀取如此多的點(diǎn)是比較困難的,這也給今后的軟件發(fā)展提出了新的課題。在具體工程設(shè)計(jì)中,一般采用幾種軟件配套使用、取長補(bǔ)短的方式。例如可以采用了Imageware與UG和Pro/E功能結(jié)合的方法,在具體操作中,使用Imageware進(jìn)行點(diǎn)、線處理,得到基本控制曲線,然后使用UG和Pro/E引入控制線的數(shù)據(jù),進(jìn)行曲面造型。其中,Pro/E應(yīng)用的模塊主要有ICEMSurf、Pro/DESIGNER (CDRS)等,UG使用的模塊主要是UG/Modeling和UG/Surface模塊。這幾個(gè)設(shè)計(jì)模塊都是一般CAD設(shè)計(jì)時(shí)常用到的。
另外需要指出的是很多剛剛接觸逆向工程的人把它想象得很簡單,以為就像用平板掃描儀掃描照片一樣,掃描完就可以加工了,其實(shí)這是個(gè)誤區(qū),雖然希望這樣,但是基本上這是無法實(shí)現(xiàn)的,幾乎所有的掃描數(shù)據(jù)都需要進(jìn)行處理,這一點(diǎn)必須清醒的認(rèn)識(shí)到,逆向工程可能省略掉了繁瑣的計(jì)算求證的過程,但不能省略造型的過程。
[1] 屈華昌,塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì), 高等教育出版社, 2005.5
[2] 朱福順,王鵬程,郭勝利; 模具材料及其發(fā)展概況[J], 內(nèi)蒙古石油化工;2007
[3] 王忠洲,國內(nèi)外模具發(fā)展概況 ,四川工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)-1992年2期
[4] 喻楠霖 ,李英利 ; 模具工業(yè)與技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r,湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)-2010年3期
[5] 孫錫紅 ,我國塑料模具發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展建議, 電加工與模具-2010年B04期
[6] 王樹選 ,逆向工程技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用, 中國科技博覽-2009年20期
[7] 馮勇剛, 周郁; 逆向工程技術(shù)在模具上的應(yīng)用機(jī)械-2010年7期
[8] 趙錢, 逆向工程技術(shù)在模具行業(yè)中的應(yīng)用, ,模具工業(yè)-2008年8期
收藏
編號(hào):2859492
類型:共享資源
大?。?span id="2upo1xz" class="font-tahoma">112.29MB
格式:ZIP
上傳時(shí)間:2019-12-02
19
積分
- 關(guān) 鍵 詞:
-
踏板
彎曲
曲折
模具設(shè)計(jì)
- 資源描述:
-
踏板的彎曲與脹形模具設(shè)計(jì),踏板,彎曲,曲折,模具設(shè)計(jì)
展開閱讀全文
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學(xué)習(xí)交流,未經(jīng)上傳用戶書面授權(quán),請勿作他用。