模具数字制造技术应用分析

摘要：随着科技的快速发展，模具工业也产生飞速发展的态势。数字技术在模具界被广泛的应用和认可，具有较高的地位，促进了模具制造业的发展。本文主要是探讨模具数字制造技术的应用，结合人工智能技术深入应用材料最终形成先进的技术，最终不断推动我国先进制造技术的发展。

关键词：模具；数字技术；分析

Abstract: with the rapid development of science and technology, mould industry has produced rapid development trend. Digital technology is widely used in mold and recognition, has high status, promote the development of the mould manufacturing. This paper mainly discusses the application of mould digital manufacturing technology, combined with advanced artificial intelligence technology into applied materials eventually forming technology, eventually push the development of advanced manufacturing technology in China.

Key words: mould; Digital technology; analysis

中图分类号： TG76 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

在当前的现代工业化发展的过程中，很多工业产品的生产需要使用模具，模具技术成为工业发展的重要基础。模具作为一种技术密集产品，成为衡量一个国家制造业水平的重要评价指标，对国家的经济具有较好的推动作用。因此探究模具数字制造技术的应用性分析具有重要的实用价值。

一、模具CAD/CAM系统专用化程度得到广泛提高

随着科学技术和模具工业的快速发展，同时CAD/CAM技术在模具界得到广泛的认可，具有较强的应用价值。近些年开发商和投资者在投入了大量的人力物力和财力，不断将CAD/CAM系统进行升级，将CAD/CAM系统升级为模具业专用的系统，具有较强的针对性，能够实现针对模具的专业的特点进行工作，所推出的系统就有较强的集成化和智能化，更加适合模具工作者的使用，收到广大模具工作者的一致好评。

该系统可以实现在统一的系列环境下，使用专门统一的数据库，完成对模具产品的设计，最终生成三维的实体模型。根据所设计的图形进行分类，然后根据需要最终完成对模具的完整设计，能够更加方便的进行下一步工作。因此当你进行一项工业项目的设计时，所采用的工具不仅仅是单一的CAD系统。一般情况下还必须要求写出工业项目的报告或者是进行维修所使用的图表等等，同时你还需要在CAD系统和文字处理程序之间进行信息的交换，这时都需要更加专用化的程序，为此必须广泛发展CAD/CAM系统的专用化的程度。

二、面向模具企业的CAD／CAE／CAM技术的系统集成方案

随着模具行业的快速发展，以及国际间逐渐增加的日益激烈的竞争，模具业对于系统的要求也简单的建模建工转换到要求支持设计、分析和管理的专业化系统。这是模具业发展的大方向，因此越来越多的企业和单位投入到系统的研发中，不断改善和提高原有系统，最终形成面向模具企业的CAD／CAE／CAM技术的系统集成方案，更加适合实际工作中的需要。通常情况下制造商会要求减少物理样机，不断降低产品的成本，提高产品的质量，最终实现产品的快速上市，这种要求在模具行业尤为明显。因此在进行设计的前期要进行分析仿真，这样有利于减少物理样机的数量，同时广泛提高产品设计的灵活性，有助于满足用户的要求，同时能够实现用户提出的降低成本的要求，极大的缩短产品上市的时间。因此面向模具企业的CAD／CAE／CAM技术的系统集成方案，是当前模具业发展的一个重要的方向。数字化的产品的开发应用范围广泛，从概念设计、工程分析、数控加工以及虚拟制造到产品维护等各个方面进行开发和生产流程，数字化产品的应用和开发能够更加完善产品开发和制造的流程。

三、塑料注射成型过程仿真系统的开发和应用

注射成型过程的仿真属于计算机与机械、力学和材料相交叉的新型学科，由于塑料熔体本身的特性，采用计算机模拟的熔体成形过程就有很大的难度。但是我国拥有一套先进的注塑成形仿真系统，该系统能够直接在三维实体模型行进行网格的划分，通过表面的配对和引入新的边界条件充分保证对应表面的协调流动，充分实现立体的三维实体模型的分析，并且将最终的三维分析结果显示出来。

注塑制品一般都是薄壁的产品，如果采用传统的制作方法无法满足模具的设计和制造的需要。使用塑料注射成型仿真系统在流动的平面采用了有限元法，在保证计算精度的前提下使计算速度极大的满足工程的需要，并且通过采用控制体积的方法解决了成型中的移动边界的问题。在使用系统的过程中输入合理的参数是保证最终获取正确结果的前提，该系统通过人工智能技术获得了注射的时间的优化以及分级系统的优化，最终保证输入参数的合理性。将仿真系统的软件真正升级到更加优化的系统。熔合纹对制品的强度和外观具有重要的影响，该系统通过采用节点特征模型的方法大大提高了熔合纹的预测准确性和效率。该系统的开发和应用，为注塑制品与模具的虚拟制造奠定了坚实的技术基础，构成了注塑制品成形质量全面控制的核心的技术。应用范围比较广泛，具有较强的经济效益。仿真技术只有与试验技术有机结合在才最终产生良好的效果。

四、薄板冲压工艺的应用

薄板冲压技术一般是在轻工业、航空或者是汽车等领域应用比较广泛，特别是在车身覆盖成形上，具有重大的意义。薄板冲压工艺与模具的设计理论、计算方法和关键技术深入和系统的研究结果表明，仿真技术只有与试验技术有机的结合才能产生良好的效果。开发研制的冲压工艺综合试验技术与装备，最终实现了与仿真方法想匹配的材料本构特性参数的获取。能够更好的解决工艺方案中经常出现的起皱或者是拉裂的成型缺陷的问题，还能够实现在压边圈的压料面上创新性地设置有斜拉延筋。发明的斜拉延筋主要提供板材在冲压中的除了具有被动性质的流动的阻力以外，还能够提供具有主动性质的引导材料流动的作用力，从而最终实现提高模具的产成品率和成品的质量。

五、基于知识的材料成形的过程

产品设计制造开发系统是以设计制造过程的建模为核心内容，它不仅能够提供零部件的可造型评估或者提供零部件的性能预测，注塑形成过程模拟、板料冲压成形模拟系统的应用可以很好的说明了这一优点。随着计算机技术的广泛应用，基于CAE的成型工艺优化主要是采用数值分析的方法，但是由于成型工艺本身的特点，很难给出连续和规则的优化求解空间。在数值分析结果的基本上自动对成型方案进行分析和评价，并提出方案的优化建议，是当前材料科学与制造科学的前沿领域和研究热点。

结束语

数字化技术在机械工程领域内的应用技术不断推陈出新，新的技术的应用范围不断扩大。数字化和网络技术正在把这种循环的速度加快，从而数字化工艺流程的设计到数字化制造。模具加工技术和设备正朝着高精度和高适应性的方向发展，它的发展必将进一步推动现代化制造业的不断向前发展。

参考文献

[1] 曾珊琪，丁毅．模具制造技术[M]．北京：化学工业出版社，2008．

[2] 李发致．模具先进制造技术[M]．北京：机械工业出版社，2004．