模具蝕紋 模具咬花 模具曬紋 專業(yè)致力于多層次紋理圖案設(shè)計(jì)開發(fā)與紋理蝕刻加工 ... ... 沖壓工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)是汽車模具生產(chǎn)技術(shù)的集中體現(xiàn),這些技術(shù)的進(jìn)步主要取決于CAD/CAM/CAE技術(shù)的進(jìn)步。在汽車模具制造行業(yè),計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和數(shù)控加工技術(shù)正越來越顯示出其核心技術(shù)的作用。
當(dāng)前,國(guó)內(nèi)的汽車模具產(chǎn)業(yè)面臨著前所未有的巨大生機(jī)和超速發(fā)展。這種發(fā)展突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:首先是多元化的巨額投資。日資、臺(tái)資、歐美資等汽車模具企業(yè)大量涌現(xiàn);民營(yíng)、上市、國(guó)營(yíng)改制汽車模具企業(yè)正在加緊擴(kuò)建和追加投資,而且每一個(gè)企業(yè)的投資額都高達(dá)幾千萬到幾個(gè)億;其次是汽車模具制造的關(guān)鍵加工設(shè)備——大型龍門數(shù)控加工中心成幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng),一個(gè)企業(yè)擁有10臺(tái)、
www.20臺(tái)或30臺(tái)這樣的設(shè)備已不足為怪;再次是高素質(zhì)人才迅速向模具行業(yè)匯集;最后是汽車模具市場(chǎng)繁榮,很多模具企業(yè)都出現(xiàn)供不應(yīng)求的大好局面。
投資、設(shè)備、人才和市場(chǎng)幾個(gè)因素終極要依靠生產(chǎn)技術(shù)才能轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)力。面對(duì)當(dāng)前的新形勢(shì),技術(shù)特別是關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展,對(duì)汽車模具行業(yè)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。
CAE技術(shù)
汽車模具設(shè)計(jì)制造的核心技術(shù)是沖壓工藝技術(shù)。沖壓工藝技術(shù)包括工序設(shè)計(jì)、成型型面設(shè)計(jì)、修沖刃口設(shè)計(jì)等等所有涉及產(chǎn)品成型部分的技術(shù)。因此,沖壓技術(shù)水平?jīng)Q定了模具的設(shè)計(jì)制造水平。
目前國(guó)內(nèi)模具制造水平同國(guó)際先進(jìn)水平的最大差距就體現(xiàn)在沖壓工藝水平的差距上。以往我們的沖壓工藝技術(shù)主要靠人的經(jīng)驗(yàn),隨著國(guó)內(nèi)高品質(zhì)的車身生產(chǎn)周期變短,靠過往的經(jīng)驗(yàn)來完成沖壓工藝已不可能。
一、CAE軟件的成熟與應(yīng)用
以有限元模擬分析軟件為代表的CAE技術(shù)在國(guó)際上的應(yīng)用已有近30年的歷史。近10年來,塑性變形理論在板料成型技術(shù)中的應(yīng)用取得了很大的進(jìn)步,使CAE技術(shù)在汽車模具制造中的應(yīng)用變得非常成熟,將CAE應(yīng)用于沖壓工藝設(shè)計(jì),可使試模時(shí)間減少50%以上。
目前,CAE技術(shù)已成為國(guó)外大型汽車和模具企業(yè)必不可少的工具。CAE的廣泛應(yīng)用,應(yīng)回功于 CAE貿(mào)易軟件的大力發(fā)展,其中代表性的軟件有:
● 美國(guó)Lawrence Livemore國(guó)家材料實(shí)驗(yàn)室的LS-DYNA 3D軟件;
● 法國(guó)ESI公司的PAM-STAMP軟件;
● 法國(guó)DYNAMIC SOFTWARE公司的OPTRIS軟件;
● 美國(guó)ETA公司的Dynaform軟件;
● 瑞士Autoform公司的Autoform軟件。
這些軟件各有所長(zhǎng),對(duì)板料成型分析都非常專業(yè)和實(shí)用。目前,國(guó)內(nèi)一流的汽車模具公司都應(yīng)用了CAE軟件,并以 Autoform軟件的應(yīng)用居多。天津汽車模具有限公司通過2年的努力,CAE應(yīng)用率已經(jīng)達(dá)到了100%,明顯地縮短了模具調(diào)試周期。
假如說,前幾年模具制造的尖端技術(shù)是CAD,那么現(xiàn)在就是CAE。可以猜測(cè),今后幾年CAE技術(shù)在國(guó)內(nèi)汽車模具廠中的應(yīng)用,就象今天的CAD技術(shù)一樣普及。
二、輔助沖壓工藝設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)CAE軟件只能做成型性分析,且需要專業(yè)職員做大量的前處理,假如對(duì)分析結(jié)果不滿足,還需從頭再來。由于傳統(tǒng)的CAE軟件只是一種驗(yàn)證的手段,主要用于方案的比較,不能用于工藝的輔助,從而造成CAE技術(shù)長(zhǎng)期游離于生產(chǎn)過程以外。如今CAE軟件已發(fā)展成不僅能做單純的成型分析,且能參與沖壓工藝的全過程。我們稱之為計(jì)算機(jī)輔助沖壓工藝。
在工藝設(shè)計(jì)方面,CAE具備了沖壓方向的自動(dòng)或輔助確定、快速天生拉延面、坯料尺寸的確定、修邊線的展開等非常實(shí)用的功能,并且精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于憑人的經(jīng)驗(yàn)或其他CAD方法所得到的結(jié)果。在分析方面,針對(duì)沖壓成型,使得確定沖裁角度、棱線偏移、拉延沖擊滑痕、面成型品質(zhì)、壓邊力、成型力等各種分析得到完善,分析內(nèi)容的廣泛性和實(shí)用性都早已超出了原來的CAE內(nèi)容。
目前,CAE軟件已成為模具設(shè)計(jì)流程中必不可少的一部分。它高度面向終極用戶,操縱者既不需要很深的CAE知識(shí),也不需要過多的實(shí)際調(diào)試經(jīng)驗(yàn)就可方便地使用它。
在發(fā)達(dá)國(guó)莢冬CAE軟件分析結(jié)果的模擬符合性大于95%,即使是最初應(yīng)用,也可達(dá)到60~80%的正確率。特別是在方案對(duì)比、成型裕度分析、不可展翻邊展開等方面,CAE的結(jié)果非常精確。
當(dāng)前,CAE技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)是回彈分析和工藝參數(shù)的自動(dòng)優(yōu)化,假如解決了這兩個(gè)困難,將再次帶來革命性的進(jìn)步。
實(shí)體設(shè)計(jì)應(yīng)用
當(dāng)前國(guó)內(nèi)汽車模具企業(yè)已將二維CAD廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,部分企業(yè)將三維實(shí)體設(shè)計(jì)應(yīng)用于部分模具的設(shè)計(jì)中,只有極少數(shù)企業(yè)能夠做到100%的實(shí)體設(shè)計(jì)。應(yīng)該說實(shí)體設(shè)計(jì)取代二維CAD是發(fā)展的必然趨勢(shì)。
實(shí)體設(shè)計(jì)最大的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)過程非常直觀,能對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體真實(shí)的描述,確保設(shè)計(jì)的公道性,在模具靜態(tài)和動(dòng)態(tài)干涉檢查、模具強(qiáng)度分析等方面具有明顯的上風(fēng)。特別是在當(dāng)前經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)職員大量短缺的情況下,新從事模具設(shè)計(jì)的職員從實(shí)體設(shè)計(jì)進(jìn)門,可經(jīng)過短期培訓(xùn),3、 4個(gè)月以后就可以在別人的指點(diǎn)下較好地完成模具實(shí)體設(shè)計(jì)。過往一個(gè)生手達(dá)到同樣水平,至少要1~2年的時(shí)間。
一、實(shí)體設(shè)計(jì)對(duì)生產(chǎn)全流程的影響
實(shí)體設(shè)計(jì)不但使設(shè)計(jì)方法發(fā)生了改變,而且使生產(chǎn)全流程也發(fā)生巨大變化。
1、無圖化生產(chǎn) 實(shí)體設(shè)計(jì)使企業(yè)走向無圖化生產(chǎn)。企業(yè)完全拋棄2D圖紙,可以節(jié)省2D圖出圖時(shí)間,由此可減少大約25~40%的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)間。從這個(gè)意義上講,實(shí)體設(shè)計(jì)優(yōu)于2D設(shè)計(jì)。無圖化生產(chǎn)是建立在生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化的基礎(chǔ)之上的,實(shí)體設(shè)計(jì)和數(shù)字化制造是互為必要條件但并不是互為充分條件。實(shí)體設(shè)計(jì)可以催生無圖化生產(chǎn),無圖化生產(chǎn)反過來才能充分體現(xiàn)實(shí)體設(shè)計(jì)的上風(fēng)。無圖化生產(chǎn)能全面進(jìn)步汽車模具的制造水平和生產(chǎn)效率,是今后一段時(shí)間通過CAD/CAM兩種技術(shù)互動(dòng),取得技術(shù)新突破的關(guān)鍵。
2、實(shí)型數(shù)控加工
實(shí)體設(shè)計(jì)可直接支持泡沫型的數(shù)控加工,取消傳統(tǒng)泡沫實(shí)型的手工制作,能大大縮短制造周期和進(jìn)步制造精度。
3、全數(shù)控化加工
實(shí)體設(shè)計(jì)直接支持模具構(gòu)造面的NC 程序化加工。盡管大多數(shù)企業(yè)采用數(shù)控機(jī)床加工模具構(gòu)造面,但仍然沒有脫離人工識(shí)圖和手動(dòng)操縱,現(xiàn)場(chǎng)識(shí)圖所浪費(fèi)的時(shí)間以及人工操縱的不連續(xù)性等,致使加工效率大大下降、人為失誤大大增加。一般由人工操縱加工模具構(gòu)造面時(shí),出粉率很難超過40%,而采用NC程序化加工模具的構(gòu)造面,可以將機(jī)床的出粉率進(jìn)步20%~50%(出粉率=機(jī)床實(shí)際切削加工時(shí)間/機(jī)床總工時(shí))??梢?,進(jìn)步出粉率的潛力是非常大的。
總之,把實(shí)體設(shè)計(jì)的結(jié)果直接向后續(xù)工序傳遞,能使各個(gè)工序的效率都得到進(jìn)步。反之,假如實(shí)體設(shè)計(jì)僅面向設(shè)計(jì),終極還是以出2D圖為設(shè)計(jì)目的,實(shí)體設(shè)計(jì)的上風(fēng)就將大打折扣。
二、進(jìn)步實(shí)體設(shè)計(jì)效率
實(shí)體設(shè)計(jì)存在的最大題目是,在最初應(yīng)用時(shí)設(shè)計(jì)效率不高。要解決這個(gè)題目,可采取以下措施:
1、強(qiáng)化職員培訓(xùn)。職員培訓(xùn)的內(nèi)容包括軟件應(yīng)用、設(shè)計(jì)流程和方法等方面的培訓(xùn)。
2、搞好基礎(chǔ)開發(fā)。實(shí)體設(shè)計(jì)需要積累,需要開發(fā)一系列的實(shí)體標(biāo)準(zhǔn)件和實(shí)體樣板模具,以便能自動(dòng)天生局部構(gòu)造的小工具等。
3、改變觀念。實(shí)體設(shè)計(jì)不單純是設(shè)計(jì)方式的變化,更重要的是它實(shí)現(xiàn)了后序加工和制造的數(shù)字化,也就是無圖化生產(chǎn)。即使實(shí)體設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)本身帶來了麻煩,但卻使制造更加輕易。我們應(yīng)以進(jìn)步效率為出發(fā)點(diǎn),將實(shí)體設(shè)計(jì)看作是非常必要和必須堅(jiān)持的事情。
模具加工技術(shù)的發(fā)展
模具加工技術(shù)的發(fā)展就是數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展。數(shù)控加工由單純型面加工發(fā)展到全面數(shù)控加工;由模具加工發(fā)展到實(shí)型數(shù)控加工;由低速加工發(fā)展到高速高精度加工;由以人工操縱按圖加工發(fā)展到無圖、少人或無人化加工。當(dāng)前重點(diǎn)發(fā)展的加工技術(shù)主要包括:
● 實(shí)型數(shù)控加工;
● 高速高精度加工;
● 鑲塊鑄件化與高效加工;
● 全數(shù)控化加工;
● 少人無人化加工;
● 鉗工制造的只裝不配少修。
實(shí)型數(shù)控加工和全數(shù)控化加工技術(shù)已在前文中論述過,這里就其他技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)述。
一、高速高精度加工
目前高速高精度加工已被國(guó)際先進(jìn)企業(yè)普遍采用,國(guó)內(nèi)也正在逐步普及并走向成熟。高速加工的目的,不單純是為了進(jìn)步加工效率,更重要的是通過高速實(shí)現(xiàn)小步距、低殘留的高精度加工。
1、高速加工的現(xiàn)狀
目前大家普遍以為:機(jī)床轉(zhuǎn)速達(dá)6000r/min為準(zhǔn)高速加工,達(dá)8000~r/min以上為高速加工。實(shí)際上,只有選用高剛度的卡頭和刀體、高精度高耐磨的刀具,并保持轉(zhuǎn)速與走刀速度相適應(yīng),才可能實(shí)現(xiàn)真正的高速加工。汽車模具型面的加工屬于高度復(fù)雜的自由曲面加工,能不能實(shí)現(xiàn)高速加工,更重要的是取決于數(shù)控機(jī)床曲面加工的動(dòng)態(tài)精度,而不是取決于一般機(jī)床產(chǎn)品樣本中所說的靜態(tài)精度。但遺憾的是,機(jī)床復(fù)雜曲面加工的動(dòng)態(tài)精度還沒有一個(gè)同一的標(biāo)準(zhǔn)可供參考。一臺(tái)適用于汽車模具的高速數(shù)控銑,必須同時(shí)具備高剛度、高精度、高轉(zhuǎn)速、優(yōu)良的動(dòng)態(tài)性能、高速下的連續(xù)工作時(shí)間等綜合性能。而這些性能則取決于機(jī)床的結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)的性能、所選用的特殊軟件程序、床身是鑄件還是焊接鋼板?主軸是滑枕還是圓套桶?是線形導(dǎo)軌還是滑動(dòng)導(dǎo)軌?主軸是否有冷卻?半閉環(huán)還是全閉環(huán)控制?是否采用光柵尺等因素。假如只憑廠家先容的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速高或是平面直線進(jìn)給速度高,是不可能實(shí)現(xiàn)模具型面高速加工的。
目前,歐美的部分汽車模具企業(yè)采用了真正的轉(zhuǎn)速高于r/min和實(shí)際進(jìn)給速度達(dá)到10m/min的高速加工,而日本企業(yè)基本上還是停留在準(zhǔn)高速加工階段,不管轉(zhuǎn)速如何,實(shí)際曲面加工進(jìn)給速度很難突破6m/min。從實(shí)際使用情況來看,假如達(dá)到了真正的高速,刀具的用度、機(jī)床的價(jià)格和機(jī)床的維護(hù)用度等都是目前我們國(guó)內(nèi)模具本錢難以接受的。像r/min、60m/min這樣的高速加工中心,都屬于中小型機(jī)床,只適用于注塑模的型腔加工。
2、高速高精度加工編程
曲面的實(shí)際加工速度和精度的高低,除了由機(jī)床的性能決定以外,在一定條件下,更取決于加工工藝和數(shù)控編程技術(shù)。我們應(yīng)重視并研究數(shù)控編程技術(shù)對(duì)加工精度和效率的影響。例如:刀具即時(shí)進(jìn)給速度和刀具軌跡的曲率半徑直接相關(guān),當(dāng)曲面變化非常大時(shí),不管設(shè)定的F值多大,實(shí)際均勻走刀速度都會(huì)非常低。而且假如F值設(shè)置過大,會(huì)出現(xiàn)過切和抹角現(xiàn)象,嚴(yán)重降低型面精度。 傳統(tǒng)的仿型加工為了保證楞線清楚,一般采用垂直楞線加工。用這種方法,編程簡(jiǎn)單但實(shí)際加工速度變化極大,嚴(yán)重影響了加工效率?,F(xiàn)在大部分編程方法是對(duì)整個(gè)型面作45°加工,優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單,可以保證大部分楞線清楚,但加工效率仍然不高。 高速高精度加工編程的方法和應(yīng)留意的題目很多,簡(jiǎn)單列舉如下:
● 根據(jù)曲面幾何特點(diǎn)來分塊編程和加工;
● 加工方向選用順楞線,大曲率方向走刀,減少拐彎引起的減速;
● 加工線速度與進(jìn)給速度相配合,盡量保持實(shí)際切削量不變;
● 大斜率曲面加工,行間距在曲面切線方向上保持等距;
● 根據(jù)曲面的部位改變行間距,如:凸圓角行距加密、凹圓角清虧等;
● 公道安排加工分塊的順序,避免因刀具磨損造成的型面斷差。 總之,高速高精度加工的NC編程比普通加工麻煩得多,只有投進(jìn)大量的編程工時(shí)和編程職員才有可能完成編程工作,但這種投進(jìn)會(huì)由于加工效率和精度的進(jìn)步而得到成倍的回報(bào)。
3、高精度加工的目標(biāo)
高精度加工的目標(biāo)就是最大程度地減少鉗修。比如:上下模刃口間隙直接加工到位;沖孔凸凹模直接安裝無需調(diào)試;拉延模曲面很高的光順性、無接刀痕跡;凸楞的較高光潔度和凹角無干涉等等。
4、粗加工高速化
傳統(tǒng)的粗加工一般通過深切削、低轉(zhuǎn)速、低進(jìn)給而一次加工完成。隨著機(jī)床加工速度的進(jìn)步,機(jī)床的加工性能已經(jīng)發(fā)生了改變。數(shù)控機(jī)床在低轉(zhuǎn)速、低進(jìn)給條件下的加工扭力很大,而總的功率卻很低,機(jī)床效率發(fā)揮不出來。為進(jìn)步加工效率,現(xiàn)在粗加工的發(fā)展趨勢(shì)是中轉(zhuǎn)速、中吃深、高進(jìn)給、多層加工完成。固然加工的層數(shù)增加了,但由于機(jī)床功率實(shí)現(xiàn)了最大化,一般可使加工效率進(jìn)步30%以上。粗加工高速化的工藝方法,特別適應(yīng)了粗精一體化加工機(jī)床的特點(diǎn),不失為一種值得推廣鑒戒的新技術(shù)。 二、鑲塊鑄件化與高效加工
鑲塊的加工在模具總的加工量中占很大比重,有效降低這部分工時(shí)意義很大。最好的加工辦法是少切削和無切削,目前發(fā)展的重點(diǎn)就是鑲塊的鑄件化和通過公道設(shè)計(jì)來最大程度地減少加工面。
三、少人無人化加工 隨著模具加工的程序化、機(jī)床加工的中心化,少人和無人化加工是一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。無人化加工可以最大程度地降低人工本錢和人為錯(cuò)誤,并能實(shí)現(xiàn)24小時(shí)的連續(xù)生產(chǎn)。在目前勞動(dòng)保護(hù)條件越來越高、節(jié)假日越來越多的情況下,少人和無人化加工技術(shù)成為一種自然的選擇。 無人化可以從少人化、從精加工、或從拉大兩班之間的時(shí)間等等最輕易實(shí)現(xiàn)的方面開始實(shí)行。無人化應(yīng)牢牢圍繞進(jìn)步機(jī)床利用率、降低失誤率來發(fā)展。 四、鉗工制造的只裝不配少修 進(jìn)步機(jī)械加工水平的一個(gè)主要目的和重要表現(xiàn)就是做到鉗工制造的只裝不配少修。消滅鉗工是國(guó)外一些模具企業(yè)提出的理想和口號(hào),它集中地代表了模具制造技術(shù)的發(fā)展方向:通過CAD技術(shù)的進(jìn)步而實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化制造和少人無人化加工;通過CAM技術(shù)的進(jìn)步而實(shí)現(xiàn)裝配、研合、推磨等鉗工作業(yè)的高效;通過CAE技術(shù)的進(jìn)步而實(shí)現(xiàn)模具調(diào)試一發(fā)成功。汽車模具制造技術(shù)依靠計(jì)算機(jī)等高新技術(shù)的應(yīng)用已發(fā)展到一個(gè)新階段。
當(dāng)前應(yīng)該重視和發(fā)展的技術(shù)因企業(yè)不同而不同,但總結(jié)起來無外乎是沖壓工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)等三個(gè)方面,其所對(duì)應(yīng)的就是CAD/CAM/CAE技術(shù)的進(jìn)步。在汽車模具制造行業(yè),計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和數(shù)控加工技術(shù)正越來越顯示出其核心技術(shù)的作用。
冬季養(yǎng)生 壯陽補(bǔ)腎的10種食品(7)