试析机械模具技术的现状及未来发展趋势

试析机械模具技术的现状及未来发展趋势

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摘要:随着社会经济的不断发展,我国模具行业的发展也越来越快,尤其是在计算机技术的促进下,模具的加工以及设计方面有了很大的进步,彻底改变了以往较为传统的模具制造及设计方式,这在一定程度上也使得我国机械技术有了新的发展方向。本文将重点探讨一下机械模具技术的现状及发展。

关键词:机械模具;发展;现状

1机械模具技术的现状

1.1CAD技术

CAD是计算机辅助设计的英文简写,其发展最早起源于60年代,以当时的物质条件和技术水平,只有美国通用汽车公司和波音航空公司使用自行开发的交互式绘图系统。日后,随着计算机硬件成本降低及体积缩小,CAD技术应用出现在多个领域,并成为了机械模具制造不可或缺的软件之一。从专业的角度讲,CAD是指通过计算机及其搭载的三维设计软件,实现模具三维立体设计,并利用虚拟装配检测技术对设计模具的装配进行检查干涉,最终获得完整工程图的过程。CAD作为一种功能健全的计算机系统软件,主要包括交互技术、图形变换技术、实体造型技术以及曲面造型技术等。其中,交互技术是机械模具CAD设计的基础,基于此用户可与计算机系统进行及时的信息交换,从而同时完成构思、打样、修改等指令,使机械模具设计更加尽善尽美。图形变换技术有机地将用户坐标与图形输出设备坐标联系起来,进而实现图形平移、缩放、旋转以及透视交换等指令操作。在CAD构建的三维造型软件平台上,设计师可以轻松、便捷地将自己的意图变现出来,并最大限度地完整呈现逼真效果,为机械模具的后期生产制造奠定了良好基础。同时,计算机还具有制成品体积、质量等物理参数保存功能,为后期机械模具分析与修改提供了诸多便利[1]。现行的CAD软件本身搭载了一些简单的图形自动生成功能,大大降低了相关工作难度和提高了相关工作效率,而且较之人工操作精确度更高。

1.2CAE技术

CAE既是指计算机辅助工程,简单来讲,就是利用计算机辅助求解复杂工程或产品的结构强度、刚度、热传导、弹塑性以及动态响应等力学性能,并由此得出近似数值,从而完成性能设计优化的分析方法。现行的CAE软件大致可以分为两类,即通用CAE软件和专用CAE软件。其中,通用CAE软件可以针对多种类型的工程或产品物理、理学性能进行模拟分析和评价优化,是一种能够实现产品技术创新的辅助软件。而专用CAE软件更多的是针对特殊类型的工程或产品进行性能分析、预测及优化。以结构离散化为核心的CAE软件,其主体构成是有限元分析软件,可以通过改变单元数目,得到与现实情况无限接近的解,应用方法更加灵活。在传统机械模具制造中,人们的主观经验及直觉占据主导地位,需要对其反复修正和不断调试才能被投入到生产当中[2]。如果在试模的过程中,一旦发现问题极可能对机械模具的工艺、结构等一系列参数进行修改,因而对新产品的开发有很大的制约性,无疑增加了企业的成本支出。在过去很长一段时间内,上述问题成为了影响企业创新发展的主要因素。而CAE技术的发展,则很好地解决了机械模具制造难题,它不仅可以分析模拟流动,还有效确保了分析结果的精确度,向机械模具制造提供了更大的参考价值。但值得客观提出的是,单纯地依靠CAE软件还存在较大的漏洞性,这需要设计人员综合考察实际情况,理性分析模具变化,如此才能获得有效的机械模具产品。

1.3CAM技术

CAM的中文翻译是计算机辅助制造,其核心是计算机数值控制,即为常规意义上的数控。CAM作为现代生产制造过程中的重要计算机应用系统,已有近六十多年的发展历史。随着机械模具技术的发展,数控机床的类型不断增加,包括“加工中心”在内的多功能机床,实现了钻、饺、攻丝等多道工艺的智能化控制,在某种程度上满足了企业高效、高质生产需求[3]。在CAM系统运行中,它输入的信息是零件工艺路线及工序内容,输出的信息是刀具加工运动轨迹和数控程序,同时具备数据转换和过程自动化两大功能。基于CAD、CAE技术应用,CAM技术可就机械模具作进一步的制造分析和优化。在此过程中,企业首先要对机械模具制造中存在的问题进行修正或改善,其次利用CAM技术,自行生成NC代码,最终实现很好的数控制造。以工艺、母鸡、造型的3D数据信息为基础,在资源共享的前提下,不仅仅提高了机械模具生产效率,还在很大程度上保证了机械模具生产质量,从产品的层次上提高了企业市场竞争力。以Pro/E制造注射模为例,在经过CAM软件的评估分析与优化之后,就可提取相关加工数据信息,为后续的大规模生产提供支持。将此类数据信息加工成文件再进行处理,进而自动生成部分工艺程序并传输到数控机床内,最终完成机械模具加工,如此帮助企业节省了大量人力、物力。

2机械模具技术的发展方向

2.1一体化

随着社会经济的不断发展,科学技术也在进行不断融合,各个领域中的技术也在互相渗透,而模具技术一体化就是整合了电子技术与机械设备,让电子运输、机械模具、自动化及网络信息等技术能进行综合应用,以此来服务模具工业。在模具技术一体化中不仅只包括技术,同时还包括产品,如果技术研究脱离了产品,那么就没有任何实质性的意义,缺少了产品的研究是毫无价值的。应用现代的一体化技术所生产的高质量产品是模具一体化技术研究的最终目的[4]。

2.2智能化

现阶段计算机技术在很多领域中都有涉及到,所以模具技术也慢慢走向了智能化。在计算机中将程序命令输入进去,就可以对机械设备的运作进行控制,这样不仅能使大规模生产得以实现,还能使资源得到优化,财力及物力也能有效节省。不过现阶段智能市场的整体成熟度还是不够,即使有相应的规模,却仍有很多问题存在于模具行业中。

2.3网络化

网络技术的不断应用使人们生活有了极大的便利,其发展的迅速也使模具技术的发展能有效促进,现阶段科技技术及市场信息的更新速度非常快,而网路能让人们有效把握市场发展。在中小模具发展中很好应用了网络来制造相应的信息共享平台,使市场竞争力有效提高。而各大高校也能应用网络吸收到模具市场中所应用的最新技术,各个国家的模具研发人员也能应用网络来进行相应的交流,并且将研发出来的新技术应用网络来进行大力的宣传,使推广范围加大[5]。

结束语

综上所述,现阶段我国模具技术的发展越来越快,对比改革前,我国与发达国家的模具技术的差距不断缩短。不过模具作为一个高科技产业,发展与创新是永远的研究方向,因此机械模具技术中的专业化发展是我国的模具行业走向国际的必经之路。

参考文献:

[1]刘全坤,王成勇,刘传经.模具技术的现状与未来发展的重点[J].模具工业.2016(05)

[2]汪文虎,刘晓辉,张军.我国模具CAD/CAM技术的现状及发展趋势研究[J].模具技术.2015(01)

[3]付波.机械模具技术的现状及未来发展趋势探究[J].内燃机与配件.2016(12)

[4]宁波市举办中职职业机械模具专业教育成果展[J].模具工业.2016(09)

[5]奚云赫.机械模具加工精度控制探析[J].科技与创新.2015(24)

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