陳朝暉

[摘要]并行工程是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其相關(guān)過(guò)程（包括制造過(guò)程及其支持過(guò)程）進(jìn)行并行、一體化設(shè)計(jì)的一種系統(tǒng)化的工作模式，對(duì)基于并行工程的模具設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行研究。

[關(guān)鍵詞]并行工程 模具設(shè)計(jì) 過(guò)程

中圖分類號(hào)：TS93文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671－7597（2009）0510110－01

并行工程這種工作模式力圖使開(kāi)發(fā)者從一開(kāi)始就考慮到產(chǎn)品全生命周期中的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度和用戶需求。并行工程以CIMS的信息技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)項(xiàng)目小組的工作方式，改進(jìn)模具開(kāi)發(fā)流程。同時(shí)利用面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）和面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）等工具，達(dá)到縮短模具開(kāi)發(fā)周期、保證模具質(zhì)量，以及降低模具成本的目標(biāo)。

一、基于并行工程的模具設(shè)計(jì)與流程

模具設(shè)計(jì)的并行主要包括設(shè)計(jì)之間的并行，設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的并行。在所調(diào)研的模具企業(yè)中，模具設(shè)計(jì)都要經(jīng)過(guò)開(kāi)模評(píng)審，在這一環(huán)節(jié)中確定模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵控制點(diǎn)頂針和冷卻交流系統(tǒng)的入水口設(shè)置，接著進(jìn)行總體規(guī)劃（后面介紹到的排位設(shè)計(jì)作業(yè)環(huán)節(jié)），確定模具的工作方式，成型方法和主要的功能結(jié)構(gòu)方案，接著模具進(jìn)入并行設(shè)計(jì)階段，一方面繼續(xù)完善結(jié)構(gòu)方案，對(duì)模具其他零件進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，最終輸出設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和圖形文件等設(shè)計(jì)結(jié)果；另一方面進(jìn)入分型，確定模具的主要成型方法和分模方式，接著進(jìn)入生產(chǎn)工藝圖的編制，滿足投放生產(chǎn)的需要。模具設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的并行體現(xiàn)在模具在設(shè)計(jì)的初期階段就考慮到模具制造過(guò)程中的制造相關(guān)性和制造約束，通過(guò)流道分析軟件，數(shù)控編程的驗(yàn)證，以及模具生產(chǎn)管理系統(tǒng)中查詢各種制造資源的負(fù)荷等輔助手段，進(jìn)行面向制造（DFM）以及面向裝配（DFA）的設(shè)計(jì)。模具制造是面向客戶的單件制造模式，每一套模具的設(shè)計(jì)都要滿足客戶產(chǎn)品的需求，加上客戶對(duì)模具交貨期的苛刻要求，所有這些都加大了模具設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，因此，模具設(shè)計(jì)過(guò)程還包括許多審核作業(yè)環(huán)節(jié)，由模具的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)方面的專家有時(shí)還包括客戶共同對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行審核確認(rèn)，若有問(wèn)題還可對(duì)方案進(jìn)行修改，盡早發(fā)現(xiàn)總題，減少時(shí)間和成本的損失。

在一般的模具企業(yè)中，模具設(shè)計(jì)具體工作流程包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程，模具設(shè)計(jì)流程，工藝設(shè)計(jì)流程以及更改流程，設(shè)計(jì)過(guò)程的大部分管理工作己由PDM的流程管理統(tǒng)一管理。模具設(shè)計(jì)過(guò)程的建模，關(guān)鍵是模具設(shè)計(jì)過(guò)程的數(shù)據(jù)信息模型，過(guò)程模型，及人員管理模型，通過(guò)建模的方法對(duì)流程進(jìn)行描述。

二、產(chǎn)品設(shè)計(jì)子流程

模具企業(yè)與客戶已經(jīng)簽訂合同，市場(chǎng)聯(lián)絡(luò)員收到客戶相關(guān)的技術(shù)資料后，通知跟模組，由跟模人員提交模具任務(wù)，啟動(dòng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)子流程。產(chǎn)品設(shè)計(jì)子流程，是模圖設(shè)計(jì)的前段工序，設(shè)計(jì)主任根據(jù)客戶提交的技術(shù)資料進(jìn)行模具產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)劃，出具開(kāi)模通知書和分模表等文件。收到的模具技術(shù)資料包括技術(shù)要求和產(chǎn)品圖，通常，客戶提出交的產(chǎn)品圖可能是2D電子圖檔、3D電子圖檔、紙介圖檔或是手板（產(chǎn)品模型），設(shè)計(jì)主任根據(jù)產(chǎn)品圖的數(shù)據(jù)類型，確定是否需要圖檔格式的轉(zhuǎn)換，或是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)修改。如果提供的是手板文件，還需要抄數(shù)人員進(jìn)行抄數(shù)（包括產(chǎn)品模型的尺寸測(cè)量與描述等）。當(dāng)完成符合模具設(shè)計(jì)要求的相關(guān)格式的產(chǎn)品圖時(shí)，經(jīng)過(guò)客戶批核后，由跟模組組織開(kāi)模評(píng)審團(tuán)隊(duì)進(jìn)行開(kāi)模評(píng)審，分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否合理，符合模具設(shè)計(jì)與工藝要求，并綜合考慮任務(wù)要求，初步確定模具類型、分型面、澆注系統(tǒng)、頂出方式、抽芯方式、冷卻入水方式，成型零件，結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式等，并確認(rèn)模具強(qiáng)度。開(kāi)模評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)后直接進(jìn)入模具設(shè)計(jì)子流程。

三、模具設(shè)計(jì)子流程

開(kāi)模評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)后，直接進(jìn)入模具設(shè)計(jì)子流程，該流程運(yùn)行目的是完成模具總裝圖和為工藝圖編制提供前期的技術(shù)圖文檔。開(kāi)模評(píng)審后，進(jìn)入模具規(guī)劃工序，頂針入水人員（常由設(shè)計(jì)主任兼任）依據(jù)評(píng)審結(jié)果編制頂針入水資料并與相關(guān)技術(shù)資料一起傳送到模具設(shè)計(jì)小組，模具設(shè)計(jì)小組安排設(shè)計(jì)師進(jìn)行排位設(shè)計(jì)作業(yè)，包括模具的主要組成零件與結(jié)構(gòu)定位等工作，畫出模具結(jié)構(gòu)的圖紙，通過(guò)組長(zhǎng)檢查后，送交客戶批核，客戶批核是與客戶溝通的重要環(huán)節(jié)。在獲得客戶確認(rèn)后，復(fù)雜模具的排位圖一方面送到流道分析組進(jìn)行流道分析（簡(jiǎn)單模具略過(guò)此工序），另一方面送交模具設(shè)計(jì)3D小組進(jìn)行分型設(shè)計(jì)，包括內(nèi)模型面的設(shè)計(jì)和分模取件方式的設(shè)計(jì)，工程師完成后送組長(zhǎng)檢查，檢查通過(guò)，接著跟模人員組織評(píng)審團(tuán)隊(duì)對(duì)分型作業(yè)成果進(jìn)行技術(shù)評(píng)審，通過(guò)后與當(dāng)前的模具設(shè)計(jì)圖紙送交工藝部進(jìn)行工藝文件的編制。同時(shí)，排位設(shè)計(jì)人員接著進(jìn)入臨圖設(shè)計(jì)作業(yè)，進(jìn)一步完善結(jié)構(gòu)圖（型腔、型芯相關(guān)除外），稱為臨時(shí)摹圖（臨圖），并相繼出具模胚，內(nèi)模材料BOM表，送交采購(gòu)部訂購(gòu)相關(guān)材料。臨界檢查通過(guò)后，進(jìn)入臨圖評(píng)審，由專家團(tuán)隊(duì)作技術(shù)上的審核確認(rèn)，此時(shí)，如果客有要求的需要送交客戶批核，通過(guò)后需要與該模具的分型師溝通，確認(rèn)與分型設(shè)計(jì)是否有沖突，是否需要修改分型。流道分析，臨圖設(shè)計(jì)，分型設(shè)計(jì)是并行作業(yè)工序，設(shè)計(jì)圖紙出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)需要及時(shí)通知相關(guān)設(shè)計(jì)小組，以減少非必要的設(shè)計(jì)工作。排位設(shè)計(jì)師完成臨圖設(shè)計(jì)這后（通常在分型設(shè)計(jì)作業(yè)完成之前），再進(jìn)入總裝設(shè)計(jì)作業(yè)，詳細(xì)繪制模具結(jié)構(gòu)圖，最終產(chǎn)出模具總裝圖?？傃b設(shè)計(jì)作業(yè)與分型設(shè)計(jì)，工藝設(shè)計(jì)并行，設(shè)計(jì)師與排位，臨圖同一工程師。模具設(shè)計(jì)是一個(gè)模具設(shè)計(jì)過(guò)程是反復(fù)修改，逐步尋優(yōu)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程，修改與迭代頻繁，模具設(shè)計(jì)師在完成設(shè)計(jì)作業(yè)，可能會(huì)收到后續(xù)工序（可能來(lái)自工藝的，可能來(lái)自客戶，也可能來(lái)自生產(chǎn)等）的報(bào)錯(cuò)信息，需要進(jìn)行修改模圖設(shè)計(jì)的任務(wù)，直到生產(chǎn)試模成功。

四、工藝設(shè)計(jì)子流程

分型評(píng)審?fù)瓿刹丛u(píng)審意見(jiàn)修正評(píng)審圖后，分型設(shè)計(jì)人員把3D模圖轉(zhuǎn)成2D零件圖，送2D組相應(yīng)工程師核對(duì)分型作業(yè)結(jié)果，返回并按核對(duì)意見(jiàn)修改后，完成加工零件圖，送工藝組正式進(jìn)行工藝編制作業(yè)。工藝主任接到任務(wù)后，組織工藝工程師，電極設(shè)計(jì)工程師評(píng)審加工藝和電極設(shè)計(jì)工藝，確認(rèn)工藝的可行性與大致工藝與電極方案，并完成進(jìn)度與零件合并加工訂料表。接著，一方面通知3D設(shè)計(jì)工程師排合并加工圖，完成后通知采購(gòu)部采購(gòu)鑲件料和斜頂行位等購(gòu)件原料；一方面通知設(shè)計(jì)部訂購(gòu)其它的散件原材料；并同時(shí)安排工藝設(shè)計(jì)師與電極設(shè)計(jì)師開(kāi)始并行作業(yè)。工藝工程師先后完成打孔圖，內(nèi)模、行位和鑲件等詳細(xì)工藝圖紙，磨針圖，分三批供生產(chǎn)需要。電極設(shè)計(jì)工程師設(shè)計(jì)電極工藝的同時(shí)，校對(duì)藝工程師的內(nèi)模與鑲件工藝，保證電極工藝的準(zhǔn)確性與一致性，完成工藝圖并檢查通過(guò)后，一方面發(fā)布電極工藝供生產(chǎn)需要，另一方面需要編制電極材料單，送采購(gòu)部訂購(gòu)相關(guān)材料。至此，完成模具設(shè)計(jì)的第一階段的設(shè)計(jì)任務(wù)，接著，還需要針對(duì)生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)的各種模具設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行修改作業(yè)任務(wù)，直到至試模成功。

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