許 榮

（宜興高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，宜興 214200）

隨著機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)可以借助相關(guān)設(shè)備轉(zhuǎn)化各種信息，使計(jì)算機(jī)能夠識別相關(guān)信息，有效實(shí)現(xiàn)信息的加工、存儲以及傳送等功能。沖壓生產(chǎn)工藝在一定程度上代表著國家的技術(shù)競爭力，因此數(shù)字化技術(shù)在沖壓模具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用十分重要。

1 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造中的數(shù)字化技術(shù)類型

沖壓指的是借助壓力機(jī)生產(chǎn)的壓力和模具，通過對原材料施加外力，使其產(chǎn)生塑性變形進(jìn)而獲得所需要的形狀和尺寸工件。

1.1 沖壓成型計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)

沖壓成型計(jì)算機(jī)輔助工程（Computer Aided Engineering，CAE）技術(shù)是沖壓模具設(shè)計(jì)與制造中常見的數(shù)字化技術(shù)，根據(jù)沖壓模具成型的規(guī)律及計(jì)算機(jī)輸出模具和板料間的作用觀察其板料成型[1]。應(yīng)用沖壓成型CAE技術(shù)可以顯著縮短沖壓模具設(shè)計(jì)與制造所需的時(shí)間。CAE技術(shù)還可以在短時(shí)間內(nèi)生成零件外形的評估意見和分析報(bào)告，有利于促進(jìn)數(shù)模及時(shí)修改、產(chǎn)品改進(jìn)以及方案確定，充分保證了后續(xù)工序的順利實(shí)施。

1.2 模具工藝方案設(shè)計(jì)技術(shù)

模具工藝方案設(shè)計(jì)技術(shù)主要是分為修邊模加工模面變間隙技術(shù)和逆向工程（Reverse Engineering，RE）技術(shù)兩種。其中，修邊模加工模面變間隙技術(shù)與零件精度、成形性以及材料變薄率相結(jié)合，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)間隙處理模面，顯著縮短了鉗工研制和模具加工時(shí)間。不僅簡化了調(diào)試工作的難度，減少了工作量，還顯著提升了研配質(zhì)量。RE技術(shù)廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品改型、研發(fā)以及質(zhì)量分析等方面，可以顯著縮短產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計(jì)時(shí)間，有利于促進(jìn)產(chǎn)品更新，還可以把控新產(chǎn)品帶來的成本風(fēng)險(xiǎn)，提升產(chǎn)品系列化和造型設(shè)計(jì)的水平，較為適用于小批量和單件零件制造。

1.3 參數(shù)化高速加工技術(shù)

以往數(shù)控加工技術(shù)僅局限于型面加工，加工效率較為低下。隨著我國對模具的需求量日益增長，參數(shù)化高速加工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。這種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)小切深與高進(jìn)給，顯著提高了加工表面精度和質(zhì)量，減小了試模與打磨的工作量。這種技術(shù)應(yīng)用于小刀具模具細(xì)節(jié)加工，通過淬火鋼精加工，不僅可以顯著減少刀具消耗量，還充分保證了模具的表面質(zhì)量，在降低經(jīng)濟(jì)成本的同時(shí)，顯著提高了加工效率。

1.4 模塊化快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)技術(shù)

現(xiàn)階段，沖壓技術(shù)中包含了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computer Aided Design，CAD）和計(jì)算機(jī)輔助制造（Computer Aided Manufacturing，CAM）技術(shù)等，可以顯著減少在設(shè)計(jì)中單一軟件產(chǎn)生的問題。在實(shí)際的沖壓模具設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員在接到模具設(shè)計(jì)任務(wù)后，需要預(yù)先消化任務(wù)要求、生產(chǎn)廠家要求以及沖壓要求，然后結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，調(diào)用模具結(jié)構(gòu)庫相關(guān)數(shù)據(jù)，對初設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，再調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)件庫，最后合裝為完整模具[2]。這種技術(shù)利用載人智能化模板和二次開發(fā)工具，可有效縮短重復(fù)工作的設(shè)計(jì)時(shí)間。

2 數(shù)字化技術(shù)在沖壓模具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用

2.1 數(shù)據(jù)管理

在數(shù)字化技術(shù)管理體系中，建立產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是一項(xiàng)重要工作。應(yīng)用快速設(shè)計(jì)技術(shù)建立沖壓模具數(shù)據(jù)庫和結(jié)構(gòu)庫，可以為快速設(shè)計(jì)提供支持。在沖壓模具設(shè)計(jì)與制造中應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，可以搜集和保存所有的沖壓模具設(shè)計(jì)和制造數(shù)據(jù)信息[3]。實(shí)際工作中，工作人員僅僅需要借助計(jì)算機(jī)檢索沖壓模具的名稱及型號等信息，就可以調(diào)取相關(guān)沖壓模具數(shù)據(jù)，大大提高了工作效率。通過借助網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)庫和結(jié)構(gòu)庫的資源信息進(jìn)行同步和保存，可以有效實(shí)現(xiàn)沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造一致性，充分保證相關(guān)數(shù)據(jù)的保密性和及時(shí)性。加工零件作業(yè)過程如圖1所示。

2.2 項(xiàng)目管理

項(xiàng)目管理在實(shí)際的沖壓模具項(xiàng)目生產(chǎn)中是一項(xiàng)較大的工程。以往項(xiàng)目管理根據(jù)訂單要求進(jìn)行生產(chǎn)操作，生產(chǎn)流程多較為獨(dú)立，且需要經(jīng)接單、設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)等流程才可生產(chǎn)完成。而在此過程中，工作人員的采集和管理控制工作十分重要。但是，在實(shí)際項(xiàng)目操作中，每個項(xiàng)目都存在多套模具，而每套沖壓模具都要經(jīng)過復(fù)雜工序進(jìn)行交接，因此難以保證工作效果與模具質(zhì)量。MES技術(shù)能夠在平臺上進(jìn)行訂單管理、計(jì)劃設(shè)計(jì)以及投入排產(chǎn)[4]，還可以借助其系統(tǒng)的集成功能進(jìn)行沖壓模具的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，在兼顧各個環(huán)節(jié)的監(jiān)管控制的同時(shí)，大大提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率和管理效果，獲得了更強(qiáng)的市場競爭力。沖壓模具項(xiàng)目管理平臺流程如圖2所示。

圖1 加工零件作業(yè)過程

圖2 沖壓模具項(xiàng)目管理平臺流程

2.3 經(jīng)驗(yàn)管理

在沖壓模具設(shè)計(jì)與制造中實(shí)施數(shù)字化技術(shù)，可以統(tǒng)一搜集和保存沖壓模具的方案及制造工藝等信息，有利于形成特有的資料庫，進(jìn)而保存沖壓模具的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)[5]。

3 結(jié)語

數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于沖壓模具設(shè)計(jì)與制造中具有降低模具裝配損壞率、提高設(shè)計(jì)精度以及提高加工效率等一系列優(yōu)勢。技術(shù)人員要不斷開拓創(chuàng)新，以促進(jìn)我國沖壓模具行業(yè)的發(fā)展。