范莉

摘 要：現(xiàn)階段模具制造行業(yè)逐步趨向于數(shù)字化方向轉(zhuǎn)變，對(duì)提升模具生產(chǎn)質(zhì)量效率意義重大。從根本上發(fā)揮出數(shù)字化制造技術(shù)在模具制造行業(yè)中的積極作用，應(yīng)細(xì)致分析數(shù)字化制造技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，探索模具數(shù)字化制造發(fā)展方向?；诖?，本文著重分析了模具數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)、模具數(shù)字化加工技術(shù)、模具數(shù)字化制造資源管理等應(yīng)用方向，以期為相關(guān)工作人員提供理論性幫助。

關(guān)鍵詞：模具;數(shù)字化制造技術(shù);實(shí)際應(yīng)用

前言：

模具是塑性成型加工重要環(huán)節(jié)，模具設(shè)計(jì)及制造水平可直接影響到工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)綜合效益。由于不同行業(yè)對(duì)模具規(guī)格、數(shù)量的要求不同，需加強(qiáng)模具制造監(jiān)管力度，配合使用先進(jìn)的數(shù)字化制造技術(shù)，使模具制造環(huán)境能夠更好實(shí)現(xiàn)低成本、高質(zhì)量、短周期發(fā)展目標(biāo)。

1、模具數(shù)字化制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段模具制造的塑性成型基本理論已經(jīng)形成，借助有限元方式的塑性成型數(shù)值仿真技術(shù)更為成熟，為加強(qiáng)模具制造管控力度奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。各類先進(jìn)技術(shù)自動(dòng)化管控技術(shù)的應(yīng)用切實(shí)提高了模具制造質(zhì)量，簡(jiǎn)化了模具制造周期。

當(dāng)前數(shù)字化制造已完成為模具生產(chǎn)企業(yè)重要競(jìng)爭(zhēng)手段，數(shù)字化制造技術(shù)在模具各生產(chǎn)環(huán)節(jié)得到了進(jìn)一步應(yīng)用。不僅如此，數(shù)字化制造技術(shù)使模具生產(chǎn)全過(guò)程中的信息存儲(chǔ)、處理、傳遞等方式發(fā)生了較大轉(zhuǎn)變，模具制造行業(yè)也從原有傳統(tǒng)型制造轉(zhuǎn)向知識(shí)型發(fā)展。

2、模具數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)

現(xiàn)階段模具制造企業(yè)將發(fā)展目標(biāo)設(shè)定在增強(qiáng)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量、縮短產(chǎn)品發(fā)展周期等方面。大部分模具制造企業(yè)應(yīng)用全局產(chǎn)品模型為目標(biāo)的三維設(shè)計(jì)分析方式，切實(shí)提升了模具設(shè)計(jì)水平。隨著數(shù)字化技術(shù)發(fā)展速度不斷加快，模具設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)也需要將傳統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及理論進(jìn)行提煉與創(chuàng)新，從根本上提升模具制造水平。

傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)工作存在數(shù)值計(jì)算集成度不足、多任務(wù)及功能涉及受到限制。而通過(guò)使用數(shù)字化設(shè)計(jì)手段，開(kāi)發(fā)專項(xiàng)針對(duì)模具制造流程的 KBE系統(tǒng)，能夠從根本上提升設(shè)計(jì)效果，是設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的知識(shí)繼承、集成及管理能夠高效開(kāi)展，形成開(kāi)放式設(shè)計(jì)環(huán)境，不斷創(chuàng)新設(shè)計(jì)手段。

在數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)工作開(kāi)展期間，可以將多領(lǐng)域知識(shí)及多種描述形式知識(shí)進(jìn)行集成化管理，建立產(chǎn)品模型，為后續(xù)產(chǎn)品智能化生產(chǎn)提供重要依據(jù)。配合使用工程知識(shí)繁衍技術(shù)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)等方式優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的工程數(shù)據(jù)，最大限度滿足信息管理、過(guò)程管理、決策管理等要求。

3、模具數(shù)字化加工技術(shù)

模具加工技術(shù)可直接影響到制造環(huán)節(jié)的綜合效益，需要對(duì)模具加工環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)字化改造。以加工環(huán)節(jié)的高速加工為例。高速加工與數(shù)控加工相比，能夠從根本上提升加工效率，改善加工表面精度及質(zhì)量，簡(jiǎn)化原有加工流程。但就目前來(lái)看，高速加工也會(huì)導(dǎo)致原有刀具材料的使用壽命縮短，實(shí)際生產(chǎn)成本進(jìn)一步提升。因此在現(xiàn)階段模具數(shù)字化加工工作開(kāi)展期間，需要結(jié)合客戶要求，將數(shù)字化發(fā)展重點(diǎn)轉(zhuǎn)向至提高機(jī)床加工性能、測(cè)量高速切削水平等方面。

高速加工先進(jìn)加工技術(shù)，使傳統(tǒng)模具加工環(huán)節(jié)發(fā)生了巨大轉(zhuǎn)變。為充分發(fā)揮出數(shù)字化加工技術(shù)的應(yīng)用重要性。模具制造企業(yè)還需要將當(dāng)前發(fā)展目標(biāo)放置在以下幾方面：

第一，合理控制加工參數(shù)。結(jié)合模具高速加工要求，制定出完整的高速加工參數(shù)表。分析現(xiàn)有加工實(shí)例，通過(guò)開(kāi)展大量試切工作控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)高效切削目標(biāo);

第二，選擇適宜切削刀具。高速切削的切削原理與傳統(tǒng)切削原理不同，加工磨損機(jī)制與失效形式、刀具受力狀態(tài)存在較大差異。因此為保障高速加工環(huán)節(jié)高質(zhì)高效開(kāi)展，還需要選擇適宜的切削刀具，最大限度延長(zhǎng)刀具使用壽命，發(fā)揮出刀具使用性能;

第三，合理規(guī)劃刀位路徑。要求在刀位路徑規(guī)劃過(guò)程中，需要著重分析高速切削特征，確保選擇出的刀具路徑圓滑，沒(méi)有較多轉(zhuǎn)折點(diǎn)。保障程序算法精度，控制刀具給進(jìn)速度，避免道具出現(xiàn)這種問(wèn)題。

4、模具塑性成型數(shù)字化分析技術(shù)

在模具加工過(guò)程中，金屬塑性成型機(jī)理較為復(fù)雜，傳統(tǒng)模具加工環(huán)節(jié)需要借助多年研究經(jīng)驗(yàn)，對(duì)塑性成型進(jìn)行細(xì)致分析，致使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、開(kāi)發(fā)成本高。而通過(guò)將數(shù)字化制造技術(shù)應(yīng)用在模具塑形成型環(huán)節(jié)，可以進(jìn)一步縮短模具開(kāi)發(fā)周期，加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)品性能的理解度。

結(jié)合金屬塑性變形力學(xué)狀態(tài)，將塑形成技術(shù)，分為體積成形與板料成形兩種。在研究金屬塑性變形規(guī)律過(guò)程中，主要采用物理實(shí)驗(yàn)法及理論分析法，配合非線性塑性有限元數(shù)據(jù)，將材料硬化效應(yīng)、模型及摩擦邊界條件等因素融合在一起，使模具制造環(huán)節(jié)的金屬流動(dòng)規(guī)律能夠被有效預(yù)測(cè)。

5、模具資源數(shù)字化管理技術(shù)

配合使用先進(jìn)大數(shù)據(jù)技術(shù)與與物聯(lián)網(wǎng)體系，滿足模具制造信息管理需求。舉例而言，將大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在模具制造管理體系的建立過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)各部門(mén)信息的高效共享目標(biāo)。

基于大數(shù)據(jù)改造后的數(shù)字化系統(tǒng)會(huì)整合體量更大的模具制造環(huán)節(jié)信息，加強(qiáng)信息采集、傳輸、存儲(chǔ)水平，增強(qiáng)信息利用與處理效果，從根本上提升模具制造質(zhì)量。

數(shù)字化系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)化也體現(xiàn)在模具制造檔案子系統(tǒng)的應(yīng)用中，借助結(jié)構(gòu)化電子檔案系統(tǒng)，可以將模具制造環(huán)節(jié)的各項(xiàng)內(nèi)容依照定義標(biāo)準(zhǔn)字節(jié)進(jìn)行劃分并選擇管理人員可以通過(guò)使用統(tǒng)一的語(yǔ)言規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)文字，及時(shí)查找所需的信息，從根本上保障模具制造信息檢索速度與準(zhǔn)確性，為日后生產(chǎn)決策及運(yùn)營(yíng)管理統(tǒng)計(jì)分析提供扎實(shí)數(shù)據(jù)支持。大數(shù)據(jù)及物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)也應(yīng)當(dāng)覆蓋模具行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)建設(shè)期間的全部業(yè)務(wù)管理環(huán)節(jié)，使模具制造企業(yè)綜合經(jīng)營(yíng)水平能夠得到切實(shí)提升。

現(xiàn)階段模具制造企業(yè)已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到數(shù)字化信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用重要性，通過(guò)收集并處理模具制造期間供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)管理及財(cái)務(wù)管理，做好各制造環(huán)節(jié)信息公開(kāi)共享工作，避免在模具制造期間出現(xiàn)信息孤島問(wèn)題。

6、模具制造設(shè)備數(shù)字化管理

在構(gòu)建模具制造管理數(shù)字化平臺(tái)過(guò)程中，需要開(kāi)展基礎(chǔ)資料的錄入工作，為后續(xù)設(shè)備數(shù)字化管理提供充足的數(shù)據(jù)支持?，F(xiàn)有模具制造設(shè)備基礎(chǔ)資料主要包括設(shè)備的分類編號(hào)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備使用地點(diǎn)。依照數(shù)據(jù)錄入時(shí)間，快速查詢當(dāng)日設(shè)備管理工作開(kāi)展情況。

模具制造數(shù)字化管理平臺(tái)中的設(shè)備運(yùn)行主要有巡檢記錄、維修記錄、巡檢提示組成。其中，巡檢記錄主要就是記錄巡檢人員、巡檢部門(mén)的巡檢時(shí)間以及制造設(shè)備巡檢結(jié)果;維修記錄主要就是維修人員對(duì)巡檢記錄中發(fā)現(xiàn)的設(shè)備安全隱患進(jìn)行維修處理，同時(shí)記錄下維修設(shè)備所處位置、維修人員、維修結(jié)果;巡檢提示需要根據(jù)巡檢記錄上報(bào)的巡檢時(shí)間進(jìn)行制造設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估工作，幫助管理部門(mén)發(fā)現(xiàn)存在于制造設(shè)備管理中的不足之處，為優(yōu)化機(jī)電管理機(jī)制提供重要數(shù)據(jù)支持。

設(shè)備保養(yǎng)工作也是模具制造設(shè)備管理的重要一環(huán)，需要在記錄設(shè)備保養(yǎng)全過(guò)程中著重收集保養(yǎng)設(shè)備編號(hào)、參與部門(mén)、保養(yǎng)人員、設(shè)備當(dāng)次保養(yǎng)時(shí)間與下次保養(yǎng)時(shí)間。借助設(shè)備保養(yǎng)提示功能，對(duì)每臺(tái)設(shè)備的固定保養(yǎng)周期進(jìn)行必要提醒，使不同種類的制造設(shè)備均能夠得到及時(shí)保養(yǎng)，從根本上降低設(shè)備故障問(wèn)題發(fā)生幾率。

總結(jié)：總而言之，現(xiàn)階段模具制造行業(yè)面臨著更為激烈的競(jìng)爭(zhēng)，為從根本上保障模具制造環(huán)節(jié)的質(zhì)量效率，還需要配合使用先進(jìn)的數(shù)字制造技術(shù)，充分發(fā)揮出數(shù)字系統(tǒng)柔性好、響應(yīng)快等優(yōu)勢(shì)。拓寬模具數(shù)字化制造行業(yè)發(fā)展渠道，確保模具制造行業(yè)能夠更好適應(yīng)社會(huì)現(xiàn)代化發(fā)展趨勢(shì)，在加快地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮出重要作用。

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