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关键词:开发技术研究;三维图库系统;冲压模具设计
随着我国工业生产领域的不断发展,市场对于工业产品的需求量逐年上升,在激烈的市场竞争环境下,工业产品的升级与更新速度不断加快。为了使所生产的产品与市场需求相一致,工业企业需要对生产线以及模具设备进行不断地调整,设计周期大幅缩短,模具设计方面的工作任务更加艰巨。其中,绘制模具模式与制造模具标准件等方面的工作是模具改造环节中十分重要的工作内容。通常情况下,每生产一副模具,其中50%以上的工作是标准件的生产工作。为了提高标准件生产效率,设计人员需要综合运用各种方法对标准件进行更加全面的设计,使企业内部的生产部门能够准确了解与标准件有关的各项参数。利用CAD三维图库对标准件进行设计是当工业企业广泛应用的模具设计方式之一。然而,当前我国工业企业在CAD三维图库的使用与操作上还存在着一定程度的不足,不同类型的工业企业在标准件的设计思路与设计方法等方面存在着比较大的偏差。因此,工业企业设计部门需要对标准件库进行有针对性地删除、补充以及修改,提高标准件库的实用性与可靠性。
模具生产工作中最核心的生产工具是冲压模具。冲压模具的设计工作需要在计算机技术的支持下完成,所使用的设计软件主要为CAD三维图库系。由于该系统中不包含数字化的项目数据资源,设计人员在进行操作时需要借助一定的数据资源对设计项目进行处理,所使用的数据资源主要来自于手册工具书等。另外,三维图库系统中也不包含设计工作所需要参照的国家标准,设计人员在_始进行模具设计工作之前需要对相关的法律法规进行全面且深入的分析,使相关的设计方案既符合生产要求也符合行业规范。工业企业单位需要深刻认识到三维图库系统对于冲压模具设计工作的重要意义。在对技术手册资源进行深入调查研究的同时也要学会通过三维图库系统中所包含的参数化设计技术、资源分析技术以及数据库技术进行应用。
三维图库系统对于工业领域的生产工作产生了巨大的影响,工业生产企业需要对三维图库系统进行深入的研究与分析。在对该设计方法进行研究与分析的基础上,也要根据已往的设计经验对目前所采用的设计资源进行全面的数字化处理,丰富三维图库系统与设计资源的数据量,使接下来的设计工作能够直接对设计资源进行调用。工业企业内部的工程技术人员建立起一套新型的软件系统设计思维,了解模具设计的具体操作方法。工业企业所采用的模具标准主要包含典型模具结构、标准模架以及标准件等。依照形状特点可以将模具标准分为杆件和板件两类。其中板件主要包含卸料板、固定板以及上下模座等;杆件通常包含卸料杆、螺钉以及导柱等。标准模架包含对角导柱模架、中间导柱模架以及对角导柱模架等。典型模具结构主要包含下顶出落料模以及v形件弯曲模等。三维图库系统中包含典型模具结构装配表、规格构造表以及图形参数表等数据资源。冲压模具的设计工作需要在系统需求以及系统目标的基础上,对总体设计方案进行详细的讨论与设计,对功能模块和系统总体结构进行明确的表述与说明,在对三维图库系统进行研究与分析的基础上,设计人员根据设计资源数据化的有关理论,对模具设计资源进行了新的排列与组合,为了工业企业的冲压模具设计工作提建立了软件系统思想以及辅助模具设计思想。在数据管理技术长期的发展过程中,数据库系统在设计理论上对有关的设计资源进行也全面的总结与归类,通过DataBaseDeskTop程序对资源数据库进行整合与创建。
当前我国工业企业所广泛应用的三维图像技术主要以Engineer软件为载体,该计算程序的主要特点是系统相关性较高,可以对冲压模具的造型进行参数化分析,主要应用于塑料模具、电子以及机械等方面。相比起Engineer程序,Pro/E程序作为一种绘图工具则适应于开发环境比较简单的工业模具设计,该程序专业化程度不高,无论是在技术习惯上还是在设计标准上都与专业的设计平台之间存在着比较大的差距。因此,工业企业需要根据自身的设计需求通过二次开发的方式对有关程序进行改良与创新。程序改造等方面的工作需要借助一些开发工具,比如Toolkit等,开发环境则主要为VisualCH6.0,其开发目的在于建立一个能够使冲压模具各方面参数进行数字化展示的系统程序。通过对参数化设计方案以及自动化技术进行论述的方式,对三维图形库在模具标准件设计方面的有关应用情况进行全面且深入的分析。其中需要重点阐述的是三维图库在模具标准件设计中具体的程序实现方法。工业企业的生产部门人员可以对运动演示动画进行观察,对材料加工过程以及零件运用方式有一具直观的理解。
综上所述,设计人员需要对标准件的应用方式以及生产原则通过动画的方式进行演示,将标准件的实际运行效果进行展示,便于工程人员对对标准件的使用方法进行调整并且对安装技术进行创新。
参考文献
【关键词】台灯罩;UG;模具;型芯;型腔
在现代社会中,CAD/CAM模具加工技术已经被广泛运用到模具加工过程中,模具CAD/CAE/CAM一体化技术正在逐渐成为模具设计和模具制造过程的关键性核心部分。UG作为CAD/CAE/CAM/CAQ的集成系统,在经历了几年的飞速发展之后,已经具有了大容量的数据处理能力和稳定的性能、多样性的设计功能,已被广泛应用于汽车、航空、医学、设计、家电、机械等许多行业中[1]。此次设计应用了软件UG 5.0的建模和模具加工、辅助系统设计,并以此应用于注塑模具的自动设计专业应用模块。
一、UG模具特点
UG采用面对对象的统一数据库和参数化造型技术,具备基础设计、概念设计和详细设计的功能,为模具的集成制造提供了优良的平台。在初步完成塑件产品的三维模型后,即可同时进行注塑模具的结构设计、工程图设计、模具辅能分析,最后,在对模具设计过程中所有的修改可自动反映到数据库,大大减少设计、数控编程的时间。
UG的注塑模具设计模块提高了三维模具设计各种工具,可辅助设计人员由产品的三维模型建立模具,装配模型,设计分型面、浇注系统和冷却系统等完成模具成型(凹模和凸模)部分的设计,并且提供了模具标准件库和标准模架库,完成顶出机构与模具总体装配设计。
UG所具有的辅助加工模块能够为模具设计提供关于工艺性文件的优化配置,例如选择切削的类型、走刀路线,进行切削深度、切削速度、刀具的直径、切削宽度的设置。此辅助模块中模块的内置工艺数据库会快速自动计算出模具加工过程中所需要的其他参数,不仅可以模拟切削的全过程,同时,还可以提示是否具有干涉现象以及过切的区域,这其中还包括了刀具和刀柄对注塑模件的过切以及夹具的过切等。
二、台灯罩模具加工
在UG 5.0模具设计模块中不仅可以创建、修改和分析模具原件及其组件,而且还可以根据模型设计过程中的变化对模具所有参数进行及时更新,从而保证了注塑模具成型数据的完整性、统一性和准确性,下面介绍本次设计利用UG 5.0模具设计的过程。
1.项目初始化设置
在【模具向导】工件条中,通过选择【打开部件文件】对话框中选择目标零件确认,系统弹出【投影初始化】对话框,通过该对话框可以完成项目初始化的绝大部分设置工作。投影单位默认为“毫米”单位,由于所选用制作塑料为超不碎胶ABC,因此设置其收缩率为1.006。
2.定义工件
工件表示直接参与熔料的模具元件的总和,为模具中的型芯和型腔部分,所以其尺寸在零件外形尺寸的基础上各方向都会增加一部分尺寸,即所谓的毛坯尺寸。
单击【注塑模向导】工具栏中的【工件】按钮,打开“工件尺寸”对话框,进行工件尺寸基本参数的设定。对于台灯罩选用“标准长方体”,定义方式选定“距离容差”,工件尺寸:X向长度为80,Y向长度为80,Z向下移为10,Z向上移为50。
3.创建分型面
塑料是在模具型腔内凝固成型,变成模具,为了将塑件取出,就必须把模具型腔打开之后,型腔就沿着分型面被分割开来,这就是所谓的模具分型过程。分型面是指将模具型腔分开以便取出制品的分离面,即上、下模的接触面,在模具设计过程中要根据实际情况定义分型面。
所谓的注塑模具的分型面是指创建模具型芯、型腔的分型片体。注塑模具分型面的形状设计和位置选择是否合理,会直接关系到模具的复杂程度,制件的质量、模具的工作状态和操作的方便程度,因此分型面的设计是模具设计中最重要的一步。
创建分型面主要应用工具由以下几个工具按钮组成:(1)创建分型线。(2)抽取。(3)片体缝合,修剪和延伸等。
在建立分型面时先将台灯罩灯头螺纹孔部分补好,注意作为侧抽的孔需要采用实体补孔;分型面通过分型线建立,如果分型线不是平滑的曲线,那么就要建立分型导引线,以此建立连续的分型面,防止分型时无法分割。在建立型腔/型芯前先保证将型腔面和型芯部分分别选择完整。当零件面较多且复杂,要手动选择,创建型腔/型芯。
4.创建型芯和型腔
当分型面设计完成和提取区域后,就可以进行型芯和型腔块设计。型芯/型腔功能可将修剪片体链接到型芯和型腔组件,并修剪型芯和型腔块。
单击“分型管理器”对话框中的【创建型腔和型芯】按钮,打开“型芯和型腔”对话框,单击【创建型腔】按钮,打开“选择型腔片体”对话框。单击对话框中的【确定】按钮,系统进行型腔创建,并打开“查看分型结果”,单击【确定】按钮,完成“型腔”的创建。
单击“型芯和型腔”对话框中的【创建型芯】按钮,打开“选择型腔片体“对话框,按照创建型腔的步骤得到“型芯”。
三、辅助系统设计
在完成注塑模具分型设计后,为完成完整的模具设计,需要设计一些辅助系统,包括添加模架和顶杆、以及浇注系统设计、创建腔体等工作。
1.添加模架
单击“注塑模向导”工具栏上的【模架】按钮,打开“模具管理”对话框,进行成型镶件参数设置,然后单击【确定】按钮,系统将加载装配模架。
2.添加顶杆
该零件中有两个内侧抽是为了与台灯头及电源导引线配合而设计的,这里通过在模具上设置直顶杆来实现成型,在装配过程中要注意坐标系的设置方向。在“标准件管理”对话框中,目录选择“米制标准件”,在标准件列表中选择“直顶杆”。
使用“点”对话框中的点捕捉功能,在设置顶杆位置,系统将自动加载和引用顶杆。然后单击“注塑模向导”工具栏中的【顶杆】按钮,单击“顶杆后处理”对话框,如图22所示。在“顶杆后处理”对话框中选中【片体修剪】、“选择步骤”区域中单击【目标体】按钮,在建模窗口中选择刚才创建的顶杆。接着,单击对话框中的“选择步骤”区域中的【工具片体】按钮,而其它选项则选择为默认,单击【确定】按钮,系统将顶杆修剪至分型面。
3.浇注系统设计
浇注系统设计是注射模具设计中最重要的问题之一。浇注系统是引导塑料熔体从注塑机喷嘴到模具型腔位止的一种完整通道。它具有传质和传压的功能,对塑件质量具有决定性的影响。他的设计合理与否,影响着制品的质量、模具的整体结构及工艺操作的难易程度。
(1)添加定位圈
单击“注塑模向导”工具栏中的【标准部件】按钮,打开“标准部件管理”,在“标准部件管理”对话框中的“目录”下拉菜单中选择“DME―MM”,在标准件列表中选择Locating Ring[With Screw](带螺钉的定位圈),单击【应用】按钮,系统在模架中自动添加定位圈。
(2)添加浇口套
在“标准部件管理”对话框中的“目录”下拉菜单选择“DME―MM”,在“目录”下拉菜单中选择“HASCO__MM(分类中的默认值)”,在“分类”标准件列表中选择标识为“浇口套”的部件,单击【应用】按钮,加载浇口套。
(3)创建浇注系统
将CORE部件转换为工作部件,同时隐去其他非工作部分,单击“注塑模向导”工具栏中的【流道】按钮,打开浇注系统对话框。首先定义引导线串,因本例是1腔,可用图样中选1腔,单击【确定】按钮。使用浇口命令创建浇口。
4.创建腔体
1.1坐标系设置
设计完制品后进入模具设计模块,首先系统会根据选择材料自动给出收缩率,或者客户自行设置材料的收缩率.注意WCS坐标系在装载时ZC正方向为制件顶出方向,XC-YC平面是模具的分型面.在进行布局时要综合考虑生产批量、有无外抽芯和内侧抽,注意WCS方向,设置工件为矩形、一模两腔等,最后注意选择自动对准中心,以便加模架时系统才会自动对准模架坐标系.
1.2修补孔
成型镶件被分成型芯和型腔两块之前零件之前,如果塑件上存在通孔或缺口,使得型腔侧和型芯侧相连,则必须对通孔或缺口进行修补.如果不进行修补,则分型片体将无法分割成型镶件,系统无法识别通孔或缺口应属于型腔侧还是型心侧.修补片体与产品模型表面连成一体,作通孔处的分割面,参与成型镶件的分型.成型镶件分成型芯和型腔零件后,因为修补片体无厚度,则通孔处的型芯和型腔轮廓面是相互接触的.Moldwizard提供了两种产品模型的修补方法:片体修补和实体修补.
常用的片体修补方法有曲面修补、边界修补、现有面修补和自动修补.其中前3种方法都是逐个选择孔或选择孔所在的面进行修补.遇到孔特别多、逐个修补比较费时,可以选择自动修补,自动修补速度非常快.另外,用户如果对修补的结果不满意,也可以通过“分型/片体删除”命令进行删除,而再次进行修补.选择合适的方式对制件模型进行修补孔,如图2所示.
2鼠标模具设计主过程
2.1建立分型面、生成型腔/型芯
此制件三维模型外表面的个数较多,若使用手工分模的速度较慢,在使用Moldwizard插件自动分模会大大提高其速度.分模的主要步骤为创建分型线、创建分型面、创建型芯与型腔.使用软件提供的“分型线”功能,按“自动搜索分型线”方式创建如图3所示分型线.基本原理为沿拔模方向投影,产品最大外形轮廓线.在使用软件“分型面”功能自动生成分型面,如图4所示.当分型面生成以后,系统会自动找出分别属于型芯与型腔的表面,用户需要观察总面数是否为型腔面和型芯面数之和,如果型腔面和型芯面之和少于总面数,说明还有没有明确定义的表面,仔细观察面的颜色能够查找出没有定义的表面,通过手工的方式确定其是型芯面还是型腔面[4].在相应的对话框中设置准确的参数,最终生成型腔与型芯的效果图,如图5所示。
2.2加载模架和标准件
模架及其他标准件可以利用Moldwizard插件直接生成,如果UG软件安装不全,则在相应的目录下是空显示.用户可以重新下载UG模架文件,替换安装目录“C:\ProgramFiles\UGS\NX6.0\MOLDWIZARD”重新启动软件即可使用.此鼠标模具设计时,模架在“目录”下拉列表中选择“LKM_PP”,类型为DA.根据制件的尺寸设置合理的模架相关参数,最终生成模架如图6所示.在【标准件】对话框添加定位圈,在相关目录中选择“FUTABA_MM”,分类为“LocatingRingIn-terchangeable”,设定定位圈参数DIAMETER为100,BOTTOM_C_BORE_DIA为36.在【标准件】对话框添加浇口套.在相关目录中选择“FUTABA_MM”,分类为“SprueBushings”,设定定位圈参数CATALOG_DIA为20,CATALOG_LENGTH为120.
2.3添加流道
单击“注塑模向导”工具条中的“流道”按钮,单击“流道设计”对话框中的“定义引导线串”按钮,在“草图模板”定义引导线.从“可用图样”下拉列表中选择“2腔”,设置分流道的长度A=44mm,angle_rotate=90.点击“引导线投影”按钮,将引导线投影在分型面上.选择“流道设计”对话框“设计步骤”选项中的“创建流道通道”图标,设置分流道截面为圆形,直径为8mm,流道位置为“型腔”.最终形成流道如图7所示.
2.4添加顶杆
在添加顶杆的对话框选择目录中“FUTABA_MM”,分类为“顶杆”.设置合理的顶杆参数CATA-LONG_DIA(直径),CATALON_LENGTH(长度)等.同时需要在点构造器中设置顶杆的位置.比如此例在点构造器内设定四处顶杆坐标分别为(40,-图7分流道40,0),(40,-70,0),(-40,-40,0),(-40,-70,0),点击“应用”按钮生成八个顶杆.同时利用【顶杆后处理】功能对8个顶杆进行后处理,选择刚建好的8个顶杆(只需选择某侧4个即可),修剪成形.
2.5建腔
在top文件上单击鼠标右键,弹出的快捷菜单中选择“转为工作部件”命令,将top部件设置为工作部件,如图8所示.单击“注塑模向导”工具栏上的“建腔”按钮,弹出“腔体管理”对话框,如图9所示,点击“腔体管理”对话框中的“刀具体”按钮,选择所创建的“定位圈”为刀具体,再单击“查找相交组件”按钮,系统将自动在屏幕上显示查找到的与刀具体相交的组件,单击“确定”按钮,系统完成分流道的建腔操作。采用同样的方法,为顶杆、浇口套、浇口、分流道等建腔,最后得到模具设计结果如图10所示.
3结论
随着消费观念的转变,新产品上市的周期也逐步缩短,模具设计已成为新产品开发的重要环节。文中利用UGNX8.0的注塑模向导,对手机后盖进行模具设计,目的是探究利用UGNX8.0进行模具设计的流程,为新产品研发提供一条从计算机三维造型到模具快速设计的新思路,以达到缩短新产品的研发周期和降低模具研发成本的目的。
关键词:
UGNX8.0;模具设计;注塑模向导
0引言
在现代制造技术飞速发展的时代,模具已成为生产各类工业产品十分重要的装备之一。消费观念的转变,产品更新换代速度的加快,对模具设计提出了更高效、更标准化的要求。利用CAD/CAM/CAE技术可将模具设计和分析三维化、直观化,减少模具设计的失误,显著提高模具设计效率与产品质量,缩短新产品的研发周期,这已成为现代模具技术发展的趋势之一。UG具有强大的模具设计功能,近年来几乎是CAD/CAM/CAE领域的标杆,得到了许多企业和设计单位的认可及广泛应用,是一个十分有效提高产品研发效率和竞争力的三维设计软件。UGNX8.0与之前版本相比提高了设计人员的易用性,在数字化模拟、系统工程、模具设计等方面均有所创新,使软件操作更便利、快捷、精准。下面提供利用UGNX8.0进行手机后盖模具设计的一般流程和操作方法以供参考。
1创建型腔和型芯
1)初始化项目。通过“注塑模向导”工具条的“初始化项目”操作把产品模型导入模具模块之中,这是基础性的一个环节,操作的恰当与否会对后续的设计工作产生影响。主要的操作包括:加载产品模型、定义模具坐标、设置收缩率、创建模具工件、型腔布局等。2)模型的修补。很多产品模型并不是一个完整的、连续的实体,为了顺利分型,在分型前需对产品模型上的已有破孔和凹槽进行修补,以便于后续确定型芯、型腔区域。这一步骤可通过UGNX8.0的“注塑模工具”工具条完成。实体修补工具包含创建方块、分割实体、实体补片等命令。片体修补工具主要包含边缘修补、扩大曲面补片等命令。该工具条的功能较多,修补的方式多样,可根据实际的产品模型灵活选择,以提高模具设计效率。3)模具分型。主要的操作包括:模型分析、创建分型线和分型面、提取分型区域、完成型腔和型芯创建等步骤,这些步骤可通过“模具分型工具”工具条及“分型导航器”窗口命令实现,如区域分析、设计分型面、定义型芯和型腔等功能。在进行分型面设计时,需考虑分型面位置和形状的合理性,尽可能设计得简单以降低模具设计和制造的成本,同时也要考虑到后续的模型布局、浇注和冷却系统布置等方面的影响因素。本文所加载的手机后盖为利用UGNX8.0的建模模块创建的三维模型,其整体设计尺寸为121mm×60mm×8mm。手机后盖模型表面存在破孔、倒扣特征,为了保证顺利分型,在设计时要包含滑块和斜销的设计。初始化项目后,设定收缩率为1.006,坐标系的原点为产品的中心。工件的截面可进入草图环境中进行绘制,尺寸为162mm×105mm×50mm。型腔布局采用一模两件的形式,单击“型腔布局”按钮,选择平衡布局,型腔数为2,缝隙距离为0,腔体R=5,type=2,布局时要考虑斜销和滑块的滑出方向,要确保滑块和斜销能顺利滑出。通过“区域分析”计算设计区域后,将交叉竖直面和未知面域指派到型腔区域之中,开模方向沿ZC轴的正方向。在模具分型前,要对模型上的破孔进行修补,使型芯、型腔能够分离,分型线位于截面最大处,即手机后盖的下部边缘。创建分型面后,单击“定义型腔和型芯”按钮,系统将自动生成型腔和型芯。斜销的数量为4个,位于手机后盖的倒扣位置,滑块数量为2个,位于手机后盖的耳机孔和开关孔位置。斜销和滑块均是通过拉伸命令创建,然后依次与型芯和型腔求交、求差后得到。
2加载标准件
主要包含加载模架、加载其它标准件以及加载斜顶和滑块机构。模架、定位圈、浇口套、顶杆等部件设计时要考虑模具的生产效率和互换性。在设计时为了减少设计和制造的工作量,降低成本,通常选用专业厂家供应的模架和标准件。MoldWizard(注塑模向导)是作为模具设计的应用模块集成于UGNX8.0之中的,其模架库中包含了DME(美国的标准)、HASCO(欧洲的标准)、FUTABA(日本供应商)和LKM(国产龙记)等厂家的标准模架系列。用户可直接添加或适当修改软件所提供的模架和标准件,减免了大量重复性的一般设计工序,简化模具设计环节,从而使设计者将更多的精力投入到改良模具设计、提高产品表面质量等核心设计环节之中。在模架设计环节,单击“模架库”按钮,选择“FUTABA_S”选项,因为单个工件的尺寸为162mm×105mm×50mm,所以在类型下拉列表中选择“SA”选项,型号为2935,并设定AP_h=50,BP_h=35,CP_h=80,U_h=20,完成模架的加载。由于有滑块和斜销,需添加滑块组件、滑块钉和斜顶组件,均可通过“滑块和浮升销库”按钮加载。滑块选择的是SingleCam-pinSlide选项,滑块钉选择的是SHCS[Manual],斜顶组件选择的是DowelLifter选项。在设定尺寸参数时,可根据弹出的组件尺寸示意图修改相应的尺寸参数,具体的值要考虑滑块和斜销的尺寸、放置位置等因素。弹簧和顶杆均可通过“标准部件库”命令加载。顶杆采用6条顶杆均匀分布在型芯周边,在Ejection选项中选择EjectionPin[Straight],CATALOG_DIA选择4选项,HEAD_TYPE选择3选项,CATALOG_LENGTH的值为140,定义位置后通过“修边模具组件”修剪掉超出型芯的部分。弹簧在Springs选项中选择Spring[M-FSB],DIAMETER的值为32.5,CATALOG_LENGTH的值为50,并选择推杆固定板为放置面,4个复位杆的圆心为弹簧放置中心。
3创建浇注系统
和冷却系统浇注系统设计一般包括:主流道设计、分流道设计、冷料穴设计和浇口设计。而这些设计均可通过“注塑模向导”工具条中的流道、浇口库命令实现。冷却系统设计的好坏会直接影响产品的质量和生产效率,在UGNX8.0中创建冷却系统可通过模具冷却工具实现,并可利用“冷却标准部件库”快速创建和设计冷却通道、水塞、水嘴等部件。在浇注系统设计中,要依次加载定位圈、浇口套、流道、浇口和拉料杆。定位圈的加载是在“标准部件库”中LocatingRingInterchangeable选项下选择LocatingRing,其中BOTTOM_C_BORE_DIA为50,SHCS_LENGTH的值为18。浇口套的加载也是在“标准部件库”中选择SprueBushing选项,CATALOG_LENGTH的值为75。流道通过“流道”命令创建,流道的长度与流向先通过草图绘制截面完成,流道的截面为圆形,直径为8mm。浇口通过“浇口库”加载,截面为矩形,尺寸为:5.2mm×0.5mm×5.5mm。拉料杆通过“标准部件库”中Ejection选项下选择EjectionPin[Straight]加载,CATALOG_DIA选择6选项,CATALOG_LENGTH的值为125,并通过拉伸命令求差修整拉料杆。在冷却系统设计中,通过模具冷却工具中的“冷却标准件库”依次创建冷却通道、密封圈、水塞和水嘴。位于型芯处左侧5条冷却通道的创建,首先在“冷却标准件库”中依次选择COOLING、COOLINGHOLE选项。在详细信息区域PIPE_THREAD中选择M8,HOLE_1_DEPTH和HOLE_2_DEPTH的参数值设定相同,5条冷却通道的值分别为65、25、95、150、105,5条通道首尾要依次交叠确保水路通畅。然后确定冷却通道的放置位置,在型芯创建冷却通道时要精确设计通道的路径,冷却通道放置平面位于型芯的中间平面上,注意不要与型芯上的斜顶组件腔体重叠。最后通过组件的“镜像装配”命令,以XC-ZC平面为镜像平面完成右侧5条冷却通道的创建。密封圈通过O-RING选项加载,GROOVE_ID的值为8,位置放置在动模板和型芯冷却通道的相交处。水塞通过DIVERTER选项加载,定义属性时SUPPLIER选DMS,FITTING_DIA的值为6,ENGAGE的值为20,放置位置与冷却通道的位置有关。因为有一侧的冷却通道是通过镜像得到的,所以在一侧创建密封圈和水塞,系统会自动在镜像得到的冷却通道上创建相同的密封圈和水塞。水嘴通过CONNECTORPLUG命令加载,定义属性时SUPPLIER选HASCO选项,PIPE_THREAD选M8,位置通过选取动模板上的冷却通道确定。型腔侧的冷却系统同样通过组件的“镜像装配”命令创建,镜像平面为以XC-YC平面为基准向上平移5mm的平面。最终将文件全部保存,完成整个手机后盖模具的设计,最终模具三维模型。
4结语
本文中的手机后盖三维模型及其模具设计均通过UGNX8.0完成创建,与传统的二维设计方式相比,利用UGNX8.0完成产品和模具设计有如下优势:顺应“三维设计”主流,使设计过程更直观;UGNX8.0的“注塑模向导”模块的工具条命令分类明确、操作步骤规划合理,很大程度上减少了设计过程中的出错和遗漏。因此,利用UGNX8.0进行模具设计是提高模具设计效率和模具质量的有效途径之一。
作者:梁莉 黄春燕 单位:广西大学行健文理学院
[参考文献]
关键词:互联网+ 模具产业 转型升级
中图分类号:F590 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)02(b)-0127-03
1 问题的提出
2015年3月,总理在政府工作报告中提出“互联网+”行动计划,旨在推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合,推动制造业向智能制造发展实现制造业的转型升级。台州模具行业在浙江省处于相对低端,在杭州和宁波模具产业的挤压下以及国内其他区域的倒逼情况下,如何与互联网有效融合实现转型升级是迫在眉睫的事情。
在经济新常态的形势下,制造业面临着结构调整的压力,模具行业也急需通过转型升级突破困境。李海峰(2014)提出要不断转型升级是解决模具行业信息化问题、促进模具行业稳定健康发展的唯一出路。秦珂(2014)提出要从技术方面入手,优化制造工艺,提高效率,注意技术资源的积累,建立和完善技术数据库,形成自己的技术特点,以提升模具企业综合实力,调整产业结构。陈平、杨本伟、尧军(2015)指出为提高模具生产制造的自动化和智能化水平,应积极采用高新技术进行模具数字化设计与制造技术的发展。、陈庆新、毛宁(2009)详细分析了模具企业TQMS系统和CRM、CAX、SCM、KM、MES的特点及其之间的联系,认为模具企业要实行自动化智能化生产,需要发挥企业全质量管理系统的作用。虞耀君、马明亮、丁志华(2010)分析了我国汽车模具先进制造技术的发展现状以及行业的发展趋势,提出我国汽车模具行业今后应该注重产品结构的调整,逐步提升模具制造技术水平,向结构复杂、精度高、技术先进的高档模具市场迈进。彭观明、边炳传(2010)指出我国塑料模具开发能力受到了技术水平、技术装备的限制,存在着模具快速开发设计能力较弱、模具设计的周期长、质量低等缺陷,要解决这些问题必须加快模具行业的转型升级。
模具产业要融合互联网向自动化、智能化制造迈进,充分发挥互联网在资源配置中的优化作用,实现模具行业的转型升级。杨金l(2015)指出用互联网思维可以指模具企业转型升级,利用云平台和大数据手段可以提高模具设计效率,有效降低控制成本。秦珂(2016)提出协同互联网+和模具行业,基于大数据云计算,整合模具行业资源,是实现模具行业数字化、自动化、智能化创新发展的新思路。梁正华(2016)提出基于工业4.0的到来,模具行业转型升级的主要方向,还是以“互联网+”为基础,以实现生产自动化、智能化为目标。模具行业整体数字化信息化水平不断提高,自动化生产线和大规模定制生产已有了良好开端,云计算已经开始进入企业。桂艳、邝卫华(2015)提出将云制造运用到生产当中去,将模具设计和制造的资源整合到云制造平台,改变模具企业间松散、间歇的合作特点,打破模具行业传统的生产方式,促进模具行业转型升级。赵灵飞(2010)认为我国模具产品多中低档产品,企业研发能力不强。且模具标准件使用率较低,提出要使模具产业转型升级需制定联盟标准,促进产业质量提升。施技文、张鹏(2012)指出台州黄岩模具产业缺乏核心技术,产品档次偏低;企业普遍规模较小,存在无序竞争;企业运行与管理制度落后等问题。秦珂(2016)认为,技术水平的突破和提升是我国模具企业摆脱这种局面的关键所在。
综上所述,学者从多个角度对中国模具行业转型升级的迫切性和方式做了分析,但就台州模具行业如何融合互联网促进转型升级的研究目前还较少。该文以此为切入点,分析在互联网+背景下台州模具行业利用互联网实现产业转型升级面临的困境、现状,并给出台州模具行业融合互联网实现转型升级的对策。
2 台州模具行业转型升级的困境
目前台州模具行业的转型升级面临着如下困境。
2.1 产品以低端为主
宁波模具,宁波是中国的模具之都,模具企业遍布全市各个县(市)区,生产的塑料模具、铸造模具、压铸模具、粉末冶金模具在国内已经具有相当大的影响力。比如:宁波压铸模的精度最高可达公差0.04 mm,模具寿命达15万次,已为国内外汽车零配件、通用汽油机、电子通讯等行业的名优产品提供配套;台州模具,主要模具生产企业集中在黄岩和路桥。宁波市模具总产值已超过140亿元,台州模具总产值超过80亿元。
台州黄岩模具制造业以塑料模具见长,其次是金属制品的冲压模,吹(挤)塑模和近来新兴的玻璃钢模在我国也有较大影响,而以前占有一定份额的金属制品的压铸模、铸造模已有所萎缩。现代工业的发展要求各行各业产品更新换代加快,同时对模具的需求量也加大。一般模具如劳动力密集型的模具黄岩可以自行制造或跟国内企业合作制造,但很多大型、复杂、精密和长寿命的塑料模、压铸模和汽车覆盖件模等中高端模具如汽车塑料模具、船用塑料模具等仍需依靠进口。而绝大部分台州模具企业还没能力承接高端模具的制造,主要产品仍停留在简单的、劳动密集型的模具产品上。
2.2 技术工艺水平低
虽然台州黄岩已成为国内外重要的生产基地,但对于核心技术,很多企业还是通过模仿引进的,大多停留在低水平的往返式生产上,缺乏创新发展的主动权,受制于人,抗风险能力较差,同时在技术层面还存在许多不足,大量先进加工工艺、技术和材料都还没有被应用,如,激光焊接、三维型腔的精密成形和镜面电火花加工一体化技术、纳米表面处理以及稀土元素表面强化等工艺技术在黄岩模具企业还没有广泛应用。
目前黄岩模具行业中主要采用数字技术、CAD/CAM技术和电加工、数控加工等技术,塑模的新兴技术如热流道技术、气体辅助注射技术和CAE技术还处于推广发展阶段。黄岩的大规模企业通过采购并使用德国、日本的先进设备和UG、Pro-E、Cimatron等模具设计制造软件弥补工艺水平差异。但从配备人员来看,因为操作水平有限,设备包括软件的使用还未能发挥最大功效。近年来,随着汽车行业的规模化生产,对模具的设计技术要求也随之提高,特别是汽车乘驾仓、引擎仓、行李仓的隔音件模具,由原来分成型、切边、冲孔、包边等多工序多付模具完成的生产工艺,改为实现单付模具单工序完成,集油缸、气钻、气缸、冲压等在单付模具上完成对产品的成型、切边、冲孔、包边等工艺。而这些工艺在黄岩的大部分企业里还没能落实,这使得台州黄岩模具行业的转型升级要经历更持久的历程。
2.3 缺乏高级技术人才
随着产业布局、产品结构的调整,就业结构也将发生变化。与产业结构高度化匹配、培养相当数量的具有高等文化水平的职业人才,成为迫切要求。据统计截至2011年,我国技术工人中,高级技工占3.5%,中级工占35%,初级工占60%。而发达国家技术工人中,高级工占35%,中级工占50%,初级工占15%。 在台州黄岩截至2013年12月底,全区共有模具企业1 176家,从业人员2.4万人。另外全区还有模具个体户3 341家,从业人员1.3万人。其中中高级技术人员有200多名,高级仅38名。 黄岩的操作技师、工人等也是传统的从师学艺,多为经验之谈,并没有系统的新人培训。网络的技术人才和管理人才也是极其缺乏的。
据统计资料显示,黄岩模具行业对于模具制造导向迫切需要模具设计、模具工艺编程、模具造型、工程师等专业本科学历以上富有经验的高技能人才。在塑模制品导向的高级研发有硕士、博士学历的5年以上经验的高技术人才也是极其贫乏。黄岩模具企业相对于知识创造,更重视设备的更新换代,很多企业不惜用所有的盈余购置先进设备,却忽略人才的引进培养。同时,由于黄岩的地理位置和经济实力弱于省内如杭州、宁波等地及其县市,对高级人才创业和就业的吸引仍然存在一定的局限。人才不足也就直接导致了台州黄岩模具行业转型升级后劲不足而陷入困境。
2.4 行业标准模糊
国内知名的模具企业也都对设计相当的重视,譬如:海尔、海信、常州华威、上海龙洲、HP等。中国模具标准化工作起步晚,标准件的生产、销售、推广和应用工作相对落后,目前模具标准件的使用覆盖率约40%~45%,而国际上一般高于79%,中小模具则更在80%以上。 黄岩模具发展很快,设备比较多,还很先进,但就是模具质量不达标,很重要的原因就是生产不够规范化、标准化。黄岩模具标准件的使用率普遍低,通过“标准化良好行为企业”确认的企业也是廖廖无几。多数的企业忽视模具有国家、行业标准,仅以客户的要求作为验收的依据,而这也不利于模具行业的转型升级。
2.5 云制造平台建设滞后
台州模具行业的云制造平台还处于构建当中,使得台州模具企业特别是中小企业的模具设计生产方面的成本大大提高。将模具云制造平台推广到每个模具企业,可以实现资源的高效利用,促进模具企业间的合作开发、合作生产,从而改变模具企业运营模式。
2.6 整个行业结构较为单一
台州模具企业以从事中低端塑料模具生产为主,高端模具企业数量偏少。大多数产品还是停留在劳动密集型的模具产品上。同时台州的模具企业以中小企业为主,企业经营存在一定风险。模具行业具有固定资产投入多、技术创新成本高的特点,因此企业扩张存在融资困难、融资成本高的问题。
3 台州模具行业应用互联网+的现状
台州模具行业近年来发展十分迅速,截至2015年_州黄岩已经拥有3 000多家模具企业,相关从业人员近5万人,年产值超百亿,已经成为国内模具企业最密集区域。目前CAX软件已经运用到模具设计中去,先进的数控制造设备也在模具企业间普及,云制造平台也开始在模具企业中推广。
3.1 专业模具制造云平台正逐步搭建
台州模具主要以黄岩的塑料模具为主,其次是金属制品的冲压模、吹(挤)塑模和新兴的玻璃钢模,而金属制品的压铸模、铸造模的市场份额相对萎缩。其中塑料模具约占总量的85%,塑料模具主要分为汽摩配件、日用塑料制品、家电塑件、管材管件塑料模具四大系列。台州塑料制品行业,已经形成“以模带塑、以塑促模”的良好局面。但塑料模具处于模具行业的低端,缺少高精度、高寿命和高效益的模具产品,模具生产线自动化程度虽然较高,但和宁波、杭州等地区的模具行业相比缺乏精密、复杂的模具生产线。同时在模具开发上,台州模具行业整体模具开发周期过长,开发成本过高,缺少市场竞争力。目前台州模具行业综合性的云制造平台正在搭建过程中,该平台整合台州模具企业的模具全供应链的各类信息、模具装备的数据信息、模具加工、在线交易等信息,利用互联网技术提高经济运行效率。
3.2 模具制造智能化程度逐步提高
台州模具企业数量多仅台州黄岩的模具企业就数以千计,但大多是中小企业普遍规模较小,模具产业投入大、生产周期长,企业上规模难度较大,所以对这些企业而言利用云计算、大数据新型工具于模具的设计和生产存在较大难度。同时各模具企业之间竞争压力过大,导致企业盈利空间缩减。模具厂商为了生存被迫降低模具产品质量,从而使模具市场秩序不规范,加大企业研发新产品的风险,另一方面使得国外客户对模具质量产生不信任,对企业承接海外订单,开展对外贸易造成一定阻碍。
3.3 移动互联网信息共享平台正逐步推广
在新一轮的科技革命中,台州的模具行业大多数企业为中小企业,这些企业为应对日益激烈的行业竞争,提升企业的经济效益,一些模具企业开始尝试移动营销。模具行业移动互联网信息平台是互联网创新成果体现,该平台依托移动互联网的媒介优势,实现信息共享。主要为模具制造企业提供企业信息、产品信息推送服务,通过平台的信息推送,实现企业与移动互联网电子商务领域客户群体的无缝对接,为企业开拓新的销售渠道、提高产品销量提供一种新模式。
4 台州模具产业转型升级的对策
模具行业融合互联网顺应了工业4.0发展要求,利用信息通信技术以及互联网平台,让互联网与模具行业进行深度融合,使模具制造向数字化、自动化、智能化迈进,是台州模具行业转型升级的重要途径。
4.1 重视人才的引进与培养
构建合理的人才结构体系,通过组织、整合现有资源,改进企业内部管理模式,人才吸引奉行自主培养和积极引进相结合的原则。依托各类培训机构,培养中高级的模具设计和制造人才,引入高等院校如附近的台州学院、台州职业技术学校等本、专科院校模具设计与制造共建机制,提升模具成型技术研究力,在进行互联网和模具方面人才的引进和培养的同时,对他们进行模具领域知识的培训,全面提升员工的素质。还可通过改变待遇、住宿环境、子女就学等方面的问题来解决留住人才难的问题。
4.2 提升模具行业生产的标准化程度
鼓励企业大力发展模具标准件生产,提高模具标准件的使用率,增加模具产品的可靠性。有关统计资料表明,采用模具标准件可使企业的模具加工工时节约25%~45%,能缩短模具生产周期30%~40%。 模具的标准化生产能实现模具专业化生产,提高质量,降低成本;实现模具零件的批量生产,缩短制模周期;适应模具CAD/CAM的开发应用需要。同时,加快黄岩模具博览城的建设完善,借助黄岩模具博览城这一平台场形成集模具设计、研发检测、人才培训、展示交易、电子商务、信息会展等多种功能为一体的模具展贸基地。
4.3 搭建云制造平台
搭建云制造平台,将云计算运用于模具的生产过程当中,整合模具的前期设计和后续的制造资源,提高资源的利用。针对台州中小模具企业设计能力低、设计周期较长的问题,打造专门的云设计平台,可以将模具设计外包给平台上的设计师,这可以解决一些模具企业在模具设计上存在的难题。
4.4 通过跨境电商完善模具企业信息化管理
鼓励企业积极拓展海外业务,借助阿里巴巴国际站、亚马孙等平台开展跨境电商,并加强与国际模具企业的技术文化上交流,引进国外先进的模具制造技术。同时,运用互联网技术,构建包含了客户管理、销售管理、采购管理等多管理模块的企业网络管理系统。
4.5 加大政策扶持力度
政府要推动打造模具产业集群,完善台州模具行业公共平台,提高台州模具产业的品牌知名度和市场竞争力,鼓励企业开展出口业务,引进国外先进的生产技术和先进的生产线。同时,政府也要对模具企业的融资提供相应的政策扶持,解决模具企业发展过程中的融资困境,提高企业扩大规模、投入研发的积极性。
参考文献
[1] 秦珂.具有竞争力的中国模具--中国模具行业发展现状及展望[J].航空制造技术,2014(1):47-51.
[2] 陈平,杨本伟,尧军.浅谈模具数字化设计与制造技术[J].航空制造技术,2015(9):49-52.
[3] ,陈庆新,毛宁.基于模具企业全质量管理系统的信息集成和功能设计[J].制造业自动化,2009(31):47-49,69.
[4] 虞耀君,马明亮,丁志华.汽车模具先进制造技术现状与行业发展趋势[J].制造技术与机床,2010(5):45-47.
1.1基准选择根据零件特点和生产纲领,遵循基准统一原则,兼顾互为基准原则,选择零件的上下表面和两个内孔作为主要的基准。依据先面后孔的原则先加工主要的基准面,零件的上下表面互为基准进行加工,以满足尺寸和位置精度要求,然后利用基准面加工两个基准孔,保证基准孔与基准面互相垂直。在以后工序中,以一面两孔定位进行加工。
1.2工艺路线该零件生产类型为大批量生产,采用工序分散的原则制定工艺路线。根据公司现状,选择数控铣床、普通铣床和钻床。生产方式以通用机床加专用夹具为主。表1所示为零件加工工序表。
2铣削专用夹具设计
根据六点定位原理和机床、刀具、工艺特点设计该铣削专用夹具,且满足以下5点要求:①保证工件的加工精度;②提高生产效率;③工艺性能好;④使用性能好;⑤经济性好。
2.1定位方案和定位元件根据图5可知本道工序主要加工瓦口,利用数控立式铣床端铣刀加工三处短圆弧面。以已经加工过的底面为定位基准面,以两精加工孔定位,这种一面两孔的定位方案将工件的6个自由度完全限制。根据夹具定位原则,一面两孔中的两孔分别用短的圆柱销和菱形销实现,利用夹具顶面与工件基准面相接触。
2.2夹具整体结构在专用夹具设计中,为保证强度满足加工要求,分别在两凸台下各加一辅助支撑,再用压板夹紧。夹具整体轮廓尺寸为350×185×165,各零件尽量采用标准件,其中非标准件采用铸铁材料。图6所示为夹具主要工作原理图。
3模具型腔CAM
将Pro/E软件完成的模具CAD实体模型转换成IGES文件格式,利用数据接口将其导入MasterCAM中实现了模具型腔的CAM,如图7所示。
4结论
关键词:冲压工艺与模具设计;二次开发;课程设计
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2017)06-0243-02
对于高职院校的模具设计与制造专业,《冲压工艺与模具设计》课程是其专业核心课程之一,有着不可或缺的重要作用。而《冲压工艺与模具设计》课程设计更是模具设计与制造专业教学中相当重要的实践环节之一。在整个实训周期,学生需要掌握模具设计的整个流程及方法,并且自己独立查找模具设计大典、模具设计手册等相关资料,综合运用模具设计知识,并且通过一系列计算,完成整套模具零件图的设计、绘制与装配。通过实训,可以让学生从理论知识的学习逐步过渡到实际模具的设计。
1 冲压工艺实训教学现状
高职院校模具设计与制造专业大多都有开设冲压模具课程设计实训,该实训一般为期两周,目的是让学生掌握整个冲压模具的设计流程,主要内容包括模具类型选取,模具关键零件设计与零件图绘制,模具刃口尺寸计算,模具排样图的设计,模具装配图的绘制等等。在其中零件图和装配图的绘制过程中,大多数学校还采用手工绘图,由于零件数量较多,学生无法将所有零件图全部画完,这就导致装配图只能画出示意图,从而更加无法了解这样的装配是否会出现各个零件的相互干涉,以及装配出来的模具是否能够满足设计说明书的要求。
为了解决学生在冲压课程设计中出现的问题,近年来,随着计算机绘图的普及与发展,部分学校开始让学生采用AutoCAD或者CAXA等软件绘图,这在较大程度上提高了学生的绘图速度以及图形的可读性,不过在三维立体图方面还有所欠缺。还有部分院校让学生采用三维软件,比如UG NX10.0或者solidworks2015等软件进行零件图的绘制和装配图的组装,更加立体的图形让学生能够对各个零部件有更深刻的认识,由于绘图的工作量较大,很多学生采用分工合作,一部分负责设计计算,一部分负责画图,这就使得学生很难掌握模具的整个设计与绘制流程。
有鉴于此,本文以SolidWorks为基础,在VC++环境下,针对现有《冲压工艺与模具设计》课程设计中的不足之处,运用参数化设计,设计出模具的所有关键零件,通过选择其他标准件来完成整个模具的装配图,并且可以动态演示加工效果的课程设计系统。经过一年的教学与反馈发现,直观的动画有效地提高了学生学习的兴趣,让学生真正掌握整个模具设计的工艺和流程,更好地完成设计任务。
2系统总体结构
为了让学生真正掌握冲压模具设计的整个流程,本系统的设计思路与冲模设计流程完全吻合,其流程图如图1所示。
模具前期设计计算主要包括模具类型的选择(采用单工序模具、复合模还是连续模),模具关键零件尺寸的计算,模具的排样设计,材料利用率的计算,冲压力的计算,压力机的选择等等。
模具参数化设计主要是把计算的结果输入到系统的参数化设计对话框中,系统将自动生成零件的三维图,标准零件的调用是根据标准件的选择直接从标准件库中调取零件三维图。
装配模块是在所有零件的三维图都准备好后自动将其组装起来。
运动仿真模块是在装配Y束后实现模具的运动仿真,模拟真实模具加工场景,同时自动检查是否会出现零部件的相互干涉现象。
装配图与零件图打印输出模块是根据三维装配图,自动生成二维装配图,或者选择不同的三维零件转换成二维图进行输出打印,作为课程设计结束后的纸制资料上交保存。
3教学设计与实现
3.1 开发工具选择
教学系统采用SolidWorks作为三维开发软件,在该软件中,SolidWorks API是SolidWorks专门提供给开发人员使用的接口,这个接口是完全开放的而且功能齐全,它为开发人员提供了大量的功能函数,开发人员只需调用这些功能函数便可轻松实现所需要的功能,例如生成草绘图形并实现拉神、旋转等。SolidWorks API具有很好的兼容性,只要是支持OLE(Object Lingking and Embedding)和COM(Commponent Object Model)的编程语言,如Visual C++,VB等都可以用来进行SolidWorks的二次开发[1]。
考虑到SolidWorks软件自身是由VC++开发的,若用VC++来对SolidWorks进行二次开发,一方面有助于软件自身的兼容性,另一方面开发出的功能模块也能够更好的嵌入到SolidWorks中,实现VC++与SolidWorks的无缝链接。因此,本文以VC++6.0作为二次开发软件。通常对SolidWorks二次开发有两种方法:其中一种方法是基于自动化技术,开发出*.exe形式的程序,直接运行;另外一种方法是基于COM技术,先编写动态链接库(*.dll)程序,然后将该动态链接库嵌入到SolidWorks菜单栏中,使其作为SolidWorks软件中的一个插件使用。本研究运用的是第二种开发方式,即生成dll文件,然后嵌入到SolidWorks软件中。
3.2 参数化设计模块实现
参数化设计模块包括凸模,凹模,凸模固定板,凹模固定板等的参数化设计,这里以凸模的参数化设计为例。在我院冲压工艺与模具设计课程设计中,零件中采用的凸模主要有圆形,方形和其他形状,如下图所示为圆形凸模的参数化设计界面。标准圆形凸模的主要尺寸包括台肩直径D1和台肩高度h,凸模的两个直径D和直径d,以及凸模总高度L,在设计此类凸模时,学生只需要根据计算将数值输入到对话框中的凸模参数栏中,点击预览按钮便可以在SolidWorks中快速生成凸模三维图形。图2中a图所示为凸模设计对话框,在凸模参数栏中输入d=10.2mm,L=55mm,h=3mm,D1=17mm,D=14mm后,点击预览按钮,会弹出如b图所示图形,点击确定按钮则自动生成。
3.3装配模块设计实现
装配设计一般可以采用自上而下或者自下而上两种方法来实现[2],在本系统中,我们采用的是自下而上的设计思路,即首先将零件画好再装配。装配时,依次将零件加入到装配体中,同时根据相互之间的约束关系进行约束。若装配好以后有部分零件需要更改,只需要更改该零件的参数,只要约束关系不变,待零件更改结束后,系统中的装配图也会自动更新零件尺寸和形状。如图3所示为装配以后的形状。
3.4运动仿真模块设计实现
对装配好的装配图实现三维动画模拟仿真演示[3],在演示过程中判断是否会出现干涉现象以及其他模具设计方面的问题,比如冲压模具设计中凸模长度是否足够,条料在加工结束以后是否可以正常卸下,零件或者废料是否可以从凹模洞口中顺利排出或者顶出等等。通过运动仿真可以让学生完全掌握常见冲压模具的设计知识,同时运动仿真的完成也会大大增加学生的自信心和实训工作完成的成就感。如图4所示为运动仿真过程中的截图,从中可以看到条料已经伸入模具中,并且已经加工出了两个零件,加工过程所产生的废料从凸凹模孔中排出落下。
4结论
本文通过对SolidWorks的二次开发,对冲压模具中所有零件实现了参数化设计,学生通过必要的计算以后,直接在软件中输入各个参数值,件即可自动生成零件图,同时,还可以对零件图进行自动装配,在装配过程中完成干涉检查,并在最后实现运动仿真。通过一年的实际使用测试,自动装配和运动仿真的视觉效果大大增加了学生做课程设计时的兴趣,提高了课程设计的效率,学生通过软件的使用,可以更迅速的掌握整个模具设计的全部知识,为后续的学习以及今后走上工作岗位都奠定了坚实的基础。本研究对于其他类似课程的课程设计实训也有较强的参考意义。
参考文献:
[1] 孟庆当,丁战友.浮选机关键零件的参数化设计[J],西安工程大学学报,2014,28(4):496-507.
利用标准件功能,选择标准零件的规格,包括螺栓、定位环、浇口套、拉料钉、销钉、复位杆等,确定定位点进行初步定位,然后测量出具体的尺寸,进行移动。添加标准零件后,需要进行创建型腔,型腔设计是MoldWizard分模中一个很方便的功能,利用该功能可以创建标准件在模架上的腔体(包括自动创建出螺纹孔等)。
2模具配作
为了提高加工效率和节省成本,定模型腔和动模型芯均采用整体嵌入和局部镶拼相结合的结构。采用标准化的模架,模具的加工主要是针对动模型芯、定模型腔的加工。模具零件采用数控铣床、数控线切割等进行加工。对于模具而言,零件的加工精度固然重要,配作更是决定模具是否成功的重要因素。所谓的配作,就是为了达到装配的整体效果,而做的一系列加工、修正和装配的工作。
为了要使得上、下模具分型面配合齐整,不会错位。在模具配作之前,要确定一个基准角,并做上记号。一般来说,模架买来后,都有一个基准角,如果没有,需要在磨床上磨出一个基对教学中存在的问题展开研究,以学术论文的形式呈现研究结果;教学项目研究主要指对在院校或院校级别以上申请的教育科研课题展开研究,研究结果以研究报告的形式呈现。教员教学学术素养的最终落脚点体现在对教学的研究性上。因此,教学成果要体现教学与研究相结合,对教学研究成果的考察主要看其创新性、应用性、交流性和可参照性等实践价值。
发展性要素指标发展性评价基于教员主体的自主性成长,指标主要包括:教学反思,是教员发展和自我成长的核心要素,反思的主要形式体现在教学后记以及教员的反思日记中,针对反思发现的问题,主动展开改进研究;合作交流,是拓展教员教学学术素养的重要途径,在一个良好的教学共同体中通过与同行研讨交流,将教学从‘个人财产’转变为‘共同体财产’才能促进自身提高;终身学习,是教员成长的基石,包括教学专业理论及技术、教育教学理论与方法、政治理论与修养、教学研究方法等。
3任职教育院校教员教学学术素养评价的过程
评价准备阶段:建立评价组织体系,为评价实施做准备动员工作。一是成立评价指导委员会,负责协调各种评价活动的关系,为评价的顺利进行创造条件;二是成立评价专家队伍,负责检查和评价教员教学学术素养,分析评价过程中的各类因素;三是与被评价对象进行沟通,使其了解评价的目的、意义,主动参与到评价过程中。
评价实施阶段:由评价专家队伍按照教学学术素养评价的各级指标体系展开评价。将一级评价指标分为两类进行评价实施,一类是目标性评价指标,包括知识要素指标、任职实践要素指标、教学能力要素指标和教学研究要素指标,这类指标主要靠客观事实与数据进行评价;另一类是发展性评价要素指标,这类指标主要靠专家评判方式进行评价。
结果分析阶段:对评价过程中获得的数据进行分析、整理、计算的过程。对于评价过程中获得的数据首先要进行有效性分析,去除无关信息和有歧义的信息,突出核心数据;然后,对有用的数据进行分类整理和提炼,以获得更多信息;最后对这些数据依据指标权重进行计算。
改进提高阶段:认真分析评价结果可以较好地了解自身优势、不足和进步情况。通过分析自身优势和进步的情况,激发教员自我成就感,增强自信心;通过分析自身不足,然后针对问题深入反思,重新制定发展目标,促使自己在不断的反思中发展自我、提高自我。
4结束语