模具是塑性成型加工重要環節,模具設計及制造水平可直接影響到工業、機械制造業生產綜合效益。由于不同行業對模具規格、數量的要求不同,需加強模具制造監管力度,配合使用先進的數字化制造技術,使模具制造環境能夠更好實現低成本、高質量、短周期發展目標。
1、模具數字化制造技術發展現狀
現階段模具制造的塑性成型基本理論已經形成,借助有限元方式的塑性成型數值仿真技術更為成熟,為加強模具制造管控力度奠定了堅實基礎。各類先進技術自動化管控技術的應用切實提高了模具制造質量,簡化了模具制造周期。
當前數字化制造已完成為模具生產企業重要競爭手段,數字化制造技術在模具各生產環節得到了進一步應用。不僅如此,數字化制造技術使模具生產全過程中的信息存儲、處理、傳遞等方式發生了較大轉變,模具制造行業也從原有傳統型制造轉向知識型發展。
2、模具數字化設計技術
現階段模具制造企業將發展目標設定在增強產品市場競爭力、提高產品生產質量、縮短產品發展周期等方面。大部分模具制造企業應用全局產品模型為目標的三維設計分析方式,切實提升了模具設計水平。隨著數字化技術發展速度不斷加快,模具設計環節也需要將傳統設計經驗及理論進行提煉與創新,從根本上提升模具制造水平。
傳統模具設計工作存在數值計算集成度不足、多任務及功能涉及受到限制。而通過使用數字化設計手段,開發專項針對模具制造流程的 KBE系統,能夠從根本上提升設計效果,是設計環節的知識繼承、集成及管理能夠高效開展,形成開放式設計環境,不斷創新設計手段。
在數字化創新設計工作開展期間,可以將多領域知識及多種描述形式知識進行集成化管理,建立產品模型,為后續產品智能化生產提供重要依據。配合使用工程知識繁衍技術,利用機器學習等方式優化數據庫內的工程數據,最大限度滿足信息管理、過程管理、決策管理等要求。
3、模具數字化加工技術
模具加工技術可直接影響到制造環節的綜合效益,需要對模具加工環節進行數字化改造。以加工環節的高速加工為例。高速加工與數控加工相比,能夠從根本上提升加工效率,改善加工表面精度及質量,簡化原有加工流程。但就目前來看,高速加工也會導致原有刀具材料的使用壽命縮短,實際生產成本進一步提升。因此在現階段模具數字化加工工作開展期間,需要結合客戶要求,將數字化發展重點轉向至提高機床加工性能、測量高速切削水平等方面。
高速加工先進加工技術,使傳統模具加工環節發生了巨大轉變。為充分發揮出數字化加工技術的應用重要性。模具制造企業還需要將當前發展目標放置在以下幾方面:
第一,合理控制加工參數。結合模具高速加工要求,制定出完整的高速加工參數表。分析現有加工實例,通過開展大量試切工作控制參數,實現高質高效切削目標;
第二,選擇適宜切削刀具。高速切削的切削原理與傳統切削原理不同,加工磨損機制與失效形式、刀具受力狀態存在較大差異。因此為保障高速加工環節高質高效開展,還需要選擇適宜的切削刀具,最大限度延長刀具使用壽命,發揮出刀具使用性能;
第三,合理規劃刀位路徑。要求在刀位路徑規劃過程中,需要著重分析高速切削特征,確保選擇出的刀具路徑圓滑,沒有較多轉折點。保障程序算法精度,控制刀具給進速度,避免道具出現這種問題。
4、模具塑性成型數字化分析技術
在模具加工過程中,金屬塑性成型機理較為復雜,傳統模具加工環節需要借助多年研究經驗,對塑性成型進行細致分析,致使產品開發周期長、開發成本高。而通過將數字化制造技術應用在模具塑形成型環節,可以進一步縮短模具開發周期,加強對產品性能的理解度。
結合金屬塑性變形力學狀態,將塑形成技術,分為體積成形與板料成形兩種。在研究金屬塑性變形規律過程中,主要采用物理實驗法及理論分析法,配合非線性塑性有限元數據,將材料硬化效應、模型及摩擦邊界條件等因素融合在一起,使模具制造環節的金屬流動規律能夠被有效預測。
5、模具資源數字化管理技術
配合使用先進大數據技術與與物聯網體系,滿足模具制造信息管理需求。舉例而言,將大數據與物聯網應用在模具制造管理體系的建立過程中,可以實現各部門信息的高效共享目標。
基于大數據改造后的數字化系統會整合體量更大的模具制造環節信息,加強信息采集、傳輸、存儲水平,增強信息利用與處理效果,從根本上提升模具制造質量。
數字化系統的物聯網化也體現在模具制造檔案子系統的應用中,借助結構化電子檔案系統,可以將模具制造環節的各項內容依照定義標準字節進行劃分并選擇管理人員可以通過使用統一的語言規范標準文字,及時查找所需的信息,從根本上保障模具制造信息檢索速度與準確性,為日后生產決策及運營管理統計分析提供扎實數據支持。大數據及物聯網數字化系統也應當覆蓋模具行業生產經營建設期間的全部業務管理環節,使模具制造企業綜合經營水平能夠得到切實提升。
現階段模具制造企業已經充分認識到數字化信息管理系統的應用重要性,通過收集并處理模具制造期間供應鏈管理、生產管理及財務管理,做好各制造環節信息公開共享工作,避免在模具制造期間出現信息孤島問題。
6、模具制造設備數字化管理
在構建模具制造管理數字化平臺過程中,需要開展基礎資料的錄入工作,為后續設備數字化管理提供充足的數據支持。現有模具制造設備基礎資料主要包括設備的分類編號、設備運行狀態、設備使用地點。依照數據錄入時間,快速查詢當日設備管理工作開展情況。
模具制造數字化管理平臺中的設備運行主要有巡檢記錄、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、巡檢部門的巡檢時間以及制造設備巡檢結果;維修記錄主要就是維修人員對巡檢記錄中發現的設備安全隱患進行維修處理,同時記錄下維修設備所處位置、維修人員、維修結果;巡檢提示需要根據巡檢記錄上報的巡檢時間進行制造設備運行狀態評估工作,幫助管理部門發現存在于制造設備管理中的不足之處,為優化機電管理機制提供重要數據支持。
設備保養工作也是模具制造設備管理的重要一環,需要在記錄設備保養全過程中著重收集保養設備編號、參與部門、保養人員、設備當次保養時間與下次保養時間。借助設備保養提示功能,對每臺設備的固定保養周期進行必要提醒,使不同種類的制造設備均能夠得到及時保養,從根本上降低設備故障問題發生幾率。
總結:總而言之,現階段模具制造行業面臨著更為激烈的競爭,為從根本上保障模具制造環節的質量效率,還需要配合使用先進的數字制造技術,充分發揮出數字系統柔性好、響應快等優勢。拓寬模具數字化制造行業發展渠道,確保模具制造行業能夠更好適應社會現代化發展趨勢,在加快地區經濟發展進程中發揮出重要作用。