模具零件（精选9篇）
模具零件 篇1
0 引言
当前, 我国加工产业正处于转型状态, 在机械加工的过程中, 机床的运用十分广泛。数控加工机组是现代机械加工产业当中的核心, 而模具则是数控加工当中的核心构件。因此, 模具本身的设计和质量与加工行业的发展息息相关。
1 数控技术的发展情况
目前我国的经济技术正处于高速进步当中, 人们的日常需求越来越趋向多样化, 也使得生活当中对于日用品及其它产品的要求越来越高, 而这就导致现代产品的更新换代速度较快, 加工企业小批量生产业务增加。同时, 当前我国轻加工业的生产速度也在不断攀升, 各类日用品的消耗速度也较快, 那么对模具本身的精度要求更高。但当前我国相关模具设计和生产方面仍存在一定的问题, 对模具的使用和制造产生一定的阻碍, 亟待解决[1]。
2 数控铣加工技术的特点
(1) 能力强。对于数控铣加工技术来讲, 其具备较强的复杂加工能力, 在飞机、轮船等制造过程中, 均会应用到数控铣加工技术。其加工质量同产品质量及性能间密切联系。该技术能够进行普通加工技术所无法进行的复杂加工任务。
(2) 质量优。该技术属于数字化技术, 能够在程序操控下完成自行加工操作, 从而防止由于人为因素导致的加工误差等问题。另外, 如果加工期间参数出现错误, 铣加工技术能够借助数控系统对其进行校正、补偿, 从而确保加工顺利进行。
(3) 效率高。与传统的模具零部件加工技术进行比较发现, 数控铣加工技术在进行模具零件加工时效率更高, 特别是针对一些五面体零部件及柔性单元零部件, 一次操作就能够完成多数位置的处理, 可以高效降低因为重复加工而导致的误差出现概率, 同时增快加工速度[2]。
(4) 柔性好。良好的柔性主要表现在对不同零部件模具进行加工期间, 仅需要调整设定程序, 就可以对不同种类的元件进行加工, 从而避免了专门制定工装夹具的问题。由此, 也在很大程度缩减了产品生产及加工的时间, 更适合现代社会小零部件生产的需求。
3 对模具数控编程的基本流程进行优化
在进行模具零部件加工期间, 数控铣加工技术从本质上分析依旧需要在数控机床上操作, 那么, 就需要对数控的编程流程进行控制, 从而确保加工的质量。一般情况下, 流程主要包括准备、方案、编程、定型四个阶段[3]。 (1) 准备阶段。在进行零部件加工前, 需要预先做好准备工作, 编程人员仔细阅读、分析相关数据信息后, 需要对数控编程程序进行制作、处理; (2) 方案阶段。在完成准备阶段后, 编程人员就需要结合车间现有资源, 即刀具、机床、设备、生产能力等条件编订生产零部件模具的相关规程。 (3) 编程阶段。此阶段是整个基本流程中最为重要的环节。程序编订期间, 结合零部件的特性, 构思加工方法及过程, 另外, 需要系统考虑加工机床及车间的情况, 选取合适的夹具等零件, 同时在选定方案的前提上借助计算机计算出相应的运动轨迹。之后利用仿真软件进行认证, 调整刀轨, 进而确保程序的正确性。 (4) 定型阶段。此阶段不仅是数控流程编订的最后阶段, 而且也是极为关键的验收阶段。该阶段较为常用的程序包括CLS格式文件及PRT格式文件。
4 对模具数控刀具进行优化
在进行模具零部件加工期间, 刀具具有十分重要的作用, 为了保障加工质量, 需要对刀具进行优化, 可以从以下两方面入手:其一, 合理选择刀具的类别及型号。刀具在数控铣加工技术中被广泛应用, 主要用于切割模具的成型面, 一般来讲, 较为常用的刀具类别包括球头刀、平头刀等, 型号一般在满足模具零部件质量基础上选用大型号的刀具;其二, 合理选择刀具的材质。在选择刀具的材质方面, 需要结合零部件的原材料及切削要求进行挑选, 尽量避免出现硬质刀具无法完全发挥切割功能而出现浪费的问题。在生产一些形状复杂、硬度较高的零部件时, 尽量选择高速钢材质的刀具, 进而确保符合耐磨性及切割速度、刚想强度等方面的需求[4]。
5 对模具数控零件进行优化
(1) 优化加工方法。在加工模具零部件期间, 首要注意的内容就是确保切割刀能够平稳的在斜面的运行, 不可以出现突然转变运动轨迹的问题, 另外, 保证刀具切割斜面、圆弧等位置时速度稳定。当切割刀同零部件的倾斜面接触时, 会出现一定摩擦, 从而发生共振问题, 那么就需要对切割的长度及切入角进行控制, 减少共振情况发生。
(2) 优化切削量。在进行数控铣加工技术操作期间, 切削量的多少与模具零部件整体质量之间存在紧密关联, 因此, 需要对切削量及切削的速度进行调控, 进而保证零部件表面光滑, 加工质量符合要求。通常来讲, 切削的数量需要建立在零部件原料刚性强度允许的基础上, 保证加工深度同切削深度相统一, 从而降低走刀概率, 提高加工质量。
(3) 优化内斜面。当对模具零部件的内斜面进行铣加工处理时, 需要对入刀方法进行优化, 以往多采取竖直入刀, 就需要相应降低切割的速度, 同时模块零部件表面也较粗糙, 刀具受损较严重。可以采用螺旋入刀的方法, 能够获得良好的切割效果, 但是需要注意入刀的半径。
6 总结
总而言之, 本文对模具零部件应用数控铣加工技术的方法、特点等内容进行了分析, 提出了优化措施, 目的在于更好的提高铣加工技术的水平, 保证零部件加工质量, 降低成本投入, 为生产企业增加经济收益。
参考文献
[1]刘汉华.数控铣加工模具零件工艺优化策略研究[J].科技创新与应用, 2015 (08) :64.
[2]区颖勤.数控铣加工模具零件工艺的优化策略分析[J].广东教育 (职教版) , 2015 (09) :89-90.
模具零件 篇2
影响模具零件表面质量的因素及改善措施
彭
磊
摘要： 模具零件的表面质量对模具的使用性能有很大影响, 如何使工件的表面质量达到要求, 如何减小各因素对工件表面质量的影响,就成为必须考虑的问题, 本文通过对影响模具零件表面质量的因素进行分析,并提出提高工件表面质量的措施。
关键词： 模具零件
表面质量
影响因素
模具零件的表面质量, 是指模具零件经过加工后的表面层状态, 它包括表面粗糙度, 表面层的加工硬化, 表面层的金相组织状态及表面层的残余应力等;而模具的失效是个别的零件的失效造成的, 其根本原因是零件丧失了其应具备的使用性能, 而研究与生产实践表明, 零件的失效大都从表面开始, 零件表面质量的高低是决定其使用性能的重要因素, 因此,正确地理解零件表面质量内涵, 改善表面质量,提高产品使用性能 有重要意义。.影响表面粗糙度的因素及改进措施
(1).切削加工中的影响
切削加工后的表面粗糙度主要取决于切削残留面积的高度。根据切削原理,影响切削残留面积高度H的因素,主要包括刀尖圆弧半径rε、主偏角kr副偏角kr＇及进给量f。此外,切削过程中的塑性变形,摩擦,积屑瘤,鳞刺,振动对加工表面粗糙度的影响也很大。
为减小切削加工后的表面粗糙度值,可采取如下措施: 1)合理选择切削速度, 因为在一定的切削速度范围内容易产积屑瘤或鳞刺;减小进给量, 可降低残留面积高度。
2)合理选择刀具材料, 适当增大刀具前角, 可抑制积屑瘤和鳞刺生长;选择较大刀尖圆弧半径, 减小主副偏角,均可减少残留面积。
3)合理选择切削液, 切削液在加工过程中能降低切削区的温度, 减少刀刃与工件的摩擦, 从而减少了切削过程中的塑性变形, 对降低表面粗糙度值有很大作用。
4)必要时, 在加工前骊零件进行正火, 调质热处理, 以提高硬度, 降低塑性和韧性。
(2).磨削加工中的影响
磨削加工表面是由砂轮表面上的磨粒刻出的无数细小的刻痕或沟槽所组成的。磨削加工的表面粗糙度是由刻痕几何因素和表面层金属的塑性变形决定的。若单位面积上的刻痕越多,即通过单位面积的磨粒越多,且刻痕细密均匀,则表面粗糙度数值越小。此外,砂轮的磨削速度比一般切削加工的速度高,磨粒在工件表面滑擦,磨削区温度很高,工件表层金属的金相组织发生变化形成表面烧伤,出现较大的塑性变形,使表面粗糙度值增大。
减少磨削加工后的表面粗糙度值, 可采取以下措施: 1)提高砂轮线速度, 因为速度高就有可能使表层金属来不及变形，致使表层金属的塑性变形减小，磨削表面的粗糙度值也明显减小。2)磨削深度对表层金属塑性变形的影响很大。减少磨削深度, 能降抵表面粗糙度值。
第1页(共4页)
重庆工业职业技术学院
3)合理选择砂轮, 通常, 砂轮粒度取46# ~ 60#为宜。选择中软砂轮, 磨钝了的磨粒能及时脱露出新的磨粒继续切削, 工件表面能获得较小的表面粗糙度值。4)经常仔细修整砂轮, 适当增加光磨次数。
5)检查并保持切削液的清洁, 对磨削加工来说, 切削液的作用十分重要, 对降低磨削力, 温度及砂轮磨损都有良好的效果, 有利于减少表面粗糙度值。
2.影响表层金属力学物理性能的因素及改进措施
(1)加工表面层的冷作硬化
硬化程度取决于产生塑性变形的力和变形速度以及切削温度。切削速度和进给量对硬化影响较大, 刀具刃中磨损也会对硬化产生很大影响。此外, 工件材料的塑性越大, 冷作硬化程度也越严重。
减小冷作硬化, 可采用如下方法和措施: 1)减小进给量和切削深度, 提高切削速度, 可降低切削力, 使塑性变形减小, 从而轻冷作硬化的程度。
2)适当增大刀具前角和后角, 减小刃口圆弧半径, 使切削刃保持锋利, 硬化程度也会减轻。
3)工件选用含碳量稍高的材料, 含碳量越高, 强度越高, 其塑性变形越小, 冷作硬化程度越小。
4)磨削时, 减慢工件转速, 增加对工件热作用时间, 可弱化塑性变形, 使冷作硬化程度减小。
(2)表层金属的金相组织变化
磨削加工表面金相组织的变化。机械加工过程中，在工件的加工区及其邻近的区域，温度会急剧升高。当温度升高到超过工件材料金相组织变化的临界点时，就会发生金相组织变化。对于一般的切削加工方法，通常不会上升到如此高的程度。但在磨削加工时，不仅磨削比压特别大，且磨削速度也特别高，切除金属的功率消耗远大于其他加工方法。加工所消耗能量的绝大部分都要转化为热量，这些热量中的大部分(约80%)将传给被加工表面，使工件表面具有很高的温度。对于已淬火的钢件，很高的磨削温度往往会使表层金属的金相组织产生变化，使表层金属硬度下降，使工件表面呈现氧化膜颜色，这种现象称为磨削烧伤。磨削加工是一种典型的容易产生加工表面金相组织变化的加工方法，在磨削加工中的烧伤现象，会严重影响零件的使用性能。
改善磨削烧伤的措施: 1)合理选用磨削用量。以平磨为例来分析磨削用量对烧伤的影响。磨削深度对磨削温度影响极大;加大横向进给量对减轻烧伤有利，但增大横向进给量会导致工件表面粗糙度值变大，因而，可采用较宽的砂轮来弥补;加大工件的回转速度，磨削表面的温度升高，但其增长速度与磨削深度的影响相比小得多。从减轻烧伤而同时又尽可能地保持较高的生产率考虑，在选择磨削用量时，应选用较大的工件回转速度和较小的磨削深度。
2)正确选择砂轮, 根据所加工工件材料, 合理选择砂轮粒度, 硬度, 组织, 结合剂。若砂轮粒度太细, 硬度高, 组织太密, 结合剂无弹性, 易出现烧伤。此外, 为降低磨削区温度, 在砂轮的孔隙内可浸入像石蜡类润滑物质。
3）改善冷却措施, 切削液直接进入磨削区可带走大量的热量, 避免产生烧伤。
第2页(共4页)
重庆工业职业技术学院
(3)表层金属的残余应力
表层金属产生残余应力的原因是：机械加工时，在加工表面的金属层内有塑性变形产生，使表层金属的比体积增大。由于塑性变形只在表面层中产生，而表面层金属的比体积增大和体积膨胀，不可避免地要受到与它相连的里层金属的阻碍，这样就在表面层内产生了压缩残余应力，而在里层金属中产生拉伸残余应力。当刀具从被加工表面上切除金属时，表层金属的纤维被拉长，刀具后刀面与已加工表面的摩擦又加大了这种拉伸作用。刀具切离之后，拉伸弹性变形将逐渐恢复。而拉伸塑性变形则不能恢复。表面层金属的拉伸塑性变形，受到与它相连的里层未发生塑性变形的金属的阻碍，因此就在表层产生压缩残余应力，而在里层金属中产生拉伸残余应力。
减小残余应力的措施:
如适当提高切削速度, 增大刀具前角, 减小刃口圆弧半径, 合理选择冷却液, 从而使残余应力减小。提高表面质量的其他方法:
1)滚压加工
滚压加工是在常温状态下, 通过滚珠或滚轮对金属表面进行滚压, 从而改善工件表面的微观几何形状的方法。
2）挤压加工 挤压加工是利用经过研磨的、具有一定形状的超硬材料(金刚石或立方氮化硼)作为挤压头，安装在专用的弹性刀架上，在常温状态下对金属表面进行挤压。挤压后的金属表面粗糙度值下降，硬度提高，表面形成压缩残余应力，从而提高了表面抗疲劳强度。
3)喷丸强化 喷丸强化是利用大量高速运动的珠丸打击被加工工件表面，使工件表面产生冷硬层和压缩残余应力，可显著提高零件的疲劳强度和使用寿命。
总结 : 模具零件的表面质量与其使用性能密切相关, 因此, 在模具制造中, 要注重细节, 尽可能地减小误差: 还要从经济效益等方面考虑, 在保证质量的同时又不造成不必要的浪费。
第3页(共4页)
重庆工业职业技术学院
参
考
文
献 汤忠义主编.模具制造工艺.北京: 中国劳动社会保障出版社出版, 2005 2 张铮主编.模具设计与制造实训指导.北京: 电子工业出版社, 2000 3 程培源主编.模具寿命与材料.北京: 机械工业出版社, 1999 4 张鲁阳主编.模具失效与防护.北京: 机械工业出版社, 1998 5 许发樾主编.模具标准应用手册.北京: 机械工业出版社, 1994
模具零件 篇3
关键词：流道系统 设计 优化
一、注塑模流道系统的组成
（一）主流道
主流道作为连接注塑机喷嘴和分流道的材料进出通道，在设计时应注意以下事项：
1、主流道的设计形状为圆锥形，如果设计材料的流动性较好，锥角可以控制在2度到4度，如果设计材料的流动性较差，可以适当增加锥角的度数，但是不能超过10度，以方便清理其中的凝；2、为了减少熔料的流动阻力，设计主流道时应当把粗糙度控制在0.4mm～0.63，并且在圆锥孔大端处采用r=l～3mm圆角进行过渡；3、根据具体情况，主流道进口端的截面直径一般控制控制4mm～8mm，要根据熔体流动性情况和制件的大小，适当调整。
（二）分流道
分流道作为连接主流道和饶口的材料进入通道，对于保持冲模过程中的压力有着十分重要的影响，在设计过程中要注意以下事项：1、在满足塑性设计的条件下，应当尽量控制分流道的横截面积；2、为控制分流道的总体面积，应采取恰当的方式设计分流道的排放位置和排列方法；3、注意控制分流道的粗糙度，按照以往的设计经验一般设为1.6；4、总体设计过程中，要设计足够的空间用于安置冷却系统。
（三）浇口
在绕口的设计过程中要注意以下几点：1、避免熔体破裂后在塑件上留下缺陷；2、绕口应幵设在塑件截面的最厚处；3、减少熔接痕和增加熔接强度；4、饶口位置的选择应使塑料流程最短，料流变向最少。
二、浇口位置及数量确定
为了确定流道系统中浇口位置和数量，本文首先制定了出多套的绕口设计方案，对于几种方案分别进行流动实验分析，分析各方案中绕口的平衡充填水平，从中选择最优方案，最终得出浇口设置的最佳数量和最宜位置。通过观察分析，我们得出以下结果，如表1所示：
表1 不同浇注方案的实验结果
从上表看出，三种方案中，方案b的绕口设计方案最优。
三、流道系统设计及优化
评估一个流道系统设计的合理性，一般从以下几个方面综合分析考虑：
（一）充填时间
对于改进前和改进后两类塑件，分别进行填充时间实验，实验结果如图1所示。
（a）改进前 （b）改进后
图1改进前后的充填时间
上图中不同的颜色代表不同的熔料填充时间，在图片的右侧的颜色变化条对其进行了具体的说明，越接近底端的蓝色，表示填充时间越短，随着颜色向上的递变，表明填充时间的不断增加，最顶端的红色表示填充结束。
通过分析观察图1改进前后的（a）、（b）两图，可以得出以下结论：
1、两类塑件都可以填充满熔料；2、熔体填充到塑件底端的时间差分别为0.024s和0.00ls，这表明两类塑件都达到了流道系统的填充时间要求。
（二）流动前沿处温度
对于改进前和改进后两类塑件，分别进行填充时间实验，并得出以下结论：
1、改进前的流动前沿处的温度升降幅度较大，变化最剧烈时降低了10.3℃，不符合熔体前沿的温度的变化要求，这表明塑件的温度分布均匀性较差，最终将导致塑件的质量大大降低，因此该注浇系统的设计还需进一步改进。2、改进前的流动前沿处的温度升降幅度不是很大，一直维持在一个稳定的状态，最大温度变化也才6.3℃，这表明塑件的温度分布较为均匀，能够有效保障塑件的质量，因此该设计方案基本合理。
（三）气穴
如果塑件中存在许多孔和栅格的结构设计，则在这些孔和边的边缘通常会出现气穴，这是不能避免的，只要在向模具填充溶料时注意设置排气槽排气，就会消除气穴对塑件成型质量的影响。
（四）体积收缩率
实验结果表明，最大体积收缩率分别为7.348%和7.318%，并且没有对塑件的均匀分布造成很大的影响，总的来说，只要把体积收缩率控制在一定范围之内，对于塑件成型后的使用不会产生显著影响。
（五）熔接痕
熔接痕一般出现在塑件结构较为薄弱的位置、孔间以及塑件的表面。如果熔接痕分布较多，将达不到对表面要求较高的汽车零件的使用要求，例如仪表板等。但是汽车零件多孔的特殊性质将直接导致塑件上熔接痕的出现，通过改进模具设计，可以有效减少熔接痕的数量并减小了熔接痕的覆盖范围，同时改变了熔接痕的分布范围，将不会出现在塑件结构相对薄弱的区域，这将大大增加汽车零件的使用寿命。
四、结束语
本文通过对汽车零件注塑模具流道系统的深入分析，明确浇口的最佳设计数量和位置，然后通过Moldflow软件进行了一系列模拟实验，制定了一套优化流道系统的设计方案并进行了详细分析，结果表明该方案可以限制体积收缩率、熔接线等因素对汽车零件质量的不利影响。这将对汽车零件注塑模具的进一步改进和发展奠定坚实的基础。
参考文献：
[1]单岩，王蓓，王刚.Moldflow模具分析技术基础[M].北京：清华大学出版社，2004.9
[2]申长雨.注塑成型模拟及模具设计优化设计理论与方法[M].北京：科学出版社.2009
模具零件 篇4
1 复合模具及其冲压工艺
以往, 在对汽车内外板、加强板及覆盖件进行冲压时, 都是在板料冲裁之后再拉延、修边和打孔。除了冲裁这一步骤之外, 每道工序都需要经过多步操作。在这种情况下, 整个冲压过程较为复杂、耗时较长, 并且因材料的利用率较低而使模具成本增加。为了克服以上冲压工艺存在的局限性, 需要优化复合冲压的模具结构及工艺流程。对于复合冲压模式来说, 其一般由2道工序组成, 具有拉延、冲孔、整形及翻边等功能, 不仅能够显著节约冲压板料, 还能够降低生产成本。
1.1 汽车金属板材模具结构
对于汽车板材复合冲压模具而言, 其在生产中一般由1道或者2道工序制作完成, 具有修边、整形、拉延、再拉延和冲孔等功能。本文所研究的模具由上模、上压垫、上模座、修边刀、下模、冲孔冲头及其他传统模块组成。
1.2 模具冲压工艺的应用
1.2.1 车窗架加强板
在制作车窗架加强板时, 要将向下的方向定为拉延方向。应用传统的冲压技术时, 除了冲裁下料之外, 冲压件还包括修边、分离、拉延、翻边和冲孔这几道工序。冲孔时, 要在下料的同时完成切割, 并保证此时所用压料板的体积远远大于普通压料板。对于部分形面来说, 其拉延高度变化并不大, 且在复合凸模主要由具有较大拉延高度的工作形面组成, 凹模则在上模座固定。当在模具上放置板料时, 板料靠带在精确定位方面具有一定的推力, 以此保证板料初始定位的精确度。而在单动压机方面, 复合压料板则会按照相反的方向移动, 并在氮气缸及气垫顶杆的支撑下使复合凸模和复合压料板顶部处于相同的高度。凹模最低点要比板料稍稍高出几毫米。在凹模向下移动, 与复合压料板间实现闭合之后, 板料则会形成复合压料板的形状, 且该区域在闭合、成型之后, 能够对后续拉延工作的开展起到引导的作用。而当凹模和复合压料板移动到模具底部时, 凸模与凹模间则会形成良好的闭合, 并被压缩成模具形状。在此过程中, 应用复合冲压方式能够将以传统方式冲裁下料之外的工作从5个步骤简化到2个步骤, 在简化施工流程的同时降低了模具的制造成本。
1.2.2 车顶天窗加强板
在车顶天窗加强板冲压中, 将向上的方向定为拉延方向。在复合成型方面, 其冲压原理则与上述车窗架加强板的冲压原理基本相同。但是, 两者存在一定的差异, 即在复合凸模中, 车顶天窗加强板是由一定数量的曲面组成的, 且在天窗的翻边方面, 第一道工序与其他工序合并。实际中, 如果孔及修边线的精度要求不高, 那么, 则可以根据实际情况简化后续的施工工序;而如果制作过程中对孔及修边线的精度要求较高, 可以在第一道工序或者第二道工序冲压中对孔及修边线进行冲孔和修边。可以说, 应用该种复合冲压方式能够简化传统冲裁下料的步骤。一般情况下, 可以将之前的5步工序缩短至2步, 这样不仅缩短了施工时间, 还降低了工程成本。
1.2.3 发动机罩内板
在发动机罩内板冲压中, 同样将向下的方向定为拉延方向。发动机罩内板冲压方式与车窗架加强板的冲压方式基本相同, 两者的差异在于, 在锐角位置处, 前者的复合压料板所占的面积相对较小, 这在一定程度上降低了起皱程度。如果孔及修边线对精度较高不高, 可简化后续施工工序;而如果两者对精度具有较高的要求, 可以在第二道工序或者第二次冲压过程中对其进行处理。应用这种方式能够在很大程度上简化以往的处理步骤。
2 结束语
在汽车零件冲压生产中, 工艺的选择具有十分重要的作用。鉴于此, 希望更多的专业人员能够对汽车零件复合模具及其冲压工艺进行深入的研究, 以促进汽车产业更好的发展。
参考文献
[1]谷玉峰.边支柱的另一种冲压工艺[J].黑龙江科技信息, 2010 (04) :15.
[2]陈宝亮, 韩春明.基于冲压工艺的产品造型分割设计探析[J].装备制造技术, 2010 (02) :119-120.
模具零件数据库的建立与链接技术 篇5
1.1 启动数据管理器
启动Visual Basic 6.0, 鼠标单击选择选项, 启动数据管理器, 进入数据库设计界面, 如图1。
1.2 建立数据库
单击数据库管理器的→命令, 在下级菜单中选择命令, 出现对话框, 在文件名中输入:压入式模柄, 则在数据管理器中出现如图2中和两个子窗口。新建的数据库不含任何数据表。
1.3 建立数据表
将鼠标指针移到区域内, 单击鼠标右键出现快捷菜单, 单击命令, 则出现对话框, 在对话框中单击添加字段按钮, 添加有关字段后结果如图3.
表结构中需要添加字段包括Access类型的数据表各个字段的名称、类型、宽度等。
注意:所添加的字段的类型设定要与后面准备输入的数据相匹配, 否则录入记录时会出错。
1.4 输入记录
数据表设计好后, 就可以输入记录, 在单击鼠标右键, 选择命令, 记录的显示可以单记录形式显示, 也可以多记录的形式显示。然后在各相应的字段名称中输入数值, 形成数据表中的记录。这时一张简单的压入式模柄的数据表已经形成。
2 建立有关控件及链接
2.1 ADO的基本概念
在VB中用户可使用三种数据访问接口:即ActiveX数据对象 (ADO) 、数据访问对象 (DAO) 和远程数据对象 (RDO) , 这三种接口代表了数据访问技术的三个发展时代, 其中最新的是ADO, 它最简单也最灵活, 因此本篇论文采用此接口。
2.2 创建ADO Data控件
ADO Data控件不是内部控件, 因此在使用前必须将其添加到工具箱。通过用鼠标左键单击, 在下拉菜单中选择命令, 打开对话框选中选中复选框, 则在工具箱中增加了ADO Data控件 (Adodc) 的图标。将ADO Data控件放置到窗体中, 默认的控件名为“Adodc1”改为:压入式模柄参数表, 更改相关属性后ADO Data控件的外观为:。
2.3 创建连接
(1) 右键单击Adodc控件, 在弹出的菜单中选中项, 结果如图5。
“使用连接字符”, 单击, 则弹出对话框中选择“Microsoft Jet 4.0OLE DB Provider”项, 其它项的使用在此不再详述。
(2) 单击“下一步”, 则出现“连接”选项卡, 在连接选项卡中可以设定要连接数据库文件。单击浏览文件, 在出现的对话框中选择已建立的数据库文件“F:数据库压入式模柄.mdb”如图6。
(3) 单击“测试连接”按钮, 如果出现“测试连接成功”的消息框, 则说明我们用Adodc控件连接成功。出现错误, 则继续检查数据提供者是否选择正确, 及数据库文件是否也设置正确。
(4) 单击“确定”按钮返回属性页对话框。单击“记录源”选项卡, 在“记录源”的命令类型列表中选择2-adCmdTable项, 在“表或存储过程名称”列表中选择“压入式模柄”, 这样就可以利用Adodc1控件打开压入式模柄数据表。结果如图7
3 实现文本框与数据表连接和图形的参数化控制
开放数据库互联ODBC (Open Data Base Connection) 提供了一整套的应用程序接口 (API) 函数, 可以方便实现与Access相连。现将用ODBC技术与VB的支持, 实现程序与数据的链接, 使设计所需的数据随时从数据库中调取, 同时也可以在使用过程中不断的扩充和修改数据库, 从而使模具设计更加合理和高效。
在本例将以“压入式模柄”为例说明:实现在文本框中显示从数据库中提取来的数据, 并实现模柄三维图形 (利用SolidWorks造型过程忽略) 与文本框中数值的自动链接 (三维图形各尺寸之间和位置之间应进行必要的约束) , 点击按钮可以实现三维图形的自动更新。 (1) 双击按钮添加如下代码, 将实现从在文本框中显示数据表中数据并将数据传递到相应SolidWorks三维图形, .实现模具图形的自动更新。
(2) 双击“上一组参数命令”按钮添加如下代码:可以实现数据向上翻转.
(3) 双击“下一组参数”按钮添加如下代码:可以实现数据向下翻.
制订的VB窗体如图8, 点击【模型更新】按钮, 三维图形更新后的结果如图9。
4 结语
数据库与图形链接技术最终使数据库数据直接转化为产品零件三维模型, 通对模具零件数据库数据修改和增加而改变零件的尺寸和形状, 达到了“立优即现”的动态效果。为模具更高层次的参数化控制奠定了基础, 极大地缩短了模具零件的设计周期, 是企业信息化工程的重要组成部分。后续可以利用AetiveX Automation技术, 将生成的.dll文件集成到客户应用程序中, 订制菜单集成于SolidWorks中, 使软件更加客户化、专业化, 具有很好的工程实用价值。
参考文献
[1]程宝义.计算机辅助设计基础[M].长沙:国防科技大学出版社, 1999.
模具零件 篇6
竞争力不仅仅是成本价格单一指标的表现, 而是综合实力的体现。成本价格作为最直观、最外在的表现, 往往成为人们对竞争力的直接感受。因此成本价格的竞争必然引发综合实力的竞争。采购与供应作为成本价格涨跌的操盘手, 一直以来都扮演着紧张的竞争对手关系。如何制造良性的“摩擦”, 调整好采购与供应的关系成为本文浅析的核心内容。
汽车生产中, 90%以上的零部件是通过模具批量生产出的, 模具品质的优劣直接决定了汽车零部件及整车的品质和生产效率, 模具可以说是汽车工业之母。模具产值与汽车零部件产值比约为1:100[1], 就东风日产而言, 一个完整车型, 10亿元的模具采购量背后, 是1000亿元的零部件采购量。模具的采购与供应在汽车行业中, 起到了四两拨千斤的杠杆作用。因此, 我们将模具作为本文的核心对象。同时本文所论述的模具采购指零件供应商所使用的外置模具采购。
二、东风日产模具采购与供应关系调整的背景
本部分介绍了现行的模具采购模式遭遇的困境和国内主流汽车厂采购方式的启发, 以及面对中国汽车模具行业发展前景与危机的思考。
(一) 现行的模具采购模式遭遇之困境及国内主流汽车厂采购方式的启发
东风日产现有的模具采购模式基本照搬了日本日产的方式。日产的采购方式就是为达成必达目标, 以削减成本为中心展开的。在必达目标预算指导下, 模具采购的谈判对象不是模具供应商, 而是零部件开发商。这一采购模式, 通过预算的达成保证了整体收益性, 但也直接带来了两大问题:一是模具报价的黑盒子效应。主机厂既不清楚零件供应商所报模具的市场真实价格, 也不知道模具的承制开发商。二是对预算的依赖性。由于预算作为必达目标, 其精确度要求极高, 这是一种单纯追求成本消减, 而将问题与压力抛给零件供应商的模式。多年的采购经验告诉我们, 这样的采购模式下, 存在脱离市场的风险, 同时也存在主机厂与供应商之间不信任危机的产生, 不利于实际的成本消减, 更不利于全价值链竞争力的提升。
2008年, 东风日产开始参与日产车型外置模具发包采购工作以来, 采购与供应商之间的黑盒子关系一直困扰着我们, 而由于预算是日方人员设定的, 因此预算的精度问题也一直是中日双方讨论的焦点之一。如很多合资公司一样, 东风日产在成立之初 (2003-2005年) 外置模具的中国现地化率低于60%, 为提高现地化率, 中日双方采购员致力于向零件供应商推荐有竞争力的模具供应商, 希望借此提高中国现地化率。在中日双方采购员的努力下, 2011年东风日产模具现地化率提升到85%左右, 与此同时, 日方开始了解和认识到中国模具供应商的能力, 也对中国模具市场的竞争能力给予了充分的肯定。中国模具市场价格水平也开始反映到日本对模具预算的设定中, 东风日产模具采购工作有了很大改观。但向零件供应商推荐模具供应商的工作, 虽然促进了现地化率的提升, 却没有从根本上打开采购与供应之间的黑盒子。而预算总是在车型发包前1年即完成设定, 时间差导致了预算与市场必然存在差距。
如何打开现行采购模式下的黑盒子, 如何优化预算精度, 如何在预算指导下, 既能掌握市场资源, 又能达成成本消减, 同时还可以帮助供应商提升竞争力, 达到双赢和多赢的效果, 这些都成为了东风日产探讨的方向。
带着这些问题, 2012年东风日产开始对中国国内排名前5的主流乘用车厂商的模具采购方式进行调研。调研结果显示, 上海通用、上海大众、一汽大众在重点零件上直接指定模具的开发商, 而非重点零件采用划圈不定点的采购方式;长安福特50%左右的零件采用联合招标的采购方式, 而北京现代采用指定韩资企业进行模具开发的采购方式。无论哪一种采购方式, 中国排名前5的主流乘用车厂商都最大限度的把握着自己投资的模具市场资源, 同时让采购贴近最直接的供应商市场, 打开黑盒子, 使竞争力得到充分的提升。
(二) 中国汽车模具行业发展前景与危机的思考
汽车行业的快速发展为汽车模具带来了空前的发展前景。首先是汽车市场的产销量带来广阔的模具市场空间:2009年, 中国汽车产销分别为1379.1万辆和1364.5万辆[2], 首次成为世界汽车产销第一大国。2010年、2011年、2012年中国蝉联世界汽车产销第一。2012年更是达到产销均突破1900万辆[3]。根据预测, 2020年中国汽车产销有望达到3500万辆, 中国、印度、日本、韩国将占全球汽车产量近一半, 亚洲将成为世界汽车及制造行业的生产、销售中心, 由此带来的全球采购中心也将转移到亚洲。其次, 新车型开发周期的缩短, 也为汽车模具的需求带来了增长空间:各汽车厂商新车型推出速度缩短为1.5年至1年[4], 每年上百款新车的推出, 迫切要求汽车模具的开发周期调整为半年甚至季度。最后, 随着欧美、日韩经济增长乏力以及制造加工成本、人工成本的增加, 大量的出口业务也呈连年增长趋势, 近年中国汽车出口增长率超40%[4]。汽车市场的需求, 国内外环境政策的导向, 都给中国汽车模具行业带来无比巨大的市场空间和发展前景。2012年中国模具行业达到2500亿元规模 (汽车模具占30%) , 未来3至5年内汽车模具仍将以高于汽车行业, 高于中国GDP增长的速度持续高速发展, 预计到2015年中国模具行业将达到3500亿规模, 而汽车模具比重将达到40%[4]。
然而, 回顾世界制造业和汽车工业发展史, 以及近几年世界制造格局的演变趋势, 我们发现在中国汽车模具高速发展的背后, 隐藏着可怕的危机。从1766年英国发明家瓦特改良蒸汽机拉开第一次工业革命的序幕开始, 到1920年日本成立东洋汽车工业公司, 世界汽车发展近150年的历史中没有亚洲的身影。1980年日本汽车产量超过美国, 成为世界头号汽车生产王国, 同时日本汽车模具称霸全世界, 日本花了60年。进入90年代, 日本汽车工业渐呈颓势, 1999年日产汽车公司严重亏损、濒临破产, 被迫将36.8%的股权卖给法国雷诺汽车公司事件, 成为日本汽车工业危机的一次大暴露[5]。
不过20年的时间, 日本汽车工业由鼎盛转向衰败, 同时日本大量模具工厂在2005年前后纷纷倒闭或转移到韩国、中国等国家。1956年中国第一汽车制造厂成立, 2009年中国成为世界汽车产销第一, 中国成为全球模具生产强国, 中国花了53年。中国汽车工业的鼎盛能持续多久, 中国汽车模具行业的强盛能走多远, 现在还无法断言。然而中国的汽车产业结构及汽车模具态势却令人堪忧。首先, 中国产销量居首的厂家, 合资品牌占据了主要位置。其次, 我国的汽车模具绝大多数处于中低端水平, 而高端的复杂模具还需要进口, 如注塑模中的阴模吸附成形模、搪塑模等, 冲压模中980以上高强度板、热冲压成形模等。最后, 东南亚低成本模具市场的不断扩张, 目前与中国模具市场虽然还存在差距, 但也已经表现出了一定的竞争压力, 这样的竞争压力在服装 (耐克、阿迪达斯工厂的搬迁) 、电子 (三星、富士康转向印尼投资) 等行业中体现的尤为突出, 今后也将波及到汽车模具行业及汽车行业本身。总而言之中国模具行业与中国的制造业一样, 目前还处于“中国制造”阶段, 还未能挤身“中国创造”行列。
中国的汽车模具市场前景很美好, 但高端市场的开拓乏力, 低端市场的竞争压力, 都给未来发展之路带来不少危机。东风日产作为一家国内的知名汽车企业, 对于模具资源的合理开发利用已经到了时不我待的时刻, 对于倡导汽车模具行业的良性发展也责无旁贷。
三、东风日产模具采购与供应关系的调整
为了在实现汽车零件外置模具成本消减的同时, 改善及深化与零件供应商的合作关系, 达到帮助供应商提升竞争力, 东风日产紧抓中国汽车模具市场, 开创了新的采购模式。图1为新采购模式与原有采购模式的对比示意图。
原有采购模式下, DFL (东风日产) 只与T1 (一级零件供应商) 确认模具价格, 而由T1自由选择TM (模具供应商) , 直线式的采购方式, DFL既不清楚TM真实的报价, 也不清楚T1具体选择的TM是谁。新的采购模式下, 模具的承制开发商由东风日产推荐的模具供应商, 与零件供应商推荐的模具供应商通过竞标产生。模具价格由模具供应商直接报出, 与预算对标后最终通过东风日产与零件供应商、模具供应商三方合意确定。这一模式, 保留了预算指导方式, 同时打开了报价黑盒子, 在公平、公正、公开的招标平台环境下进行, 充分挖掘了市场的竞争力, 并开发和掌握了一定的模具市场资源。
为了确保模具开发品质及进度, 切实做到帮助零件供应商提升竞争力。东风日产对推荐的模具供应商做了严格的选择, 以确保其模具开发能力及市场竞争能力。图2为2008年至2012年对模具供应商的评价选择过程示意图。
模具供应商的评选由NML (日产汽车有限公司) 与DFL (东风汽车有限公司东风日产乘用车公司) 共同进行, 以RNPO (雷诺日产采购组织) 确定的零件为对象, 目标价格为指导, 对13个零件的18家模具供应商进行了测评, 测评从QCDDM (品质、成本、开发、交货、管理) 、财务风险以及价格承诺三方面进行, 所有测评合格的模具供应商最终成为我们的NRTM (Nissan Recommend Tooling Maker日产推荐模具供应商) 。
通过精心挑选, 东风日产在启程品牌某新车型发包项目上, 向11件代表性树脂部品推荐15家模具供应商参与竞标, 推荐状况如表1所示。
四、新的采购与供应关系带来的成效
新的采购与供应关系带来的成效主要体现在以下三个方面。
(一) 打开黑盒子, 通过充分竞争带来模具成本价格的改善
在启辰品牌某一新车型上, 东风日产大胆的对11部品实施了新的模具采购方式:打开了原来由零件供应商报价, 造成无法了解模具真实价格以及模具具体承制供应商的黑盒子;通过建立公开的招标平台, 模具式样由零件供应商根据自身生产条件设定, 让东风日产推荐的15家模具供应商与零件供应商推荐的模具供应商进行充分竞争, 其结果如图3所示:招标的公开、公正、公平性, 带来了充分的竞争效果, 从中标比率来看, 东风日产推荐的模具供应商、零件供应商自有的模具供应商, 以及零件供应商推荐的模具供应商大约各占1/3, 结果与预期效果相似。与基准车相比11部品整体模具成本达到34%的消减效果。通过东风日产、零件供应商、模具供应商三方对产品式样、模具式样、生产条件等全方位的评价与合意, 最终达成了与原型车相比41.5%的降成本效果。图4为结果示意。
(二) 零件成本消减、生产效率改善带来的全价值链竞争力提升及双赢效果
在模具的充分竞争过程中模具供应商积极提案, 不仅达成了模具成本的消减效果, 还为零件成本的消减、零件供应商生产效率的提高带来了极大的效益。图5所示为模具供应商提案前大灯高配置与低配置车灯灯体共用, 以及远近光灯饰圈模具共用的案例, 不仅减少了两套模具, 降低了模具的整体成本, 由于模具的减少还带来了零件加工工艺的优化, 减少了加工工时及加工成本, 提高了零件供应商的生产效率。这一提案在实现成本消减的同时, 确保了零件供应商的产品利润空间, 提升了零件供应商的综合竞争力, 是双赢效果的完美体现。
(三) 与日产零件采购战略的调整有异曲同工之妙
东风日产在启辰品牌上大胆创新, 调整采购与供应关系的做法, 与1999年后日本日产公司为挽救濒临破产的局面, 在采购战略上实施一系列的调整改革有着异曲同工之妙。
日本日产在调整之前, 始终坚持为了达成目标利润, 在零件材料、纳入方式、调达价格等方面采取不和供应商讨论, 而直接由日产独自判断制作预算指标并将指示下达交易方的方式。这一方式将压力和责任推向了供应商, 造成了供应商与主机厂之间的抵触和对抗。
改革后日产和供应商两者之间就工艺和材料的改善进行充分讨论, 实施共存亡、共荣辱的方针。首先由日产生产技术、采购、物流等部门组成的队伍高举通过Monozukuri来打开局面的旗帜, 进入供应商内部, 与之一起商讨如何降成本、提高成品率。改变了单纯要求降价的旧局面, 创造了共同展开降成本的新体系。其次2009年全新起航的以“相互传达感谢, 建立相互信赖关系”的理念为出发点来命名的“Thanks活动” (Trusty and Harmonious Nissan Kaizen activity with Suppliers) 。2011年开始推行的新中期计划中的, 为了精准把握每台车的制造成本, 转变为对采购零件、物流、制造一系列的流程负责的“TDC挑战” (Total Delivered Cost) 活动。
所有这些调整和改革, 改善了日产与供应商的关系, 更重要的是同时带来了双赢的效果, 采购成本降低的同时, 供应商的利润却有了显著的提高。例如鬼怒川橡胶业有约6成的业务是面向日产的, 在2012年3月份的结算中营业利润率达11.8%;优尼冲压约9成业务是面向日产的, 在同期为10.3%;日产子公司大型变速箱加特可在同期为5.3%。在汽车零部件行业营业利润率只要超过5%即达到合格。就算和丰田系列相比较, 也比生产变速箱的爱信机械5.2%略胜一筹。
如此可见, 日产在零件采购上所倡导的, 联合零件供应商充分挖掘成本改善对策, 实现降成本、保利润双赢的采购战略, 与东风日产进行的调整模具采购与供应关系的战略不谋而合。而于模具采购的调整改革, 东风日产走在了日产前面。
五、新模具采购与供应模式实施过程中问题及今后深化调整的思考
任何改革和创新都不会是一帆风顺的。在东风日产本次对启辰品牌11部品模具采购调整试点过程中, 我们同样碰到了许多的困难, 同时也发现了许多待改善的课题。归纳起来, 主要体现在两方面。
(一) 零件供应商配合度问题
实施过程中, 零件供应商表现出各类不配合的现象, 主要表现为:
第一, 对模具式样设定苛刻条件, 以提高模具报价。
第二, 提出高昂的模具开发管理费。
第三, 向不同的模具供应商传递不同要求的报价条件, 制造不公平竞争环境。
第四, 甚至以拒绝产品开发相要挟的极端表现。
所有这些, 归根结底原因在于零件供应商直观的认为, 新的模具采购方式触动了其模具利润的蛋糕, 从而产生了抵触对抗的情绪。零件供应商并没有充分意识到, 这一调整将给他们带来的深远影响。
(二) 模具供应商潜能及竞争力未能充分发挥
从结果来看, 三分之一的中标率说明, 东风日产推荐的模具供应商存在竞争乏力的表现;而过程中的问题点也暴露的很充分。
第一, 不积极主动向零件供应商及东风日产确认模具式样, 导致报价偏离。
第二, 对产品区别对待, 对于小型零件及含金量少的产品模具缺乏兴趣, 主动放弃竞争, 等等。
模具供应商的表现, 除了由于零件供应商制造的环境因素外, 以其自身观望等待, 对东风日产采购战略实施信心不足, 政策理解不充分等内在因素不无关系。
(三) 持续深化调整的思考
目前东风日产对汽车零件外置模具购买模式的调整, 虽然打开了困扰已久的黑盒子, 同时引入了中国模具市场资源的竞争, 取得了一定的降成本效果。但由于对象范围不够, 想要达到降成本的同时, 提升零件供应商的利润和竞争力, 实现双赢效果, 还必须从如下几方面入手以深化调整和改革。
第一, 要确保本次启辰新车发包过程中的成果。保证中标模具供应商承接业务, 让模具供应商对东风日产的改革充满信心。同时在模具开发过程中发掘供应商的潜能, 确保模具品质、交期、售后服务等全方位得到提升和超越。让零件供应商感受到, 这一战略调整为其在产品开发进度, 产品品质保证, 模具及产品成本等方面带来实际好处, 让其意识到双赢效果的存在, 从而积极配合战略实施。
第二, 要联合日本日产, 将战略推广到日产品牌车型, 并借助日产的推动力, 对日系零件供应商强化战略调整。
第三, 要扩大战略调整的对象零件范围及车型范围, 联合产品开发、零件采购、品质保证、制造技术等部门在更多的零件和车型上实施采购战略调整。
第四, 要广泛挖掘有竞争力的模具供应商, 并根据零件类别对模具供应商进行甑选, 以充分发挥模具供应商的竞争力和积极性。
第五, 要加强政策的宣导及管理措施的完善。
第六, 既要借助中国汽车模具市场资源, 营造双赢甚至多赢的市场氛围, 确保汽车全价值链竞争力的提升, 也要致力于倡导中国汽车模具行业良性竞争及规范化、标准化、国际化的健康市场环境。
六、总结
本次东风日产从自身需求出发对汽车零件用外置模具购买模式的调整, 顺应了中国汽车行业、中国模具行业发展需求, 在充分发挥采购杠杆作用, 深度挖掘成本消减潜能的同时, 为创造多赢的供求关系, 保持和提升汽车全价值链竞争力的方向上迈出了实质性的一步。其无论出发点、方式方法还是成果都值得肯定。然而, 今后的调整改革之路任重道远, 仍然需要不断的探索和创新。
参考文献
[1]罗百辉.2010年模具发展将保持强劲势头[J].中国模具, 2010 (1) .
[2]李高阳.2009年中国汽车产销量居世界第一[EB/OL] (.2010-01-12) .http://www.caijing.com.cn/2010-01-12/110356593.html.
[3]中商情报网.2012年中国汽车产销量连续四年全球第一[EB/OL]. (2013-01-12) .http://www.askci.com/news/201301/12/121041554859.shtml.
[4]罗百辉.模具出口回暖技工短缺融资困难[J].福建模具工业, 2009 (5) .
模具零件 篇7
UG NX 6.0 是NX系列的最新版本, 它在原版本的基础上进行了多处的改进[1]。例如, 在特征和自由建模方面提供了更加广阔的功能, 使得用户可以更快、更高效、更加高质量地设计产品。对制图方面也作了重要的改进, 使得制图更加直观、快速和精确, 并且更加贴近工业标准。文中以模具零件为原形进行设计、加工和编程。通过实例来加强对UG软件的掌握, 可以更加形象地体现UG软件在设计、编程方面的强大功能[2]。
1 模具零件实体造型
1.1 分析零件
如图1, 通过图形分析可知:
(1) 零件涉及曲面、钻孔等造型方法;
(2) 零件可以通过建立草图、拉伸、修剪体、镜像、扫掠等常用命令进行造型;
(3) 为了保证加工精度, 所以在三轴数控铣床上分两次装夹完成, 采用四边分中进行对刀;
(4) 该零件包括曲面、孔、型腔等结构, 形状比较复杂, 但是工序相对容易, 表面质量和精度要求不高, 所以综合考虑, 工序安排比较关键;
(5) 为了保证加工精度和表面质量, 分析采用两次定位装夹加工完成, 按照先主后次、先近后远、先里后外、先粗加工后精加工的原则依次划分工序加工。
1.2 零件的实体三维造型
利用UG NX6建模如图2。
2 基于UG自动编程的模具零件加工
2.1 零件分析
如图2 所示, 为一个模具零件实体模型, 材料为45钢, 毛坯为100 mm×100 mm×30 mm的方形毛坯料。选择三轴数控铣床XK713A加工。其周边为四个台阶, 上面三个台阶侧为圆角。上表面为曲面, 中间为型腔。底部还有四个同样的沉孔。
2.2 加工工艺分析
此零件为一个模具类零件, 在加工时, 先加工反面的孔, 然后再加工正面的轮廓。在加工过程中需要两次装夹, 故在编程时需要建立两个坐标系。如果将坐标原点分别置于零件的顶面, 则会因为毛坯高度尺寸不一致, 导致基准台高度尺寸不准确。为保证基准台的高度值准确, 应将两个加工坐标系原点都置于基准台上, 采用四边分中方式进行对刀。这样, 只要毛坯高度大于零件的高度, 多余材料会在加工过程中被自动切除[3,4]。
2.3 零件加工的各参数分析确定
该零件加工应要考虑以下几个因素。
(1) 切削深度ap。在工件和刀具刚度允许的情况下, ap就是加工余量, 这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度, 一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。
(2) 切削宽度L。一般L与刀具直径d成正比, 与切削深度成反比。经济型数控机床的加工过程中, 一般L的取值范围为:L= (0.6~0.9) d。
(3) 切削速度V。提高V也是提高生产率的一个措施, 但V与刀具耐用度的关系比较密切。随着V的增大, 刀具耐用度急剧下降, 故V的选择主要取决于刀具耐用度。主轴转速n (r/min) 。主轴转速一般根据切削速度V来选定。计算公式为:V=pnd/1000。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调 (倍率) 开关, 可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。
主要根据允许的切削速度Vc (m/min) 选取:
根据切削原理可知, 切削速度的高低主要取决于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素。
综合以上的分析, 确定了零件的加工顺序、道具规格和必要的参数, 如表1。
2.4 设置加工环境
打开零件图, 单击开始图标, 选择“加工”选项, 设置加工环境如图3。
3 后处理生成程序
3.1 后处理
在 “PROGRAM” 上右键弹出菜单, 选择“后处理”选项, 弹出后处理器, 在其中选择后处理文件, 如图4[5,6]。
这里选择已经编辑设置好的MILL-3- AXIS系统后处理文件, 指定存放位置, 确认输出, 生成G代码, 至此, 加工完成。
3.2 生成程序
由于生成的程序太多, 在此只截取部分程序, 如图5。
4 总结
从模型的建立到最后的模型自动编程, 包括了零件图的审查、工艺的设计、刀具和机床夹具的选择、切削用量的选择、UG的建模与编程、后处理等, 通过一系列的作业操作, 完成对零件的加工任务。
摘要：介绍基于UG软件自动编程, 并针对模具零件的数控铣削加工设计。运用UG软件, 根据图纸的尺寸要求制出零件的实体三维造型, 并对零件进行图形分析及工艺分析, 确定加工方法及所需的加工刀具等, 确定好工序。最后通过后处理生成零件的加工程序, 并在机床上进行实际加工。实际加工操作结果表明, 所加工出的零件完全满足图纸的要求并利于实际生产。
关键词：UG,自动编程,创建操作,刀路,后处理
参考文献
[1]曹岩.UG NX4数控加工实例精解[M].北京:机械工业出版社, 2007.
[2]陈宏钧.实用机械加工工艺手册:第三版[M].北京:机械工业出版社, 2009.
[3]勾波, 吴玉光, 王光磊.基于UG的三维装配尺寸面链表组自动生成方法研究[J].机电工程, 2014, 31 (4) :437-441.
[4]吴正洪.基于UGNX的数控车削编程模板的建立及实践[J].机械设计与制造, 2008 (6) :143-144.
[5]吴凯, 张柳清.基于FANUC-0i系统数控铣削非圆曲线零件宏程序的编制[J].机电工程技术, 2015 (7) :14-17.
模具零件 篇8
1 汽车零件注塑模具流道系统组成
汽车零件注塑模具流道系统设计包括流道设计和浇口设计两个部分, 现对流道系统组成及在设计时应遵循的原则进行简要介绍。
1.1 主流道
主流道为材料进出通道, 主要包括直浇口式、横浇口式和斜浇口式三种结构形式。在设计时, 应注意以下几个方面:1) 主流道形状应呈圆锥形, 若设计材料流动性较好, 锥角设计为2~4度, 反之则可取6~ 10度, 主流道长度控制在60m m以下。2) 主流道截面积大小影响塑料熔体流速和充模时间, 结合具体情况, 一般将主流道近端口截面直径控制在4~8mm, 若熔体流动性好且制件较小, 可适当减小直径。3) 锥孔内壁粗糙度控制在0.4~0.63μm, 在圆锥孔大端处由直径为1~ 3m m的圆角过渡, 尽量降低熔料流动阻力。
1.2 分流道
分流道是材料进入通道, 对充模保压过程中的压力影响很大。由于分流道要将具有高温高压特性的塑料熔体流向主流道然后转换到模腔, 因而在设计过程中, 对分流道设计的基本要求是尽量使熔体通过分流道时的温度有所下降, 压力损失尽可能降低, 并保证熔体能均匀稳定地分配到模腔。这就需要在综合考虑制品的体积、厚度、形状的基础上合理设计分流道形状和尺寸。实际设计中, 需要注意以下几方面:1) 在满足塑性设计和注塑成型工艺条件下, 使分流道截面积尽量小。2) 合理设计分流道排放位置和排列方法, 间距要合理, 建议采取轴对称或中心对称方法紧凑排列, 以控制分流道总面积。3) 长度尽可能短, 多型腔模具中各型腔分流道长度尽可能相等。4) 粗糙度一般取1.6μm。5) 进行总体设计时, 应留有足够空间安置冷却系统, 并保证冷却系统方式和布局合理。
1.3 浇口
浇口为熔体通道, 连接流道和型腔, 对熔体在模具型腔内的流动有很大影响, 进而影响注塑件成型质量。一般来说, 熔料的流动方向和平衡性由浇口位置决定, 若浇口位置不合理, 将不利于熔体的平衡充填, 导致制品存在质量缺陷。对于浇口的设计要求, 应开设在塑件截面最厚处;减少熔接痕, 增加熔接长度;选择的浇口位置应使塑料流程最短, 料流变向最少, 并应有利于排气和补料。
2 汽车零件注塑模具流道系统设计及优化
2.1 浇口位置及数量的确定
本文以汽车仪表板为例, 该汽车零件对外表面质量要求较高, 浇口位置只能设置在制件上下两侧边缘, 这样才能保证使用表面光洁度。若无法充满型腔或是不能保证熔料平衡流动, 制件将会出现质量缺陷。以确定合理的浇口位置和数量为设计思路, 提出了三套浇口设计方案, 通过对各方案浇口的平衡充填水平的分析, 选择出最优方案, 确定最佳浇口数量和位置。笔者主要设计了三种浇筑方案, 实验结果见表1。最后决定选用方案b。
2.2 主流道、分流道、点浇口的管径计算
由聚合物流变学理论可知非牛顿流体真实剪切速率公式为:
式中, γ为塑料熔体流动剪切速率 (s-1) ;Q为塑料熔体体积流率 (cm3/s) ;n为熔体非牛顿指数;R为流道半径。
大量研究表明, 在主流道中, 熔体的剪切速率为γ=5×103s-1, 根据汽车仪表盘和流道系统总体积、充填时间、主流道体积流率、温度、熔体非牛顿指数, 带入式可求出主流道直径。
在分流道中, 熔体的剪切速率为γ=5×102s-1, 在熔体分流道体积速率、分流道直径已知情况下, 根据上式可计算出分流道直径。
在点浇口处, 熔体的剪切速率为γ=105s-1, 带入上式可得到点浇口直径。
得出理论计算值后, 利用相关计算机软件进行数值模拟, 当发现初步设计存在缺陷, 比如存在熔接痕, 可将浇口改为潜伏浇口。
2.3 流道系统设计合理性评估
评估汽车零件注塑模具流道系统设计合理性, 应从以下几方面综合考虑:
第一, 考虑充填时间。对改进前后的两类塑件进行充填时间实验, 在实验过程中, 观察型腔是否充满、熔体流动是否平衡, 评价充填时间合理性。
第二, 考虑流动前沿处温度。这是分析熔体流动情况的重要指标。流动前沿温度变化应在10摄氏度以内。若温度分布均匀性较差, 且不能满足流动前沿温度变化要求, 那么成型后的制件表面质量可能就得不到保证, 需进行改进。
第三, 考虑体积收缩率。将体积收缩率控制在一定范围内对于成型后制件的使用不会带来太大影响, 这就要求确定合理的保压压力和保压时间, 深入分析保压过程, 并对保压过程中型腔内的 压力、温度、剪切应力的分布情况进行准确预测。通过模拟分析, 当体积最大收缩率在要求范围且在塑件左边凸起, 不会使体积收缩出现不均匀现象, 其他地方体积收缩率也比较均匀, 说明设计合理。
第四, 考虑气穴。气穴是在熔体注塑过程中型腔内空气、塑料自身蒸发出的水蒸气等气体未及时排出进而导致保压不充分、填充不完全及欠压的情况下产生的, 其存在直接影响制件成型质量。气穴主要存在于塑件孔和边的边缘, 当塑件有众多孔或栅格, 气穴产生就不可避免, 在这样的情况下, 充填熔体时可设置排气槽以使气体充分排出, 进而消除气穴, 保证产品质量。
第五, 考虑熔接痕。在汽车零件注塑成型中, 熔接痕是常见的质量缺陷之一, 是由两股塑料熔体汇集在一起或是一股流动前沿分开之后又汇合到一起产生的熔接线, 这种现象往往是不可避免的。在对于表面质量要求较高的汽车仪表板中, 一般不允许存在熔接痕, 但是由于多孔的特征, 若无法避免, 应尽量控制熔接痕出现。经过改进后, 若熔接痕数量减少, 长度缩短, 分布位置得以改善, 说明设计合理, 可有效降低制件断裂风险。
3 结语
总之, 汽车零件注塑模具流道对模具结构和相关工艺参数都有重要影响, 直接影响制件的成型质量, 因而对于机械模具设计来说, 利用数值模拟技术并结合优化算法对注塑模具流道系统进行优化设计至关重要。本文通过一系列模拟实验制定了一套优化流道系统的设计方案, 并对该方案进行了详细分析, 结果表明, 通过对注塑模具流道系统的优化设计, 可限制体积和收缩率、熔接线等因素给汽车零件质量带来的影响。以塑代钢、以塑代木是当今世界发展趋势, 汽车塑料化是衡量汽车工业发展水平的重要标志, 未来, 我们应有针对性地对注塑模具设计进行改进和完善, 致力于提高汽车零件的制造水平和成型工艺水平, 这对汽车工业制造加工将具有重要现实意义。
参考文献
[1]郭英鹏.PPA+60%玻纤材料零件的注塑工艺及模具设计[D].山东大学, 2013.
[2]李仕成, 陈泽中, 汪薇, 赵俊华.汽车保险杠注塑模具热流道系统热平衡分析及设计[J].塑料工业, 2013.
[3]贺卉.汽车零件注塑模具流道系统设计及优化研究[J].中国外资, 2013.
[4]侯晓辉.汽车零件注塑模具的CAE分析与优化设计研究[D].郑州大学, 2012.
[5]王波, 李钢, 刘向东.基于遗传算法和AMI二次开发的注塑模具流道系统优化设计[J].机械制造与自动化, 2011.
模具零件 篇9
关键词：数控技术,模具零件,加工
1 简述数控技术中模具零件加工的基本情况
笔者从数控技术的实际加工案例为出发点, 分析如下:图平衡肘是某型号战车扭杆弹簧悬挂系统的关键零件, 是连接负重轮与战车车体的主要承力构件。平衡肘的形状类似于一个曲拐。安装的时候, 负重轮套在上面, 其在套在扭力轴上。轴力轴是用铝合金制造的, 具有很大的弹性的金属杆, 在外力作用下能够扭转。当负重轮遇到障碍物而不能稳定的时候, 通过平衡轴带着扭力轴一起“转动”。扭力轴被拧动的过程中吸收了大量的负重轮的振动能量, 从而使战车行驶平稳。平衡肘锻造是很复杂的模具, 尺寸比较大, 型腔比较深, 具有曲分型的特点, 且各种型号比价多 (每台车就需要左、中、右三种型号) , 科研改造需求量也比较大。平衡轴锻造模具生产大概划分了三个不同的阶段:普通大力钳工分型面, 普通钳工加工点火花电极;数控钳床加工分层面, 数控钳床加工点火花电极, 电火花加工型腔;数控铣一次加工模具型面。
2 数控加工案例的实际面对的问题及工艺分析
2.1 制作过程中存在的问题
为了防止铸造过程中因为垂直方向受力, 造成上、下模在燕尾中心线方向产生位移, 需要把分型面翘起3度锻件成型, 但是因为这样的问题存在也就产生了3度的旋转, 给加工带来了很大的困难。
2.2 数控技术加工案例的详细的分析
锻造的主要作用是锻造出合格的毛坯零件, 并要保证模具使用的寿命, 所以中间模膛尺寸、表面粗糙度等是关键。模具的最小圆角要求是R5mm, 因此最终加工要用10mm球头刀。平衡轴锻模整体加工工艺如下:
2.3 加工过程
为了采用大直径铣刀提供工作效率, 又不影响主要模膛加工, 所以把此模具分型面、钳口、跑料槽及模膛分别造型, 单独加工。锻造都具有近似的上、下结构, 并且上、下模具又有很多相同的部分, 如钳口、锟锻槽等, 有些模的上、下模结构都是相同的, 知识模腔距基面位置不同, 这种情况下只需要做出上模或下模一套程序, 然后镜像程序G51.1即可完成加工, 而不必修改造型或重新生成轨迹。
1) 在加工中的误差的分析和判断
模具加工时对程序准确的性要求比较高, 否则后果不堪设想。加工前要有专人对零件造型进行检查, 对每一个道程序都要模拟验证 (实体切削验证后处理轨迹验证) , 对所选择的切削参数、刀具等进行两次确认。加工误差来源于机床、刀具磨损、工件刀具变形。主要选择合理的刀具、合理的切削参数的粗、精细加工的方式, 基本上可以满足设计要求。
2) 在自动运行中注意的事项
加工过程一定注意观察刀具是否磨损, 可以根据声音、铁屑等变化来进行判断, 应及时的准确的判断是否更换刀片, 否则会造成刀体、机床损坏。切不可因为长时间连续走刀而麻痹大意而造成机床事故。
我们探讨数控指令的功能, 希望结合数控编程工作带来便捷, 但不能超越数控系统的条件, 希望简化编程中的辅助工作, 提供工作效率, 但不能忽视加工程序编写的规范。我们强调数控编程实践需要科学的工作态度、不懈的求和精神和合理的验证方式。应当强调, 手工编程时数控加工编程的基本功。所编写的加工程序的可读性, 以便于交流, 也是不可缺失的评价;在实际的工作中评价所编写的程序则要根据具体的情况而定。在正常的生产中编写程序的方法和要求, 不应该片面的追求指令的使用的技巧, 要根据企业的在多年加工的积累起来的经验而定, 显而易见的是批量生产和单个产品的加工编程要求是不完全一样。
3 数控加工存在问题以及解决方案
总之, 根据生产加工此模具的没有配备编程人员, 全部的工作都是在操作者的实际操作中完成。因此, 在加工的流程中尽可能的多分出几部分, 先做出其中的一小部分然后再做另外一部分, 也就是说将一部分的加工的程序传到机场切削上加工, 再做下一道程序。加工的流程里面尽可能比较少的换刀次数, 型膛粗点、精确加工一次, 这样可以有效的提高工作中的效率。采用了CAM软件的自动编程的程序时候, 可以根据不同的型面可以选择不一样的加工方式, 也可以预设程序中的切削参数。在能够完成任务工作量的指标的前提下, 应该选择加工轨迹合理、空行程比较少、刀具寿命尽可能的比较长的切削的工作方式, 为了进一步提高工作效率。选择“在线加工”的方式, 也是提高数控加工效率的有效措施之一。
参考文献
[1]廖效果, 朱启逑.数字控制机床[M].武汉:华中理工大学出版社, 1995.
[2]任国兴.制定数控加工工艺合理性的探讨[J].机械工人 (冷加工) , 2006 (9) .