模具制造论文精选(九篇)

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第1篇：模具制造论文范文

模具毕业论文

引言

一般说来，模具企业都是中小企业，大都是从作坊式的企业成长起来，甚至目前仍有许多模具企业是作坊式的的管理，在模具交货期、成本、质量的控制方面问题层出不断。面对激烈的市场竞争，落后的管理手段和水平，使模具企业中的管理和技术人员只有疲于奔命，企业投巨资引进的CAD/CAM系统和高档数控加工设备也难以发挥出应有的效率和水平，企业缺乏活力和竞争力。这些问题已经引起了许多有志向国际先进水平看齐的模具企业经营者的高度重视，如何提高企业管理水平，增强企业的竞争力已成为我国模具制造行业参与国际市场竞争迫切需要解决的问题。

因此，模具制造企业要提高管理水平，具备快速反应和及时调整的能力，没有一套先进的管理系统实现管理的信息化是很难做到的。通过信息化建设，实现模具制造企业的集成化管理，是促进企业提高经营管理水平的一个有效途径。

本文通过模具企业实际的案例，讨论分析了信息化对提高模具企业管理水平的重要性和必要性，并结合深圳市伟博思网络技术开发有限公司开发的专业化模具企业管理系统iM3(inteMoldMakingManagement)，给出了信息化解决方案。

一、信息化是企业与客户信息交流沟通的桥梁

模具是典型的按定单单件生产的行业，每一个定单都要与客户进行详细的业务和技术方面的沟通，否则将会产生严重的后果。下面是模具企业与客户信息沟通不充分的两个实例：

案例1.某大型模具厂承接了一个日本新客户的模具定单，这个日本客户习惯定单下达后，就与模具厂的设计人员进行详细的技术沟通，对模具提出很细致的设计要求，模具厂按此要求进行设计就可以了，不需要再确认设计图纸。而模具厂设计人员完成设计后，却仍按以往接美国客户定单的习惯，等待客户确认设计后再订购模架和材料，一直等了10天，才知道客户不需要确认图纸。结果，该套模具延期10天，客户很不满意，从此不再下定单，为此失去了一个非常有潜力的客户。

案例2.某模具工厂承接了一个新客户的模具定单，该客户的注塑工厂有一套严格的生产安全标准——多少吨的模具必须使用多大的吊环。由于缺乏详细的技术沟通，这个问题被忽略了。模具设计人员按照本工厂的习惯选用吊环，结果比客户的标准小了一个规格，致使模具交付客户后，才发现不符合要求，只能把模具运回，重新加工吊环孔，整个过程的费用就超过万元，同时还影响了客户的生产。

由此可见，在与客户及企业内部的信息沟通方面即便是一个小小纰漏，都会对企业造成巨大损失。因此，解决好沟通问题，具有如下重要意义：

尽量一次把客户业务与技术方面的要求了解全面，避免多次反复，从而节省费用和时间。

详细了解客户的模具技术要求，避免在试模后修改和返工。

对每一次沟通的内容进行记录和总结，针对每个客户逐步建立客户业务和技术资料知识库，在公司内部共享，以便提高客户服务水平，减少错误。

信息化的管理系统将能够帮助模具企业更好地与客户进行信息沟通。例如，在iM3系统中，提供了详细的模具技术沟通模板，模板整合了国内外多家优秀模具企业的经验，完全与国际模具行业接轨。通过该模板，方便与客户进行详细的技术沟通，减少模具的修改工作。而且通过系统记录的与客户沟通信息，可以总结客户业务和技术方面的习惯，分享给公司内部相关人员，避免犯重复的错误。

二、信息化系统可以帮助企业监控模具进度

客户非常关注模具的试模及交付日期，往往根据模具的试模时间安排试产及生产计划，尤其是海外客户，往往把模具的交付期的重要性放在首位。因此，控制模具的生产制作工期是企业在市场竞争中取胜的一个重要指标。下面的案例可能是许多模具厂都出现过的问题。

案例.某大型模具工厂承接了美国客户的模具定单，由于缺乏有效的模具生产进度监控和管理手段，不能按期试模。生产部门也把这一情况反馈给海外的市场人员，但市场人员由于不能了解生产的实际情况，担心不按期试模客户会不高兴，于是抱着侥幸的心态，认为生产部门能够加班加点抢回时间，仍然承诺客户的既定试模日期。当客户从万里之外来看试模时，发现模具在一周内根本不能试模。客户非常失望，从此不再下定单。

对模具进程监控不力的根源在于：

缺乏有效的模具生产进度监控手段，不能及时发现模具生产过程中出现的问题，及早发现、及早解决。

模具生产过程的状况不能得到有效反馈和记录，往往凭感觉来判断模具的进程，习惯用“差不多、差很远、很快做完”等模糊概念来说明进度，数据不准确及时，往往产生侥幸心理。

公司内部缺乏信息共享的环境与平台。由于每个人的工作性质的不同，对每套模具的实际生产进程的了解程度有很大的差异，而且，通过台阶式的层层信息反馈往往会造成信息失真，再加上人为的因素，问题就出来了。

人们往往比较注意重要和难的问题，忽视小问题，尤其是当企业同时有数十或上百套处于不同阶段的在制模具时，管理人员很难坚持每天不厌其烦地检查每一套模具的每一个任务进程是否在计划之内。

信息化的管理系统将为企业提供共享的、一致的、忠实的进程监控平台。例如，在iM3系统中，通过项目计划与进程控制，可以对模具的整个生命周期（定单确定—设计—采购—生产—首次试模—模具修改—交付）进行管理。生产一线管理人员直接在系统中反馈模具实际进度，系统忠实地监控项目进程的每一个任务，当某一控制点出现延期时，系统会自动发出报警邮件给相关人员，以便及早发现、及早解决。而且，对于一些关键任务，还可以让系统提前预警，以使有关人员及早准备和安排。

三、有效的模具成本控制利不开信息化

成本控制是模具企业管理上的一个难点，模具企业的成本控制能力越来越突出地体现了企业的核心竞争力。目前，模具行业面临着模具价格越来越低的沉重压力，模具增加几次修改，模具利润就消耗干净，甚至要赔本。企业如果不能从根本上解决这个问题，将面临淘汰出局的危险。

在专业化的模具企业管理系统iM3中，将通过如下途径帮助企业控制成本：

在公司内部下达定单时，以报价的成本估算为基础，为模具制定计划成本；系统中设置成本预警，对模具生产中的成本要素进行监控，从而有效控制各项费用，确保利润目标的顺利达成。

在模具BOM下达时，比较设计物料总成本与计划材料成本的差异，决定是否下达。在采购材料收货时，比较交货价格与计划价格的差异，决定是否收货，从而有效控制采购成本。

系统记录和统计每一工件在每个加工工序中产生的加工工时，自动比较实际加工费用与计划费用的差异，监控制造费用。当实际费用超过计划费用时，系统会自动报警，通知相关管理人员。

案例.某模具厂在设计某客户的电视机前壳模具时，采用四块价格昂贵的铍铜。供应商供货时，将四块铍铜的边角料也一起计价，送货价格超出计划价格6000多元，仓库管理人员在为该物料收货入库时，模具公司采用的iM3管理系统警告此物料入库价格严重超出计划费用，拒绝入库。经过采购主管与供应商交涉后，剔除不合理的6000元费用后，才收货。

四、信息化有助于车间监控和管理

实时车间监控可以帮助生产主管监控每台设备的生产情况及模具的加工进程，提高设备的利用率，控制工件的生产进度。

例如，当公司管理人员需要检查生产车间情况时，可以通过iM3系统查看各加工设备和工作组的的实时生产情况，系统通过不同的颜色标记，清晰反映各设备及加工组正在加工的工件和待加工工件的状态，包括每台机床正在干什么，机床目前的负荷情况，正在加工的工件是否延期，待加工工件是否已移交本工序，上道工序是否延期，物料是否到位等，大大减轻了管理人员的工作强度。

当管理人员需要检查某套模具的生产情况时，可以查看以甘特图形式展示出来的模具加工进度，并通过各工序的计划时间和实际的进程的对比，帮助管理人员跟踪模具的生产进度。

而以往生产管理人员在检查模具进度时，要到车间一个工位一个工位去看，而且只能看到主要的部件，小零件完成情况可能根本无法了解，甚至连车间的班组长也不知道小零件在哪里。或者召开生产会议，把各班组长全部召集起来，花费很长的时间一一汇报模具的进度。由于班组长还不是第一线的加工人员，只能以自己的感觉和经验来判断模具的进度，具有很大误差。对于经验丰富的工人来说，可能判断准确点，但一个工厂没有办法保证每个工人都是很有经验、每时每刻都很有责任心。而只要一个定单中有一套模具不能按期完成，整个定单的交付就有问题，这也是许多模具厂在试模前经常要加班加点，甚至通宵加班赶制模具的一个主要原因。

五、信息化管理系统促进CAD工程数据在企业内部共享

由于工期短，模具企业的设计图纸很难象批量生产模式的企业一样做得很精细，而且由于更改频繁、图纸量大，也不可能把图纸发给许多非生产部门，这为企业内部的设计信息共享带来了障碍。生产或其他业务部门有时希望能够测量一下图纸中未标注的尺寸，有时需要查看一下3D模型以便对复杂的结构有更清楚地了解，这些需求都没必要为此购买昂贵的CAD设计软件，而且对非设计部门的人员来说，使用专业化的CAD软件在操作和查找相关文件方面也很不方便。如果把管理系统与CAD工程数据链接，则会极大地方便生产或其他业务部门，使设计信息真正在全企业共享。

在iM3系统中，根据模具企业的运作特点，集成了设计模型浏览工具，可以在系统中方便浏览2D/3D文档（包括AutoCAD、Pro/E、UG等）。这样，可以在公司内部任何一台电脑中查看CAD模型。例如，工艺人员制订某个工件的生产工艺路线时，可以直接点击查看3D图形按钮，借助浏览工具可以旋转、检查尺寸、做各种剖切面等操作，方便工艺人员制订合理完整的工艺流程；车间工人在加工某一工件时，借助车间生产终端，可以方便浏览正在加工零件的3D图形，通过对比加工工件与3D图形，检查是否加工正确，判断加工是否完全，避免返工和报废。而以往数控和电火花加工操作人员只看2D图形，很难判别工件的最终形状，经常由于CNC程序遗漏或电极漏做而造成工件的返工，既浪费资源，又影响模具工期。此外，这一功能对于市场报价、采购等部门的工作人员也都是非常有用的。

六、信息化在促进信息共享方面的其他作用

通过信息化管理系统提供的信息共享平台，将为企业内部的管理工作提供前所未有的便利，减轻管理人员的工作压力，避免出错，有效的保证模具质量和工期。

案例1.某厂模具装配前，装配钳工经常因外购顶针到货不及时，需要电话询问仓库和采购部门，甚至打电话给供应商，才能确认交付时间，非常麻烦。如果中间某个环节信息出现断路，就无法确定准确的交付日期，那么模具试模时间则因此不能确定。

案例2.某大型模具企业，每天晚上7：30—9：00要召开生产管理骨干人员会议，会议的主要议题是检讨模具的生产情况（进度、质量），当某套模具出现问题时，再研讨如何改进。管理规范的模具企业都会定期组织类似的会议，但这需要很多人员花费大量的精力和时间去了解模具的生产状况，查询和记录全部模具的生产信息，从中筛选出非正常的模具。这样做，无疑将增加管理人员的压力，把宝贵的时间和精力浪费在信息的统计和收集方面，且往往因收集的信息不准确而影响决策。

在一个具有信息化管理系统的模具企业，通过系统与管理流程密切结合，将会为企业的各级管理和工作人员带来信息查询和统计的方便，使其准确的掌握最及时、最准确的各种信息。例如，在iM3系统中，生产管理人员可以通过系统查询生产或采购物料目前所处的实际状态，不必一个一个部门电话查询；当需要了解模具的进度时，除了系统可以自动为异常发出警告外，管理人员也可以主动进入系统，统计其关注的异常问题，如，统计截止目前设计拖期的模具或采购拖期的物料、统计计划下周试模的模具、统计尚未按期付款的客户、统计本月某供应商的应付帐等，这不但可以极大地减轻模具管理人员的工作压力，而且能够帮助管理者正确决策。

当然，管理信息化还可以在更多的方面帮助模具企业改进管理，因篇幅所限，这里不再一一列举了。

第2篇：模具制造论文范文

关键词：数控加工 快速模具 工艺

中图分类号：TG76 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）06-0134-01

在快速模具制造的两种方法中，直接法虽然在缩短模具制造周期、降低成本等方面具有优势而备受关注，但离实际应用还有一定差距。目前发展较快的快速原型技术却因专用激光成型设备以及原型材料过于昂贵而限制了应用范围。随着计算机和控制技术的发展，数控加工设各已广泛应用于制造企业，而精密成型技术经过多年的发展，理论和实际操作过程都已经十分成熟。在此背景下，本课题提出了将数控加工技术与现代精密材料成型技术结合，以期克服激光快速原型技术在表面及尺寸精度低、机械性能低以及成本高、尺寸规格受限制等方面的不足，开发一种基于数控加工技术的低成本、高精度快速金属模具制造工艺。

一、快速模具技术和数控加工技术

快速模具根据不同的制模工艺方法，可以分为直接快速模具和间接快速模具。直接快速原型模具，以快速原型件直接作为模具，可以用作砂型铸造模具、低熔点合金浇注模、试成形用注塑模、熔模铸造的蜡型、蜡型的替代品和蜡型的成形模：间接快速模具指以快速原型件为母模，通过型腔复制制作模具，包括硅橡胶复制、金属冷喷涂、精密铸造、树脂材料性强复制等。直接法尤其是直接快速制造金属模具方法制造环节简单、能够充分发挥RP技术的优势，特别是与计算机技术紧密结合，能够快速完成模具；对那些需要复杂形状的内流道冷却的模具与零件，采用直接RT法有其他方法不能替代的优势。但是直接法在模具精度和性能控制方面比较困难，特殊的后处理设备与工艺使成本有较大提高，模具的尺寸也受到较大的限制。和直接制模法相比，间接铡模法通过快速原型技术与传统的模具翻制技术相结合来制造模具，由于翻制技术已经十分成熟并具有多样性，可以根据不同的应用要求、使用不同复杂程度和成本的工艺。

数控加工，也称为NC（Numerical Contr01）加工，是将待加工的零件进行数字化表达，数控机床按数字控制刀具和零件的运动，从而实现零件加工的过程。数控加工技术经历了半个世纪的发展已经成为应用于当代各个制造领域的先进制造技术。数控加工的最大特点有以下两点：一是可以极大地提高精度，包括加工质量精度及加工时间误差精度；二是加工质量的重复性，可以稳定加工质量，保持加工零件质量的一致性，也就是说加工零件的质量及加工时间是由数控程序而不是由机床操作人员决定。

二、开发基于数控加工的快速模具的可行性

世界先进工业化目家的RPM技术在经历了模型与零件试制、快速树脂软模制造阶段后，目前正向快速金属模具制造（RMT）方向发展，特别是兴起于本世纪80年代术期的快速原型技术，为快速模具制造开辟了很好的途径。目前已经提出众多的RMT方法可分为由RP系统制作的快速原型复制金属模具的间接法和根据CAD数据直接由RP系统制造金属模具的直接法两大类。直接快速模具制造指的是利用不同类型的快速原型技术直接制造出模具本身，然后进行一些必要的后处理和机加工以获得模具所要求的机械性能、尺寸精度和表面粗糙度。目前能够直接制造金属模具的RP工艺包括激光选区烧结（SLS）、三维打印（3D.P）、形状沉积制造（SDM）和三维焊接（3D—Welding）等。目前数控加工技术在制造业应用越来越广泛，数控加工设备已由原来的高精端设备变成大多数工厂具有的普通设备。精密材料成型技术发展迅速，典型的有泡沫实型消失模精密铸造技术及石膏型精密铸造技术。因此将数控加工技术和精密材料成型技术相结合，开发一种成本更低、周期更短的快速模具技术将大大提高模具制造的竞争力，在模具工业应用上具有很大的发展前景。

三、数控加工技术在模具中的应用

种类繁多的数控加工方式为模具加工提供了更多的生产手段。根据其特点，可以将模具分为很多类，在实际生产中，根据不同的模具制造加工特点，选择最合适的加工方式，以降低成本，提高生产效率。

对于旋转类的零件，一般采用数控车削加工，如车外圆、车孔、车平面等，酒瓶、酒杯、方向盘等模具，都可以采用数控车削加工。

对于具有复杂外形轮廓或带曲面的模具，电火花成型加工用电极，一般采用数控铣削加工，这类模具如注塑模、压铸模等都采用铣削加工。

对于微细复杂形状、特殊材料模具、塑料镶拼型腔及嵌件、带异形槽的模具，都可以采用数控电火花线切割加工。

模具的型腔、型孔，可以采用数控电火花成型加工，包括各种塑料模、橡胶模、锻模、压铸模、压延拉伸模等。

对精度要求较高的几何皓面，可以采用数控磨削加工。

型腔、型芯加工主要依靠铣削加工及电火花成形加工（EDM）。在铣削加工方面，目前国内大量采用普通铣削、各类数控铣削、数控仿形铣、加工中心加工等；在EDM方面，各类普通电火花成形加工、数控电火花成形加工（NCEDM），在我国也已大量应用。

四、基于数控原型的快速制模工艺特点

基于数控加工原型的快速模具制造技术结合了数控加工技术和精密铸造成型技术，具备数控加工的生产效率高、加工精度高、便于设计变更和加工过程柔性化等特点，同时该工艺是一种快速模具制造技术，因此也具有了快速模具制造技术的制造周期短、成本低、方法多样及适应性广等特点。在工艺中从三维CAD模型的设计、原型材料的准备到模具的精加工与调试，若对整个过程都实施并行制造，对每道工序进行有效的协调，可以大大缩短模具制造周期，降低制造成本，在实际生产中获得广泛应用。

采用基于数控加工原型的快速模具制造工艺，可以在CAD环境下实现对整个制造系统的精度控制和误差补偿；可以与形式多样的快速精密成型技术相结合，根据不同的要求，使用不同复杂程度和成本的工艺，较好地控制模具的精度、表面质量、机械机械性能和使用寿命，可以对各个环节进行有效地实施并行制造，在降低模具制造成本，缩短了生产周期方面具有很大的优势，具有明显的直接的经济效益。

参考文献：

[1]颜永年等，快速模具技术的最新进展及其发展趋势，航空制造技术，2002（4），p17～21

[2]徐进、陈再枝等，模具材料应用手册，机械工业出版社，2001年第1版

[3]罗继相等，浅析我国模具行业现状及发展趋势和对策，模具技术，2001， p71～75

第3篇：模具制造论文范文

【关键词】EDM数字化制造；SQL server数据库；条形码； UG/OPEN二次开发；三坐标自动检测

【Abstract】This paper mainly research on precision mold electrode digital manufacturing system， the integrated use of UG secondary development， SQL Server database development， PC - Dmis secondary development and technology research and development， such as the Delphi software development. The purpose is to make the mold design and manufacturing process more standardization， standardization， so as to improve the production efficiency， ensure the quality of the mould production， reduce the production cost and improve enterprise comprehensive strength further. This article research results for mold enterprise digital level of ascension and competitiveness has good economic value and social significance.

【Key words】EDM digital manufacturing； SQL server database； Bar code； UG/OPEN secondary development； Three coordinates automatic detection

1 研究背景

电火花加工技术是现代模具制造技术的一种实用的特种加工技术，在模具制造中显示出了相当大的发展潜力。但在电极管理上目前国内还主要靠手写标签来管理电极，这样效率低，易出错，给企业造成大的损失。本文采用的模具电极的数字化制造技术解决这一技术难题。电极在数控加工完成之后都需要进行三坐标精密检测，如何将偏心量补偿到放电过程正是提高模具精度的关键所在。本文采用的模具电极的数字化制造技术及检测技术有效地解决了这一难题，并进一步提升模具企业的数字化设计制造水平，对提升企业的经济价值有重要的意义。

2 论文研究主要内容

1）数据快速共享的研究；2）电极的数字化管理的研究；3）工艺流程改进研究。

3 研究方案的设计

3.1 本方案的EDM数字化制造系统方案设计思路

3.1.1 方案设计理论依据

现在绝大部分现有模具企业的EDM技术路线及加工工艺是如下的流程：

对工件轮廓进行预加工 电极的设计与制造工件、电极的装夹与校正加工的定位电参数的配置加工过程的监控。

以上在电极的加工、制造、装夹、校正、定位、电参数配置及加工中的监控都是在人工的干预下进行的，靠人工来完成就存在人为的失误。而本研究中的方案完全排除人工干扰的优势：那就是实现电加工的数字化制造和信息化管理。采用的CAD/CAE/CAM一体化技术，C3P、C4P、KBE技术，模具柔性制造（FMS）和自动化加工技术完全依赖于数字化。

3.1.2 本研究采用条形码进行电极管理的具体方法如下：用CAM编程完成后将信息写入SQL Server数据库中，并将条形码打印到程序单上。在NC加工部门通过扫描条码调用加工程序，加工部门加工完成后根据程序单条码生成电极条码并用条码打印机打印标签粘贴到电极上。在QC部门增加条码扫描枪以快速调用测量点信息，并对PC-DMIS软件进行二次开发，实现测量过程的自动化。在EDM部门增加条码扫描枪，用于快速读取电极的偏心量和放电间隙，并自动完成电极程序的编制。

3.2 本方案实施的具体方法

在产品数字化管理中，常用技术是条形码和芯片，结合国内大多数模具企业的现状，本研究计划采用条形码对模具电极进行管理。具体方法如下：在CAM编程完成后在UG软件内对电极模型文件进行条码分配，并将相应信息写入SQL Server数据库中，并将条形码打印到程序单上；在NC加工部门增加条码扫描枪和条码打印机，通过扫描条码调用加工程序，加工部门采用3R快速定位座装夹电极，加工完成后根据程序单条码生成电极条码并用条码打印机打印标签粘贴到电极上；在QC部门增加3R快速定位座以快速定位，增加条码扫描枪以快速调用测量点信息，测量完成后增加数据处理功能；在 EDM部门增加条码扫描枪，用于快速读取电极的偏心量和放电间隙，操作人员只需指定电极顺序号即可完成电极程序的编制。

3.3 方案EDM数字化制造系统关键技术实现

运用UG开发工具和软件工程方法，该系统不需要用户掌握UG软件的专业知识，只要有适合产品系列化设计，就能大大提高了模具的设计效率，这就为为基于UG的产品CAD/CAE/CAM系统开发和模具的自动化设计和制造打下良好的基础。

3.4 电极自动测量系统开发

本文设计并实现了基于VC十十的电极测量系统。设计过程中考虑了功能的全面、实用性和快捷性。应用Web Service技术跨平台对数据之间进行交互， 使模具客户应用Internet这样一个多元化的环境不同技术、平台和操作系统成为现实。

4 已经取得的成果和创新

一是，建立模具电极的条形码数字化识别系统；二是，在SQL Server数据库平台上建立了CAD、CAM、NC、QC、EDM等部门的产品数据管理系统；三是，实现了电极一键式三坐标自动化检测；四是，建立起模具数字化设计制造的标准化工艺流程。

5 总结

本论文中通过对传统EDM加工与本课题研究的EDM数字化制造系统的比较，在电极产品数字化制造和管理中，采用条形码进行电极的管理系统、运用UG开发工具和软件、基于VC十十的电极测量系统，为预期的关键技术的实现打下了基础。研究成果在天津瑞福模具有限公司实践取得显著效果和经济效益。

第4篇：模具制造论文范文

论文摘要:中职学校模具设计与制造专业课程的教育方式，要突破以理论指导实践、全面化学习的模式，转而实行项目化教学，采用以点带面、以技能实践促进理论掌握的教学方式，促进学生技能与知识的转化，突出中职教育以实践为主理论为辅的指导方针，培养出具有很强的技能操作能力和一定理论水平的学生，以适应现代模企对一线生产技术人员的社会用工需求。

1现状分析

作为我国职业技术培训中坚力量的中职、高职、高专院校，相继开设了模具专业，教学用书纷纷出版，专业发展与课程建设都取得了一系列重大突破。然而，数量众多的模具专业教材，大部分是针对高职高专教学编写，鲜有适应中职教育而编写的模具专业用书，各中职学校不得不采用仅有的大学教材来进行课程教学。中职模具专业课程建设，应以提高实践技能为目标，对教学内容进行项目化整合，明确、细化技能要求，结合学校自身实际情况，采用行之有效的教学手段，切实提高教学水平。

2课程项目化

2.1确立培养方向

要设置出适合中职教育特色要求的冲压模课程，必须明确设置标准。当前中职学生毕业后往往应聘到生产一线岗位。所以，对《冲压模具设计与制造》这门课程进行项目化，在“制造”与“设计”这两个方面，重点应突出“制造”这个方面，在制造的过程中了解、熟悉设计原理，再进一步提出创新要求，实现以专业技能实践为主，理论学习为辅的教学目标，最大程度地提升学生动手能力，并在拥有一定的理论知识的基础上，能分析或解决冲压加工生产中的问题，提高创新能力。

2.2确立项目内容

项目内容的选取要符合教学大纲和反映社会技术要求，要易于被学生接受、了解和运用，要在强化技能实训的同时，穿插理论指引;不是理论指引实践，而是通过技能实践，了解与消化理论，再利用了解的理论促进技能水平升级，形成以技能实践溶解理论、以理论强化技能水平的良性循环。

《冲压模具设计与制造》这一门课程涉及到冲裁、弯曲、拉深、成形等多种模具的设讨一制作，初步接触时，一个学生必须花费大量的时问和精力才有可能在脑海里把这一系统工程初步建立起来。因此，在确定冲压模这门课程的项目内容时，应选定其中某一种类型的模具相关知识进行内容组织，整合为项目形式，对课程实行项月化教学。当项目完成，学生容易在大脑中建立起清晰的模具制造工程模型，之后就可以此为突破口，扩展教授其它类型的模具知识，形成以点带面的冲压模知识教授方法体系。结合学生学习特点，分析各类型冲压模的结构特征和所需要运用的知识内容，选取冲裁模作为冲模知识学习的突破门。冲裁模是冲压模中用得最多的一类模具，其结构组成具有代表性、典型性。学生通过冲裁模的学习，拥有了坚实的模具制造知识基础，那么，在后续的弯、拉深等冲模的学习上，将会呈现事半功信的效果。

2.3分项目制定

根据冲裁模的结构特点，本着由浅人深的原则，可选取单工序的落料模作为具体项月实施裁体，把完成整副冲裁模具的制造过程，分解成多个项目内容依据模具结构零件的功能特点和加工过程，联系各知识要点，可把整个项目分化成以下七个分项目:①冲裁模基础知识:进行模具拆卸实践，一了解模具结构，对冲模和冲压加工生产形成初步认识;②冲床与冲压加工基础知识;了解冲床结构，分析冲压原理;③模架零件制造:对模座板、导向零件等进行加工，强调技术要求，学会车、铣、磨等机床加工手段，强化机床操作技能，了解模架设计要求和选用方法;④凸模和凹模制造:学会用数铣、线切割、电火花等技术手段加工凸、凹模，了解凸、凹模零件的设计要求，学会凸、凹模尺寸的确定方法;⑤垫板与固定板制造:加工上、下垫板与凸、凹模固定板，对上、下垫板以及凸、凹模固定板进行加工，强化加工技能，了解凸、凹模固定板设计的要点;⑥卸料装置部件制造:对卸料零件进行加工，了解卸料装置的结构组成和设计要求;⑦冲裁模装配与调试:对已经加工完成的模具零件进行组合装配，掌握装配模具的技术要求和方法，完成整副模具的最后组装，把模具装在冲床上进行试加工。

2.4项目实施

项目的实施过程是以学生为主老师参与指导的方式实行，老师选定两个结构不同的冲裁件，并预先为其中一个零件设计出完整的模具结构，作为学生进行加工的对象。每一个项目中，学生亲自对零件加工，老师则对其加工过程进行必要指引，从工艺、技术要求等方面进行详细要求;当加工完成后，教师对其加工过程进行点评，指出不足之处以待改进。此时，由于学生刚完成零件的加工，精神状态高度集中，且加工过程中亲力亲为，对零件的各部位结构印象深刻，学生的学习积极性已充分地调动起来，老师对所加工零件的功能、设计原理、设计要点等理论知识进行讲解将会获得良好的教学效果。在每个分项目进行的过程中，教师要注意引导学生思考，把“为什么会是这样”引人到项目过程中每个技能和知识点里，激发学生思维多多思考，培养学生不断进行探索。

2.5项目的检查评估

每一个分项目的完成，学生都要进行自我评价，把该项目所用的技能和自身的掌握情况进行归纳总结，并形成分析报告书，认清长短，指出问题，针对性解决或强化。

第5篇：模具制造论文范文

关键词：材料成型；控制工程；专业实践

一、尽可能地培养实践操作型的人才，控制工程需要能手与动脑相结合

对于任何一项制造项目，模具在一开始的设计和成型对于接下来的材料制造有着至关重要的影响作用。在这项设计和制造工作当中， 非常注重工程人员的技术能力和操作水平, 在社会技术发展的今天，我们还可以将计算机应用到模具的制造和设计当中，获得更为准确的设计模板以及制造数据，使结果更为精确缜密。这一项技术的成型和开发无疑让众多的工程操作人员在技术和理念上都产生了一个观念的飞跃与革新，为模具的设计和制造这一基础工程和环节塑造了更多的人才，建立了一个更为效率且科学的制造业氛围。

相对于传统的控制工程专业教学理念，现如今更加注重的是让学生在知识科学理论学到位, 基本功过硬的前提上，要充实更多的实时信息与社会动态，将知识理论与实践应用有机结合起来, 操作水平的高低, 关系着模具制造以及材料成型的基础问题。为了与时俱进，跟上社会科技发展的脚步，对于计算机网络技术以及应用技术的掌握已变得必不可少。为了达到这样的要求, 在实践教学当中, 要优化教学课程的结构以及教育方式，适当地改正以往不合理的教学理念及手法。

二、培养人才知识技术的同时，不可忽略其素质方面的教育

为了培养更多的高级工程人员, 其自身的知识文化水平，素质教育，创新能力培养和思维能力塑造都是缺一不可的。针对学生各自的特点，思维方式以及能力，可以将其培养成具有自身优势的工程型人才。通过对各个电子行业或机械行业的材料制造以及模具设计实践活动，让学生将理论与实践完整地结合在一起进行感受和操作, 让学生打好设计及应用实践的基础能力, 在掌握技术的同时拥有健全的人格,熟练了解塑性成型的理论技术及应用方法, 尽可能地用现代化的技术进行创新与改革, 熟知材料制作的整个过程。

三、以知识水平作为前提，教学工作中要讲究方法，重点培养学生的实践能力

在控制工程专业实践教学当中，教育人员应从几个反面入手，重点培养学生的制造水平及创新能力：理论基础是教育教学的基础，无论是传统还是现代,方式方法在革新的同时，理论永远是必不可少的依据和前提，文化知识课可以改革但不可以削弱, 可以用适当的方法将理论课的授课效率以及授课方式进行变动和改革，但是，应当掌握的知识内容是不可删除的；理论知识和能力素质双重培养, 不光是指重视基础理论知识，从更广的意义上说是指要将学生培养成为一个合格的工程专业应用型人才, 要全方面进行素质及能力培养工作，除了基础理论知识以外, 还包括作为工程应用型人才所必须具备的基本劳动技能、集体主义精神、个人创新能力和良好素质的培养。因此在新的培养计划中, 规定了理工科学生必须选修学时的人文类和经管类等课程规定了大学生必须参加为期二周的军事训练同时学生还可以参加第二课堂学习及结合我校特色开展产学合作教育等。

开展这些活动和课程, 是为了学生的身心得到全面发展, 学生的素质得到提高；最后还要大力加强和深化实践和操作能力的培养和熟练，大学生在校期间的能力培养, 大约可分四个方面, 即外语能力、计算机能力、自学能力和创新能力。前项可由教学计划加以指导, 后项则主要通过实践来逐步养成。在模具专业培养计划中, 除了必修的课程以外，学生可以通过课堂教学和课外练习, 达到更高的水平。

四、开设计算机课程，发展现代化科学技术能力

计算机应用能力培养是通过开设计算机系列课程来实现, 在模具专业试点班中计算机课程作为应用性较强的课程有所加强。一年级学习“ 计算机应用基础”和“ 程序设计基础”这门计算机基础类课程, 在学科基础课部分增加了“ 计算方法” 和“八基础” 门应用性比较强的计算机专业基础课。在专业课阶段开设了“ 模具计算机应用”和“ 模具” 专业计算机应用课程。在实践环节加上了周的“ 计算机辅助测绘”和周的“ 模具实习” , 通过系统的理论教学和大量的实践, 使学生在毕业时掌握了计算机原理、计算机编程、计算机绘图等学科的基础知识, 并初步具有与专业知识相结合的能力。重实践。实践教学是应用型人才培养中的一个重要组成部分和特征之一, 是学生理论联系实际、培养学生的实践观念和组织纪律观念, 进行技能训练, 了解专业的生产工艺和设备的一个必要教学环节。在试点班培养计划把实践教学环节的总周数从周提高到周, 我们安排的主要实践教学活动含实习和实训周课程设计周及毕业设计和毕业论文周。

五、进行集体实地事物操作训练，做好操作报告，进行相互交流学习

在集体进行的时间操作活动当中, 不仅可、可以加深基础知识的印象, 提高学生的操作水平，还可以增强团体之间的协作能力、集体荣誉感和纪律性也得到了增强。通过实际动手训练, 对于各类数控机床的工作原理和模具加工方法也更为熟练。为了提高课程的教学效率和教育成果，教育工作者对于课程结构的掌握是使学生能否更好地巩固所学深化实践的重要因素。应当理论联系实际, 提高计算、制图及查阅资料的能力。使学生能正确应用专业知识,初步掌握有关设计原则和方法, 为今后的工作及适应社会做好必要的准备。

毕业答辩是考察学生在校学习的一个关键环节, 也是应用型人才培养最重要的教学环节, 根据专业的培养目标, 毕业设计的选题应符合应用为主、面向实际的原则, 并尽可能多的覆盖所修课程。在导师的帮助下, 通过毕业设计, 激发学生的创造力和培养创新意识, 获得工程师能力的基本训练, 其内容包括检索、查阅资料文献,调查研究、数据采集, 分析计算、综合比较、计算机应用、撰写论文、论文答辩。

总的来说，控制工程专业实践教育对于学生今后能否适应社会的需求有着非常重要的影响及塑造作用。为了能成为制造业中有用的人才及工作人员，现如今对于能力型人才的培养,已经越来越重要。为此，要加快脚步，改革控制工程专业教育的落后状态，让材料成型这一基础环节更加过硬，可靠。

参考文献：

第6篇：模具制造论文范文

关键词:快速成型;RP;反求工程

引言随着科技进步和全球市场一体化的形成,现在工业正面临产品的生命周期越来越短的写作论文问题,作为一种新产品开发的重要手段,快速成型能够迅速将设计思想转化为产品的现代先进制造技术。它为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段,提高产品研发的效率。

1快速成型技术原理在工业产品设计过程中,设计师往往希望能快速由三维CAD模型,得到产品的实物模型,快速成型技术可以满足这种需求。快速成型(RapidPrototyping,RP)技术是一种基于离散/堆积成型思想的新型成型技术,它根据零件或物体的三维模型数据,快速、精确地制造出零件或物体的实体模型。

2关键技术2.1制造工艺目前,世界上已有几十种不同的快速成型工艺方法,比较成熟的就有十余种。其中光固化成型法(StereoLithographyApparatus,SLA)、叠层实体制造法(LaminatedObjectManufactur-ing,LOM)、熔融沉积法(FusedDepositionModel-ing,FDM)、选择性激光烧结法(SelectiveLaserSintering,SLS)和3DP(ThreeDimensionalPrintingandGluing,也称3DPG)五种方法,在世界范围内应用最为广泛。对于RP制造工艺的研究,一方面是在原有技术基础上进行改进,另一方面是研究新的成型技术。新的成型方法,如三维微结构制造、生物活性组织的工程化制造、激光三维内割技术、层片曝光方式等。2.2成型材料成型材料是决定快速成型技术发展的基本要素之一,它直接影响到原型的精度、物理化学性能以及应用等。与RP制造的4个目标(概念型、测试型、模具型、功能零件)相适应,使用的材料不同,概念型对材料成型精度和物理化学特性要求不高,主要要求成型速度快。如对光固化树脂,要求较低的临界曝光功率、较大的穿透深度和较低的粘度。测试型对于材料成型后的强度、刚度、耐温性、抗蚀性等有一定要求,以满足测试要求。如果用于装配测试,则对于材料成型的精度还有一定要求。模具型要求材料适应具体模具制造要求,如对于消失模铸造用原型,要求材料易于去除。快速功能零件要求材料具有较好的力学性能和化学性能。从解决的方法看,一个是研究专用材料以适应专门需要;另一个是根据用途分类,研究几类通用材料以适应多种需要。2.3加工精度影响成型件精度的主要因素有两方面:一是由CAD模型转换成STL格式文件以及随后的切片处理所产生的误差;二是成型过程中制件翘曲变形,成型后制件吸入水分,以及由于温度和内应力变化等所造成的无法精确预计的变形。为了解决第一类问题,正在研制直接切片软件和自适应切片软件。所谓直接切片是不将CAD模型转换成STL格式文件,而直接对CAD模型进行切片处理,得到模型的各截面层轮廓信息,从而可以减少三角面近似化带来的误差,所谓自适应切片是快速成型机能根据成型零件表面的曲率和斜率自动调整切片的厚度,从而得到高品质的光滑表面。为解决第二类问题,正在研究、开发新的成型方法、新的成型材料及成型件表面处理方法,使成型过程中制件的翘曲变形小,成型后能长期稳定不变形。2.4与RP技术相关软件软件是RP系统的灵魂,其中作为CAD到RP接口的数据转换和处理软件是其关键。不同CAD系统所采用的内部数据格式不同,RP系统无法一一适从,这就要求有一种中间数据格式既便RP系统接受又便于不同CAD系统生成,STL(StereoLithography)格式应运而生了,STL文件是用大量空间小三角形面片来近似逼近实体模型。由于STL格式具有易于转换、表示范围广、分层算法简单等特点,为大多数商用快速成形系统所采用,现己成为快速成形行业的工业标准。但是,STL模型也存在许多不足之处:2.4.1精度不足。由于STL模型用大量小三角形面片来近似逼近CAD模型表面,造成STL模型对产品几何模型的描述存在精度损失,并且在对多张曲面进行三角化时,在曲面的相交处往往产生裂缝、孔洞、覆盖及相邻面片错位等缺陷。2.4.2数据冗余度大。STL模型不包含拓扑信息,三角形面片的公用点、边单独存储,数据的冗余度大。随着网络时代的到来,STL模型数据冗余大的不足也使其不利于远程RF的数据传输,难以有效支持远程制造。

3快速成型技术的应用3.1在外观及人机评价中的应用新产品开发的设计阶段,虽然可借助设计图纸和计算机模拟,但并不能展现原型,往往难以做出正确和迅速的评价,设计师可以通过制作样机模型达到检验的目的。传统的模型制作中主要采用的是手工制作的方法,制作工序复杂,手工制作的样机模型不仅工期长,而且很难达到外观和结构设计要求的精确尺寸,因而其检查外观及人机设计合理性的功能大打折扣。快速成型设备制作的高精度、高品质样机与传统的手工模型相比较可以更直观地以实物的形式把设计师的创意反映出来,方便产品的外观造型和人机特性评价。现在的快速成型加工得到的成型件都是单一颜色,颜色主要由材料决定,为了对产品色彩外观进行评价,有时需要手工涂色,随着彩色成型技术的发展,这方面的问题可以解决。人机评价主要包括成型件尺寸及操作宜人性,快速成型可以很好地满足这方面的要求。3.2在产品结构评价中的应用通过快速成型制成的样机和实际产品一样是可装配的,所以它能直观地反映出结构设计合理与否,安装的难易程度,使结构工程师可以及早发现和解决问题。由于模具制造的费用一般很高,比较大的模具往往价值数十万乃至几百万,如果在模具开出后发现结构不合理或其他问题,其损失可想而知。而应用快速成型技术的样机制作可以把问题解决在开出模具之前,大大提高了产品开发的效率。3.3与反求工程结合反求工程(ReverseEngineering,RE)也称逆向工程,就是用一定的测量手段对实物或模型进行测量,然后根据测量数据通过三维几何建模方法重建实物的CAD数字模型,从而实现产品设计与制造过程。对于大多数产品来说,可以在通用的三维CAD软件上设计出它们的三维模型,但是由于对某些因素,如对功能、工艺、外观等的考虑,一些零件的形状十分复杂,很难在CAD软件上设计出它们的实体模型,在这种情况下,可以通过对模型测量和数据处理,获得三维实体模型。作为一种新产品开发以及消化、吸收先进技术的重要手段,反求工程和快速成型技术可以胜任消化外来技术成果的要求。对于已存在的实体模型,可以先通过反求工程,获取模型的三维实体,经过对三维模型处理后,使用快速成型技术,实现产品的快速复制,缩短了产品开发周期,大大提高产品的开发效率。

结束语快速成型技术可以大大缩短产品的开发周期,满足产品的个性化、多样化需求,在工业设计中得到广泛应用。但由于该技术的制作精度、强度和耐久性还不能满足工程实际的需要,加之设备的运行及制作成本高,一定程度上制约着RP技术的普遍推广。随着研究的不断深入,制约快速成型发展的因素会逐步解决,应用领域会不断得到拓展。

参考文献

[1]孙秀英.面向RP的VRML模型浏览与分层研究[D].西安科技大学,2006.

第7篇：模具制造论文范文

关键词： 复杂曲面；高效加工机理；方法分析

引言

当今工业领域对高新技术的发展越来越重视，复杂曲面的应用也随之推广，复杂曲面主要用于满足两个方面的需求，一方面是力学特性和功能方面的需要，用于满足设备特定的性能要求，对产品形面的数学特征有高精度的要求；另一方面则为了满足美学效果的需要，和人们对产品外形的需求。针对复杂曲面加工的现状及发展趋势，提高复杂曲面加工的质量、效率及效益已成为主流方向，这对复杂曲面加工中各环节的技术方法都有很高的要求。

1. 复杂曲面加工技术的发展概况

1.1复杂曲面加工技术的发展历程

复杂曲面以前主要通过手工放样，手工打磨或辅助于电脉冲的加工方法来完成，即单纯的手工制造。在制造工程中需要进行检测，和大量型线样板的制作，导致制作周期长，工时、材料消耗量大，从而使加工精度降低，难以满足实际生产的需要。在数控机床出现后，在工具和模具制造中得到了广泛的应用，随着新技术（计算机、激光、电子、新材料）的发展，在复杂曲面加工方面的许多新技术应运而生，如激光开槽（Laser Caving）、快速原型制造（RapidPrototyping）和快速工装（Rapid Tooling）等。这些技术的优点在于所需的设备结构简单、灵活性很高，特别适合于加工单件或小批量的工具和模具。

1.2复杂曲面高效加工技术的理论体系

数控加工是复杂曲面加工的一种广泛应用的技术，也是目前复杂曲面加工的主要方法，包括机床数控技术、数控自动编程技术。机床数控系统是硬件也是控制机床运动的执行单元，；而数控编程则是软件，负责产生加工用的零件程序。二者相互作用，构成自动化的加工手段。

数控编程解决了数控加工中程序的编制问题，目前复杂曲面的加工主要包括：曲面造型、数控编程、数控机床加工等。同时在复杂曲面造型方面、数控编程方面、机床数控技术方面、综合效益方面还存在诸多问题，我们的目的是通过对这些问题的研究来完善高效加工技术的理论体系，提高复杂曲面加工水平。

2. 复杂曲面高效加工的技术方法

2.1复杂曲面加工方法分析

从两个方面分析复杂曲面的加工方法：一是在造型方面，复杂曲面造型可以从数学的角度和加工的可行性上进行综合考虑，可以有效地避免复杂曲面加工中重迭现象的产生，增强企业的市场竞争力，实现更大的经济效益。二是在数控程序设计方面，复杂曲面的数控程序设计技术正飞速发展，要对基于特征的刀具轨迹生成方法进行研究，并且重视发展高速加工的数控程序设计技术，尤其是对NURBS加工的使用和有效的NURBS刀具轨迹的研究。

2.2复杂曲面加工设备技术

复杂曲面质量的要求提高，带动了复杂曲面加工设备的进一步发展。建立在五轴联动加工技术基础上的复杂曲面加工逐渐推广，五轴联动包括U、V、W轴不同组合的多轴控制多坐标轴联动，不再仅限于x、y、z、A、B（或C）轴联动，采用高精度的等动态误差补偿技术，降低形位误差、提高机床加工的几何精度、表面粗糙度等；使复杂曲面加工设备功能部件实现高速度、高精度、大功率和智能化。

2.3复杂曲面高效加工关键技术

2.3.1毛坯制备技术

现在实型铸造技术广泛地应用于毛坯的制备，就是传统的木模或金属模被泡沫塑料制作代替，造型后不需取出模型，便可以浇注，泡在高温液体金属作用下，沫塑料模型迅速燃烧气化而消失，原来泡沫塑料模型所占有的位置被金属液取代，冷凝后形成铸件，包括干砂实型铸造、负压实型铸造、树脂砂实型铸造。

在毛坯制造时，余量的确定是一个关键的问题。余量太小，刀具在铸造缺陷（如夹砂、氧化硬皮等）处会磨损剧烈甚至折断，因为粗加工时进刀量不可能太大，反而使加工成本加大。若余量过大，则使后续数控加工的工作量增大，降低了加工的高效性。

2.3.2高速铣削技术

加工速度高以及良好的加工精度和表面质量是高速铣削加工技术的特点，目前该技术已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展，成为第三代模具加工技术。主轴转速、工作台快速移动和进给速度的提高是等机床高速化的具体表现。高速切削机床克服了机床振动，大大降低了传入零件中的热量，大大提高了排屑率，减小热变形，提高加工精度，加工面的粗糙度得到改善。所以，经过高速加工的工件一般不再需要精加工。

2.3.3工艺决策技术等

复杂曲面加工工艺规划包括工艺方案优化及工艺参数优化，加工的高效性受不同的工艺影响非常大。复杂曲面加工时进给量、切削速度和切削深度对刀具的寿命有很大的影响，最佳切削用量一般在一个很小的范围内，要根据具体的刀具与工件材料进行确定。影响工艺的因素既有定量指标，又有定性指标，因此要实现复杂曲面的高效加工，必须采用一定的方式进行工艺决策。

此外，还包括刀具技术、现场化的检测技术、NURBS加工技术、和数控连网技术等。

对复杂曲面质量的要求带动了复杂曲面加工设备的进一步发展，复杂曲面多轴联动加工技术也日趋成熟。我国在这个领域内起步较晚，对机床关键零部件等功能部件、配备智能化技术和高性能数控系统的多轴数控机床的研究和开发应得到重视和加强。目前，复杂曲面加工在制造业中的比重越来越大，它已成为缩短新产品开发周期、提高企业竞争力的一个关键因素。

3. 参考文献

[1] 焦向东，贾永田. 基于快速原型技术的金属模具制造发 展现况[J]. 制造技术与机床，2000（7）：8-9.

第8篇：模具制造论文范文

【论文摘要】：针对汽车覆盖件冲压的有限元模拟方面的具体问题进行了研究，采用弹塑性有限元的数值模拟及试验研究的方法，对汽车覆盖件拉延过程中的成形进行了研究。针对拉延模拟结果进行应力应变分析，寻找工艺参数的优化方案，改进的工艺方案使破裂情况明显改善。

由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状等一系列优点，在机械行业的应用非常广泛，占有十分重要的地位[1]。但是冲压模具的设计主要依据工程师长期积累的经验。对于复杂的成形工艺和模具，设计质量难以得到保证;一些关键性的设计参数要在模具制造出来之后，通过反复的调试、修改才能确定。这样就浪费了大量的人力、物力和时问[2-3]。随着有限元技术和计算机技术的发展，数值模拟已逐渐成为工艺分析及优化设计的有效工具。

1. 有限元模型的建立和参数设定

一般汽车覆盖件工艺设计流程具体分析如下: (1) 根据产品图及产品冲压工艺设计，进行详细的车身产品工艺性分析。为了实现拉延或创造良好的拉延条件，必须合理考虑冲压方向、工艺补充部分形状以及压料面形式、拉延筋布置等重要工艺因素。其中包括利用计算机进行的工艺补充面三维设计。(2) 在满足产品使用的前提下，将过剩的质量要求及时反馈给产品设计部门，进行研讨，力争把产品完善到最简单、最合理的工艺要求，以克服产品的过剩质量，减少不必要的工装投入。(3) 利用计算机进行车身产品的冲压工艺性分析，进行图面形状的分析探讨和尺寸公差的分析研究，在充分理解、把握产品使用性能要求的前提下，考虑用户使用和维修，利用塑性加工原理、冲压工艺知识和模具设计结构的有关知识，设计冲压工艺过程图。在设计过程中，同时要分析冲压工艺方案，发现不足之处，进行必要的修正。(4) 模具设计人员按照冲压工艺过程图的基本要求进行模具设计，模具CAD设计包括上、下模座，工作部分零件，导向部件，定位零件和进出料装置等设计。数控编程和模型人员按照冲压工艺过程图和模具图进行数控编程和模型制造，最后按照冲压工艺过程模具图要求进行机械加工和模具装配调试，最终调试出合格的产品。

选用某轿车内部地板零件产品图，此零件是一个比较复杂的中小型车身结构件。由于零件拉延深度深，并且具有局部反拉延，因此成形过程估计会出现问题，为了验证问题所在我们利用CAE软件进行模拟成形计算。对于复杂冲压零件的成形过程，不但同一时刻不同位置的板坯所承受的变形方式和变形程度不同，而且不同时刻同一位置的板坯所承受的变形方式和变形程度也不同;另外，冲压工艺边界条件的设定对变形路径和各部分的变形程度的影响也非常明显。

一般划分网格时，首先建立一个拓扑结构模型。这一步骤是连接分离的型面，使你可以在网格划分的时候得到连续的网格(两个相连的元素在分界线之问共同享用相同的节点)。系统能通过你所定义的公差自动辨认普通表面之问的分界线，以建立我们所说的拓扑模型。建立好拓扑结构以后，应定义网格划分的参数，并进行网格的自动划分。一般情况下要求用户最少确定四个参数，包括最小元素大小，最大元素大小，两个相连的元素之问的法向夹角，网格的弦高。最小元素的大小影响着网格划分中最小元素的尺寸。当模型的型面比较平坦时它最大元素的大小则受最大元素参数的影响。两个相连的元素之问的法向夹角所起的作用是规定了两个相连元素之问的最大法向夹角，即当两个元素的夹角大于用户给定的值时，这两个元素会分裂为更多的元素，故它影响着倒角和小圆角部分的网格密度，它的值越小网格则越密。例如:一般我们在划分模具网格时，它的拉延圆角最好有五行元素，这时调整法向夹角的参数就可以达到目的。弦高的大小则影响着大网格半径表面上的网格密度，它的值越大，则网格越少。在汽车覆盖件模拟中，板料数据一般都是曲线，因此板料的网格划分与模具的划分不一样。 转贴于

根据实际需要确定板料特性，应力应变关系=537(0.0102+)0.23MPa，法向各项异性系数为1.8。其他参数如下:扬氏模量2.07E+5 MPa;屈服极限210 MPa;泊松比0.28;板材厚度0.8mm;板料质量密度7.83E-9;r0=1.87， r45=1.27，r90=2.17。由于摩擦系数必须有实验得出，特别是几种常用材料在工业生产中的实际摩擦系数。考虑到汽车覆盖件生产厂家和模具生产厂家的实际，一般不考虑使用油，在拉延前要使用清洁防锈油清理兼。因此我们必须通过试验来得出在几种不同条件下的摩擦系数，例如干摩擦和加清洁防锈油后的摩擦。还有就是拉延筋的拉延阻力在不同形状拉延筋情况下的取值。测定为此我们设计了覆盖件模具的摩擦系数和实际拉延筋拉延阻力的测定的试验，详细试验结果在第六章中。摩擦系数根据测量结果给定0.175 ，拉延筋选取单圆筋，拉延阻力为0.178KN/mm。

2. 汽车覆盖件冲压的有限元模拟结果分析

经过计算后，板料的FLD如图2所示。在FLD图中，红色表示破裂，粉红色表示起皱，而在应变云图中红色表示正应变，深蓝表示副应变。从FLD图中我们可以看出四处破裂，分别是大鼓包处，凹坑底部，最下方的小鼓包处，右上方的直壁处。通过主应变和次应变云图可以看出在突起的鼓包顶端处为双向拉应变发生破裂，并目_从板料轮廓的变化发现在有拉延筋的地方板料儿乎没有流动，形成过度胀形，凹坑底部破裂处也同样出现胀形过度问题。而模具拉延直壁处的破裂却是不同形式的，该处的主应变为拉应变，次应变为压应变，为明显的拉深破裂状态。之所以只有这个直壁角破裂是因为这个角离大鼓包最近，并且通过成形过程的模拟我们发现这个直角壁首先成形，从而在凹坑成形前破裂。其它四个角由于拉延高度低并且没有复杂的凸凹变形，都有足够的板料流动量，板料的流动情况良好，所以没有破裂。

3. 汽车覆盖件冲压工艺改进方案

在去掉拉延筋，变化压边力后还是无法缓解，于是决定改变模型，我们把拉延直壁消除降低了模具拉延高度;把型面中那一个接近大直角型面过渡改为一个小缓坡，减缓了陡峭程度;由于模具进料困难，所以去掉拉延筋，然后设定压边力为400KN，摩擦系数为0.12，进行模拟后如图4所示。可以看出与未改前的情况有很大的不同，破裂情况明显改善，尤其是右上角直壁处的破裂变得很小，这是由于降低了它的拉延高度。

4. 结论

世界上每年的钢材有半数以上被轧制成板料和管料。金属板、管的成形和加工在航空、航天、汽车、船舶及许多民用工业中都占有相当重的比例。因此，提高相应的成形技术和制造水平是一个具有普遍意义的大课题。因此，文章在汽车覆盖件数值模拟和试验研究的基础上，采用有限元的数值模拟及试验研究的方法，对汽车覆盖件拉延过程中的成形进行了数值模拟和试验研究。

参考文献

[1] 李东升， 黄小明， 胡世光. 汽车覆盖件拉延筋的单元模拟试验研究[D]. 北京航空航天大学学报，1995.21(2):67-71.

第9篇：模具制造论文范文

论文摘要：本文系统介绍了数控高速切削加工的基础理论及发展过程,分析了高速加工的优点和应用领域，总结了发展数控高速切削加工需要的关键技术和研究方向。 

数控高速切削技术(high speed machining,hsm，或high speed cutting,hsc)，是提高加工效率和加工质量的先进制造技术之一，相关技术的研究已成为国内外先进制造技术领域重要的研究方向。我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步落后。研究先进技术的理论和应用迫在眉睫。

1、数控高速切削加工的含义

高速切削理论由德国物理学家carl.j.salomon在上世纪三十年代初提出的。他通过大量的实验研究得出结论：在正常的切削速度范围内，切削速度如果提高，会导致切削温度上升，从而加剧了切削刀具的磨损；然而，当切削速度提高到某一定值后，只要超过这个拐点，随着切削速度提高，切削温度就不会升高，反而会下降，因此只要切削速度足够高，就可以很好的解决切削温度过高而造成刀具磨损不利于切削的问题，获得良好的加工效益。

随着制造工业的发展，这一理论逐渐被重视，并吸引了众多研究目光，在此理论基础上逐渐形成了数控高速切削技术研究领域，数控高速切削加工技术在发达国家的研究相对较早，经历了理论基础研究、应用基础研究以及应用研究和发展应用，目前已经在一些领域进入实质应用阶段。

关于高速切削加工的范畴，一般有以下几种划分方法，一种是以切削速度来看，认为切削速度超过常规切削速度5－10倍即为高速切削。也有学者以主轴的转速作为界定高速加工的标准，认为主轴转速高于8000r/min即为高速加工。还有从机床主轴设计的角度，以主轴直径和主轴转速的乘积dn定义，如果dn值达到（5～2000）×105mm.r/min，则认为是高速加工。生产实践中，加工方法不同、材料不同，高速切削速度也相应不同。一般认为车削速度达到（700～7000）m/min，铣削的速度达到（300～6000）m/min，即认为是高速切削。

另外，从生产实际考虑，高速切削加工概念不仅包含着切削过程的高速，还包含工艺过程的集成和优化，是一个可由此获得良好经济效益的高速度的切削加工，是技术和效益的统一。

高速切削技术是在机床结构及材料、机床设计、制造技术、高速主轴系统、快速进给系统、高性能cnc系统、高性能刀夹系统、高性能刀具材料及刀具设计制造技术、高效高精度测量测试技术、高速切削机理、高速切削工艺等诸多相关硬件和软件技术均得到充分发展基础之上综合而成的。因此，高速切削技术是一个复杂的系统工程，是一个随相关技术发展而不断发展的概念。

2、数控高速切削加工的优越性

由于切削速度的大幅度提高，高速切削加工技术不仅提高了切削加工的生产率，和常规切削相比还具有一些明显的优越性：第一、切削力小：在高速铣削加工中,采用小切削量、高切削速度的切削形式,使切削力比常规切削降低30％以上，尤其是主轴轴承、刀具、工件受到的径向切削力大幅度减少。既减轻刀具磨损，又有效控制了加工系统的振动，有利于提高加工精度。第二、材料切除率高:采用高速切削，切削速度和进给速度都大幅度提高，相同时间内的材料切除率也相应大大提高。从而大大提高了加工效率。第三、工件热变形小:在高速切削时，大部分的切削热来不及传给工件就被高速流出的切屑带走，因此加工表面的受热时间短，不会由于温升导致热变形，有利于提高表面精度，加工表面的物理力学性能也比普通加工方法要好。第四、加工精度高:高速切削通常进给量也比较小，使加工表面的粗糙度大大降低，同时由于切削力小于常规切削，加工系统的振动降低，加工过程更平稳，因此能获得良好的表明质量，可实现高精度、低粗糙度加工。第五、绿色环保：高速切削时，工件的加工时间缩短，能源和设备的利用率提高了，加工效率高，加工能耗低，同时由于高速切削可以实现干式切削，减少甚至不用切削液，减少污染和能耗。

3、数控高速切削技术的应用领域研究

鉴于以上所述高速切削加工的特点，使该技术在传统加工薄弱的领域有着巨大应用潜力。首先，对于薄壁类零件和细长的工件，采用高速切削，切削力显著降低，热量被切屑带走，可以很好的弥补采用传统方法时由于切削力和切削热的影响而造成其变形的问题，大大提高了加工质量。其次，由于切削抗力小，刀具磨损减缓，高锰钢、淬硬钢、奥氏体不锈钢、复合材料、耐磨铸铁等用传统方法难以加工的材料，可以研究采用数控高速切削技术来加工。另外，在汽车、模具、航天航空等制造领域, 一些整体构件需要比较大的材料切除率，由于数控高速切削的进给速度可随切削速度的提高而相应提高, 使得单位时间内的材料切除率大大提高，因而在模具制造、汽车制造、航空航天制造中，数控高速切削技术的应用将产生巨大的经济效益。第四，由于高速切削时，加工过程平稳、振动小，与常规切削相比, 高速切削可显著提高加工精度1～2级,完全可以取消后续的光整加工, 同时，采用数控高速切削技术, 能够在一台机床上实现对复杂整体结构件同时进行粗、精加工,减少了转工序中可能的定位误差, 因而也有利于提高工件的加工精度。因此, 高速切削技术在精密制造中有着广阔的应用前景。如某企业加工的铝质模具，模具型腔长达1500mm，要求尺寸精度误差±0.05mm，表面粗糙度ra0.8μm，原先的制造工艺为：粗刨—半精刨—精刨—手工铲刮—手工抛光，制造周期要60小时。采用高速铣床加工后，经过半精加工和精加工，加工周期仅需6小时，不仅效率提高，而且模具质量也大大提高。

4、实现数控高速切削加工的关键技术研究

数控高速切削加工是一个复杂的系统工程，涉及到切削机理、切削机床、刀具、切削过程监控及加工工艺等诸多相关的硬件与软件技术，数控高速切削技术的实施和发展，依赖于此系统中的各个组成要素的，这些实现数控高速切削技术离不开的关键技术，具体体现在以下方面：

1）高速切削机理：有关各种材料在高速加工条件下，切屑的形成机理，切削力、切削热的变化规律，刀具磨损规律及对加工表面质量的影响规律，对以上基础理论的实验和研究，将有利于促进高速切削工艺规范的确定和切削用量的选择，为具体零件和材料的加工工艺制定提供理论基础，属于原理技术。目前，黑色金属及难加工材料的高速切削工艺规范和切削用量的确定，是高速切削生产中的难点，也是高速切削加工领域研究的焦点。

2）高速切削机床技术模块：高速切削机床需要高速主轴系统、快速进给系统和高速cnc控制系统。高速加工要求主轴单元能够在很高的转速下工作，一般主轴转速10000 r/min以上，有的甚至高达60000－100000r/min，且保证良好动态和热态性能。其中关键部件是主轴轴承，它决定着高速主轴的寿命和负载容量，也是高速切削机床的核心部件之一，主轴结构的改进和性能的提高是高速机床的一项重要单元技术。另一项重要的单元技术是高速进给系统。随着机床主轴转速的提高，为保证刀具每齿或每转进给量不变，机床的进给速度和进给加速度也相应提高，同时空行程速度也要提高。因此，机床进给系统必须快速移动和快速准确定位，这显然对机床导轨、伺服系统、工作台结构等提出了新的更高要求，是制约高速机床技术的关键单元技术。

3）高速切削刀具技术模块：由机床、刀具和工件组成的高速切削加工工艺系统中，刀具是最活跃的因素。切削刀具是保证高速切削加工顺利进行的最关键技术之一。随着切削速度的大幅度提高，对切削刀具材料、刀具几何参数、刀体结构等都提出了不同于传统速度切削时的要求，高速切削刀具材料和刀具制造技术都发生了巨大的变化，高速切削加工时，要保证高的生产率和加工精度，更要保证安全可靠。因此，高速切削加工的刀具系统必须满足具有良好的几何精度和高的装夹重复定位精度，装夹刚度，高速运转时良好的平衡状态和安全可靠。尽可能减轻刀体质量，以减轻高速旋转时所受到的离心力，满足高速切削的安全性要求，改进刀具的夹紧方式。刀具系统的技术研究和发展是数控高速切削加工的关键任务之一。

4）数控高速切削工艺：高速切削作为一种新的切削方式，要应用于实际生产，缺乏可供参考的应用实例，更没有实用的切削用量和加工参数数据库，高速加工的工艺参数优化是当前制约其应用的关键技术之一。另外，高速切削的零件nc程序要求必须保证在整个切削过程中载荷稳定，但是现在使用的多数cnc软件中的自动编程功能都还不能满足这一的要求，需要由人工编程加以补充和优化，这在一定程度上降低了高速切削的价值，必须研究采用一种全新的编程方式，使切削数据适合高速主轴的功率特性曲线，充分发挥数控高速切削的优势。

高速切削加工技术的发展和应用有赖于以上原理方面、机床、刀具、工艺等各项关键单元技术的发展和综合。

5、高速切削技术应用方面研究状况和发展趋势

由于高速切削在提高生产效益方面具有巨大潜力，早己成为美、日、德等国竞相研究的重要技术领域。美国日本等国早在60年代初，就开始了超高速切削机理的研究。上世纪70年代，美国已经研制出最高转速达20000r/min 的高速铣床。如今，欧美等发达国家生产的不同规格的各种超高速机床已经商业化生产并进入市场，在飞机、汽车及模具制造行业实际应用。例如，在美国波音公司等飞机制造企业，已经采用数控高速切削加工技术超高速铣削铝合金、钛合金等整体薄壁结构件和波导管、挠性陀螺框架等普通方法难加工的零件。近年来，美、欧、日等国对新一代数控机床、高速加工中心、高速工具系统的研究和产业化进程进一步加快，高性能的电主轴技术及其产品的专业化生产步伐加大；高性能的刀具系统技术也进展迅速；直线电机技术应用于高速进给系统。

我国在研究和开发高速切削技术方面，许多高校和研究所作了努力和探索，包括切削机理、刀具材料、主轴轴承、等方面，也取得了相当大的成就。 然而，与国外工业发达国家相比，仍存在着较大的差距，基本上还处在实验室的研究阶段。为适应社会经济发展需要，满足航空航天、汽车、模具等各行业的制造需求，数控高速切削技术应用研究任重道远。

目前，针对高速切削技术的研究已从实验阶段转向应用阶段。在应用方面的研究包括两个层面：一是高速加工关键技术的基础理论研究，包括高速主轴单元和高速进给单元等，实现高速机床国产化。另一方面，在现有实验室实践技术基础上，进行工艺性能和工艺范围的应用研究。其中，关于高速切削工艺的研究是当前最活跃的研究领域之一，主要目标是通过试验或引进的先进设备直接进行工艺研究，努力解决关键零部件的加工工艺问题，开发和完善特种材料的高速切削工艺方法；研究开发适应高速加工的cad/cam软件系统和后处理系统，建立在新型检测技术基础上的加工状态安全监控系统。

参考文献

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