數(shù)控加工中組合零件模具設(shè)計(jì)與優(yōu)化

1、數(shù)控加工中組合零件模具設(shè)計(jì)與優(yōu)化摘要：隨著時(shí)代的快速發(fā)展，組合零件的模具設(shè)計(jì)越來(lái)越廣泛的被應(yīng)用于數(shù)控加工技術(shù)中，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)也縮短了生產(chǎn)時(shí)間,給人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)了很大的便利。木文的第一部分主要闡述了數(shù)控加工和零件的概念；第二部分主要分析了數(shù)控加工中組合零件的模具設(shè)計(jì)，包括：圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、刀具的選擇和裝夾的方式；第三部分主要提出了數(shù)控加工中組合零件的模具優(yōu)化趨勢(shì)，包括：模具的智能化、模具更加精細(xì)化、模具與3D打印技術(shù)結(jié)合和模具與新材料的使用等；最后是總結(jié)部分。其目的是實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工技術(shù)更好的應(yīng)用于組合零件的模具設(shè)計(jì)與創(chuàng)新中，從而實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展。關(guān)鍵詞：組合零件；模具；設(shè)計(jì)；優(yōu)化。

2、引言在數(shù)控加工技術(shù)中，組合零件的模具設(shè)計(jì)精度要求比較高，可設(shè)計(jì)的尺寸和加工工藝比較復(fù)雜，對(duì)技術(shù)人員的要求也相對(duì)較高。在數(shù)控加工中，組合零件的模具設(shè)計(jì)與優(yōu)化需要在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新,提高生產(chǎn)技術(shù)，利用數(shù)控加工技術(shù)，使組合零件模具設(shè)計(jì)朝優(yōu)化的方向發(fā)展。1相關(guān)概念解析1.1 數(shù)控加工數(shù)控加工是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)，從繪制圖紙開(kāi)始到模具成型合格后的交易，其每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要精心設(shè)計(jì)，同時(shí)要考慮到多方便的因素，例如，數(shù)控加工過(guò)程中，每一個(gè)組合零件工藝線路的走向、數(shù)控機(jī)床的切削技術(shù)以及零件設(shè)計(jì)加工過(guò)程中嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)等，都要做到精確無(wú)誤。數(shù)控機(jī)床在一定程度上要按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加工設(shè)計(jì)，確保每一個(gè)組合零件是合格的成品。另外

3、，數(shù)控加工技術(shù)在組合零件的運(yùn)用中要注意分析技術(shù)難點(diǎn)與加工關(guān)鍵，尤其要準(zhǔn)確完成其數(shù)控加工技術(shù)的核心部分。1.2 零件零件是機(jī)器中的基本組成部分，也是機(jī)械中不可拆分的單個(gè)制件，在機(jī)械制造中，零件是其基本單元，其制造過(guò)程一般不需要裝配工序。如軸套、軸瓦、螺母、曲軸、葉片、齒輪、凸輪、連桿體、連桿頭等。有時(shí)，也將用簡(jiǎn)單方式連成的構(gòu)件稱為“零件如圖1所示，如軸承等。單個(gè)零件也可進(jìn)行相互的組合，在組合的過(guò)程中，將各零件之間產(chǎn)生相互的聯(lián)系，并將數(shù)控加工技術(shù)運(yùn)用其中，使數(shù)控加工技術(shù)下的組合零件模具設(shè)計(jì)更加高效，更加優(yōu)化。2數(shù)控加工中組合零件的模具設(shè)計(jì)2.1 圖紙的設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)在組合零件的模具設(shè)計(jì)與優(yōu)化中扮演了

4、一個(gè)至關(guān)重要的角色。近年來(lái)，數(shù)控加工技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于組合零件的模具設(shè)計(jì)中。在前期的繪圖過(guò)程中，要求也越來(lái)越高，尤其是組合零件的尺寸與比例等，都要進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。設(shè)計(jì)圖紙可以直接形象的呈現(xiàn)出組合零件的制造與加工的過(guò)程，如圖2所示，精確高效的圖紙可在施工前對(duì)組合零件的每一個(gè)制造環(huán)節(jié)進(jìn)行清晰直觀的檢查，對(duì)于不合理的零件設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)可以及時(shí)進(jìn)行改正，從而減少了在制造環(huán)節(jié)的資源浪費(fèi)，也可減少不必要的損失，大大提高了工作效率。每一步清晰的圖紙展現(xiàn)，有助于數(shù)控技術(shù)在組合零件制造過(guò)程中的順利進(jìn)行，從而節(jié)省時(shí)間和材料，也可大大提高生產(chǎn)效率。2.2 刀具的選擇在數(shù)控加工技術(shù)中，刀具的選擇在組合零件的生產(chǎn)過(guò)程中也很重耍

5、。高硬度、高強(qiáng)度和耐用度是刀具的基本特點(diǎn)，那么在刀具的選擇上，應(yīng)該注意考慮其自身的基本特點(diǎn)。同時(shí)，還要注意刀具的斷屑性能和抗脆性能，如圖3和圖4所示，選擇具有較強(qiáng)斷屑性能的刀具，這無(wú)疑可以為組合零件的設(shè)計(jì)起到很好的作用，節(jié)省時(shí)間和材料，提高組合零件的制造效率，從而降低成本。好的刀具選擇是組合零件成功的一半，好的刀具，即使環(huán)境不好，也可以進(jìn)行正常的工作。而相對(duì)于簡(jiǎn)單些的工具，例如我們經(jīng)常使用的車刀這樣的合金工具，我們首先應(yīng)該考慮的是它自身的導(dǎo)熱性，其次要考慮它自身的強(qiáng)度，高強(qiáng)度的車刀可為組合零件的制造和加工提高很大的效率，節(jié)約成本，減少時(shí)間，使數(shù)控加工技術(shù)在組合零件的模具設(shè)計(jì)中發(fā)揮出更好的作用。

6、2.3 裝夾的方式基于高效率工作前提下，我們應(yīng)該充分組合零件模具設(shè)計(jì)中的裝夾方式，應(yīng)有高效利用車床的功效和性能。簡(jiǎn)單說(shuō)，在完成每一次裝夾之后，使其操作實(shí)現(xiàn)一次性完成，充分利用數(shù)控技術(shù)，盡可能的加工完所有正在等待被加工的組合零件，減少每一次加工前的對(duì)刀，同時(shí)要注意刀具與工件的位置，根據(jù)具體情況做靈活調(diào)整，當(dāng)發(fā)現(xiàn)刀具的擺放位置不對(duì)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況應(yīng)進(jìn)行合理分析并做出及時(shí)調(diào)整,做出相應(yīng)的方案，解決組合零件模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的各種問(wèn)題，以免耽誤時(shí)間，也避免造成其他不必要的事故。正確的裝夾方式可以提高效率，為組合零件的生產(chǎn)提供時(shí)間保障，采取相應(yīng)的減少對(duì)刀次數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且可節(jié)約成本，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

7、因此，正確的裝夾方式在數(shù)控加工技術(shù)中，可為組合零件模具設(shè)計(jì)帶來(lái)很多便利的條件,實(shí)現(xiàn)工作效率最大化。3數(shù)控加工中組合零件的模具優(yōu)化趨勢(shì)3.1 模具的智能化近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)步和發(fā)展，智能化技術(shù)逐漸走進(jìn)人們的生產(chǎn)和生活中。模具的智能化也不例外，在塑料模具領(lǐng)域，其模具的壓力、溫度、塑造和冷卻等過(guò)程均可實(shí)現(xiàn)智能化的過(guò)程。另外，在模具加工工具的設(shè)備上也實(shí)現(xiàn)了機(jī)器的智能化，數(shù)控技術(shù)與智能化技術(shù)的結(jié)合，是模具設(shè)計(jì)未來(lái)發(fā)展的良好前景。例如工業(yè)4.0，工業(yè)4.0是基于互聯(lián)網(wǎng)背景下，以智能化為主導(dǎo)的革命性的生產(chǎn)方式，其目的是在制造業(yè)中通過(guò)利用網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的智能化。當(dāng)每個(gè)模具的復(fù)雜程度、人員技術(shù)、

8、生產(chǎn)數(shù)量或生產(chǎn)要求達(dá)到一定程度的時(shí)候，模具的智能化技術(shù)即可解決以上問(wèn)題，工業(yè)4.0可對(duì)模具設(shè)計(jì)起到幫助生產(chǎn)的作用，以更好的減少人力，提高效率，出色完成任務(wù)，實(shí)現(xiàn)其速度快、效率高、質(zhì)量好的效果，充分體現(xiàn)出模具的智能化技術(shù)所帶給人們生產(chǎn)和生活的魅力。3.2 模具更加精細(xì)化隨著人們對(duì)組合零件的模具設(shè)計(jì)質(zhì)量要求越來(lái)越高，模具設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)也趨于精細(xì)化。精細(xì)的模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)才能生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，才能與國(guó)際的模具進(jìn)行媲美，參與國(guó)際性的模具競(jìng)爭(zhēng)比賽。在設(shè)計(jì)程度上，模具的設(shè)計(jì)要求應(yīng)達(dá)到精細(xì)化的標(biāo)準(zhǔn)；在種類上，模具設(shè)計(jì)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)模具種類的多樣化，分類細(xì)致，種類多能更好的滿足人們的生產(chǎn)和生活，擴(kuò)大市場(chǎng)需求量，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效

9、益。傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)會(huì)出現(xiàn)類似種較類，質(zhì)量較低，分類也不精細(xì)，產(chǎn)品粗糙等問(wèn)題，精細(xì)化要求下的模具設(shè)計(jì)更加符合產(chǎn)品要求標(biāo)準(zhǔn)，例如，組合零件新的功能結(jié)構(gòu)也越來(lái)越完整，柔性制造標(biāo)準(zhǔn)也在逐漸提高，優(yōu)化模具設(shè)計(jì)方法,使模具設(shè)計(jì)更加精細(xì)化，從而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)力的新方向，實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)的精細(xì)化和可持續(xù)化。3.3 模具與3D打印技術(shù)結(jié)合3D打印技術(shù)在組合零件的模具設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過(guò)程中被廣泛應(yīng)用。模具的設(shè)計(jì)生產(chǎn)與3D打印技術(shù)的結(jié)合，將此技術(shù)應(yīng)用于模具型腔，使3D打印技術(shù)發(fā)揮其自身優(yōu)勢(shì)，為模具設(shè)計(jì)發(fā)展與優(yōu)化奠定基礎(chǔ)，為模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域開(kāi)辟新方向。同時(shí)，模具與3D打印技術(shù)的結(jié)合，還可以朝組合制造技術(shù)方向發(fā)展，尤其金屬材料的應(yīng)用，

10、目前通過(guò)模具與3D打印技術(shù)的結(jié)合，使新材料加工成型，即使是復(fù)雜零件，也可達(dá)到組合零件的精細(xì)化程度。同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料、疊片計(jì)量、厚度分組、產(chǎn)品輸入等復(fù)雜功能，充分發(fā)揮出3D打印技術(shù)與模具設(shè)計(jì)相結(jié)合的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，因此，模具與3D打印技術(shù)結(jié)合的優(yōu)化方向應(yīng)向大型化、精密化、高級(jí)化、集成化方向發(fā)展，從而更進(jìn)一步的優(yōu)化模具設(shè)計(jì)與生產(chǎn)方向。3.4 模具與新材料的使用在組合零件的模具設(shè)計(jì)中，新材料的使用應(yīng)選擇輕量化新材料。伴隨著汽車輕量化的發(fā)展，輕量化的材料也出現(xiàn)了多種多樣的現(xiàn)象，為了積極應(yīng)對(duì)輕量化材料的發(fā)展趨勢(shì)，相關(guān)人員展開(kāi)輕量化材料與大型符合材料模具的研發(fā)，輕量化材料與大型符合材料的使用，其技術(shù)的穩(wěn)

11、定性和可靠性也越來(lái)越強(qiáng)，將成為新材料、新技術(shù)和模具創(chuàng)新發(fā)展的新方向。新材料可滿足模具的模內(nèi)焊接、內(nèi)部注射、模內(nèi)切割以及模內(nèi)檢測(cè)等過(guò)程，因此，模具與新材料的使用逐漸成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)，也成為模具制造行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的標(biāo)準(zhǔn)。4總結(jié)綜上所述，雖然在數(shù)控加工技術(shù)領(lǐng)域中，組合零件的模具設(shè)計(jì)己經(jīng)得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步與發(fā)展，但總體水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還是較落后,探究組合零件模具設(shè)計(jì)與優(yōu)化的方法與方向仍然是我們的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。要努力探索組合零件模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，加大進(jìn)材料的研發(fā)和推廣力度，增強(qiáng)自主研發(fā)能力，充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以帶動(dòng)組合零件模具設(shè)計(jì)向前發(fā)展，提升模具制造業(yè)的水平，使我國(guó)模具的發(fā)展向大型化、精細(xì)化、高效化和多樣化方向發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)組合零件中模具設(shè)計(jì)的可持續(xù)化，促使我國(guó)模具工業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向更加優(yōu)化。參考文獻(xiàn)：田春霞.數(shù)控加工工藝M.上海：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.2陳紅濤.數(shù)控加工工藝與編程M.北京：高等教育出版社，2005.3彭效潤(rùn).數(shù)控車工M.北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2008.余英良.數(shù)控加工編程及操作M.北京：高等教育出版社，2003.藺宇.SPS模式下零部件配送質(zhì)量的混流裝配線總裝排序J.工業(yè)工程，2013,16(2)：112-116.關(guān)勉.汽車零件包裝的合理化J.中國(guó)包裝，1985(2