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(武汉船舶职业技术学院机械工程系,武汉 430050)
摘要: 随着生产节奏的加快,标准件软件结合其他绘图工具,被广泛运用到模具设计、电子电路、机械设计、土木建筑等诸多领域。本文以浇口套设计为例,试探讨PRO/E结合MISUMI软件在《塑料模具课程设计》这门课中的作用,并将其与传统手工绘图方法进行比较,阐述MISUMI软件在《塑料模具课程设计》教学中的应用。
关键词 : 标准件;PRO/E;塑料模具课程设计
中图分类号:TG76 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)23-0152-03
基金项目:湖北省教育科学“十二五”规划2014年度立项课题(编号:2014B458)阶段性研究成果。
作者简介:田甜(1982-),女,湖北武汉人,讲师,主要从事模具设计与制造方面教学与科研工作。
0 引言
随着我国军工、装备制造业的高速发展,对工业产品设计、成型、加工等提出了更高的要求。相比金属材料,高分子材料在力学性能、物理性能、化学性能上有很多相似之处,因而塑料产品在机械、电子、航空航天、家用电器、通信等众多领域的需求量在逐年增加,并且受到越来越广泛的重视和应用。[1]由于塑料制品种类繁多、结构复杂、推陈出新速度很快以及设计人员的经验有限,因此设计人员很难又快又好的设计出一套既能减低成本、节约时间、提高产品质量,又能保证合格率的模具。经常是由产品设计师、模具设计师、模具加工工艺师及熟练操作工人协同努力来完成,在实际生产中,不断设计、修改、再设计等一系列反复优化。[2]而在国外,其塑料模具制造业中的模具标准化程度达到70%~80%,大大缩短塑料模具设计、制造周期,降低生产成本,提高产品质量及生产效率,最大限度地提高模具制造业的竞争力。[3-4]
武汉船舶职业技术学院在《塑料模具课程设计》这门实践教学中,除采用传统的手工绘图方法、二维的AUTOCAD绘图软件、三维的PRO/E设计软件外,将MISUMI标准件软件也结合起来,应用于整套模具的设计过程之中。
1 塑料模具中的标准件
PRO/E软件能够根据产品的尺寸形成三维模型,以自动的方式生成二维工程样图,以此使设计人员脱离繁琐、漫长的手工绘图,能够有更多的精力进行其他工作之中,诸如产品的方案设计、结构优化等。但是,一套模具,大到模座,小到弹簧,如果每个零件都要画出三维图,再生成二维图,最后去制造装配,所耗时间也很长。标准化的普及,促使了标准件的出现。
2 MISUMI软件中标准件实例
在一套模具中,除了为数不多几个跟产品尺寸相关的零件外,其他的固定、导向、装配等零件都可以看做标准件。由特定的厂家生产,其尺寸、性能都能满足设计、使用需求。MISUMI软件中的零件就能满足模具设计速度、制造质量等一些跟成本相关的要求,如图1所示。在MISUMI塑料模具设计辅助软件中,有30种不同分类的标准件。以浇口套为例,看看标准件在模具设计中的效果。
2.1 标准件类型可选
生产不同产品的塑料模具类型也大有不同。有的产品尺寸较大,适合一模一腔,一般采用直浇道;有的产品尺寸较小,适合一模几腔,一般采用侧浇口或者点浇口。不同的浇注类型,不仅决定了模具长、宽、闭合高度的尺寸,还决定了整个模具结构,比如点浇口的浇注系统,整个模具将会多一个流道板。而安装在模具上的标准件也会有很大区别。以浇口套为例,在MISUMI软件中,类型有4种,见图2。
①浇口套-高效型。这种类型的浇口套其安装直径适中,统一Φ40mm,之所以是高效型,因为其流道的外尺寸为8~20mm,内部流道尺寸较长,尺寸范围在0~200mm可选。可根据每次注射容量选择合适的浇口套,以满足零件所需材料。
②浇口套-螺栓型。这种类型的浇口套其安装直径较小,统一Φ30mm,而且其流道的外尺寸仅为8~10mm,流道长度范围在0~80mm可选,适合小型模具。
③浇口套-带肩型。这种类型的浇口套与螺栓型相似,但是其流道的外尺寸稍大一点,为8~25mm,流道长度范围在0~150mm可选,适合中型模具。
④浇口套-短流道型。这种类型的浇口套其安装直径较大,统一Φ60mm,其流道的外尺寸可选范围较小,为10~20mm,之所以是短流道型,因为其流道长度很短,范围在25~65mm可选。
2.2 标准件尺寸可选
标准件的类型确定好后,可根据具体情况选择所需尺寸。在MISUMI软件中,已经罗列出该类型零件的尺寸规格,为方便设计人员查看,不仅2D视图(见图3)已标注好尺寸、粗糙度要求,而且还有3D视图(见图4),可以进行放大、缩小、旋转等操作,让设计人员更清楚所选的标准件形状。对于特殊用途的标准件,可以按照设计人员的要求,对尺寸进行编辑,MISUMI公司在后台看到订单后,会进行单独制作。
3 标准件在塑料模具设计中的应用
模具行业非常看重制造周期,除了生产标准模架的模具厂外,一般的模具厂生产塑料注射模具通常采用订购模架和推杆等标准件,回来再加工模具型腔、推杆孔等相关成型零件,最后装配成模具。[5]但是为了有效地反映各部件之间的关系,仍需要绘制模具装配图。塑料模具课程设计中,老师应该培养刚涉足模具设计的学生首先学会如何按照国家标准表达图形,以及后期加工制造所需要说明公差配合代号在内的技术要求,养成良好的设计习惯,能够快速、准确的进行产品塑料模具设计。
在已经安装PRO/E和AUTOCAD的前提下,再安装MISUMI软件。打开三维PRO/E软件,会发现与普通安装的界面有所不同,标准件插件——MISUMI-Mold Ex-Press(Mold)已经显示在标题栏里(见图5)。在后面的模具设计中,只要指定坐标,凡是标准件均可直接在MISUMI插件中直接选取调用,装配在模具中。生产塑料件,首先是通过浇注系统进行充填,而塑料模具中浇注系统中的主流道是在浇口套里形成的,根据注射成型设备型号的不同,其喷嘴的尺寸也不一样,并且根据模具设计的相关性,喷嘴尺寸决定了模具中浇口套的相关尺寸。下面以浇口套、定位圈为例,对比不同的塑料模具设计过程。
3.1 传统的塑料模具设计
按照传统的塑料模具设计步骤,一般的企业在设计时,通常以组件的方法进行整套模具装配图设计。每个单独的零件在零件模块内进行三维绘图。在图6中所示的装配中,其绘制顺序应该是先按照尺寸要求绘制浇口套和螺栓(大红色零件),再根据相对位置、尺寸要求绘制定位圈(玫红色零件)和定位螺栓(黑色零件),再绘制定模座板毛坯,最后绘制定模套板毛坯。对于定模座板中需要紧固的部位,则在画出的定模座板上通过曲面剪切实现定位螺栓孔的设计。对于定模座板上其他诸如导套孔等尺寸,因为是一个个零件单独绘制,也要先查出导套的尺寸,进行绘制,然后再将曲面复制到定模座板上进行打孔制作,并且确定孔位置尺寸,相当耗时。
3.2 改进后的塑料模具设计
将PRO/E软件与MISUMI软件结合后,在绘制装配图时有很大变化。同样在图6中所示的装配中,在确定好基准后,其绘制顺序则是先绘制定模座板,再从MISUMI软件中调出组件——浇口套和螺栓(大红色零件),再调出组件——定位圈(玫红色零件)和定位螺栓(黑色零件),最后绘制定模套板。在整个绘制中,调出的组件都是标准件,无需花时间、精力绘制,而且还能在设计装配时自动对定模板进行打孔(见图7),孔的尺寸、位置都直接完成,节省设计时间。
4 结束语
塑料模具设计课程设计一般都是安排在塑料模具设计理论教学结束以后进行二周的综合实践。该课程的重点是了解塑料模具的结构,清楚各零件的相对位置,能对中等复杂零件进行模具设计,对零件图进行正确的标注。在短短的二周内,既要做设计说明书,手绘装配图和成型零件图,又要画出3D图,并出CAD图。时间紧迫,将MISUMI软件融入到PRO/E软件后,不仅能让学生加深标准件的概念,还能节省大量绘制时间,把精力放在塑料模具结构的设计上。
参考文献:
[1]李和平,肖根福.模具技术现状与发展趋势综迷[J].井冈山学院学报,2006,27(2):46-49.
[2]周应国.工艺参数对注塑制品翘曲影响的CAE分析[J].工程塑料应用,2006,34(11):28-31.
[3]NAGAOKA S C,HIROTA T,TOGAWA Y.New method of designing runner system for injection mold using CAO technique[J].Annual Technical Conference ANTEC,Conference Proceedings,2004:3438-3442.
关键词:地址数据库;数据结构;建库方案
中图分类号:D035.39
警用地理信息系统(PGIS)平台是利用地理信息技术,以空间电子地图为基础,以数据共享和综合利用为目标,实现公安业务信息的可视化查询和分析[1]。警用地理信息数据库是警用地理信息综合平台建设的基础和关键,因此,想要完成PGIS平台建设,数据库的建设迫在眉睫。
我国警用地理信息数据库主要包括“三个”数据库,分别指地理信息数据库、标准地址数据库和业务地理关联数据库。其中,标准地址数据库中包含地址信息和空间位置以及它们之间的对应关系,是业务信息进行地址匹配的基础[2]。建立标准空间地址数据库后,对各警种现有的各类历史业务数据,可以利用其所含的地址字段信息,通过PGIS平台软件,实现业务信息的自动上图。所以,PGIS平台的业务上图数据是否准确取决于标准地址数据库中的地址数据是否完善、精确。
PGIS项目建设过程中,公安部门将建设全国统一的标准门牌地址库。根据上述目的,在设计中国人民公安大学PGIS模拟平台中,尽可能地按照公安部颁发的警用地理信息系统相关标准,并尽力模拟公安实战的具体环境,将公安大学团河校区的地理空间信息设计成为模拟小型社会现实的形式,对地址数据进行编码,形成标准地址库。
1 标准地址数据结构
标准化是数据整理建库、信息交换共享的前提。地址元素根据地址标准进行整理加工,经过相关机构审核,由权威部门认定后,可成为供公安机关内部各业务警种共用的地址数据库的地址信息。
通常采集的详细住址应包含行政属性+自然属性。标准地址应包括:行政区划(省、市、县、区)+乡镇(街道)+街路巷(街、路、巷、行政村)+街路巷号+小区(建筑物)+门楼牌号(楼、幢或自然村、组)+详址。
1.1 行政区划
行政区划基本格式为辽宁省××市××县(区),如:辽宁省大连市经济技术开发区、辽宁省大连市长海县。
1.2 乡镇(街道)
基本格式为×乡(镇)或×街道,城市地址该项可以为空,农村地址需要按规定填写乡镇,如:大长山岛镇、小长山乡。
1.3 街路巷
街路巷包括城市的道路、街道、巷及农村的行政村,如:金马路、鞍山街、荷花塘巷、林家村。
1.4 街路巷号
指某条街路巷的多少号,如:金马路19号,其中19号表示为街路巷号。
1.5 小区(建筑物)
某一片区名称或某标志性建筑物名称,如:红梅小区、古耕国际商务大厦。
1.6 门(楼)牌号
某一片区里面楼栋的号,此级标识为一个独立建筑物,如:红梅小区1栋,其中1栋即为门(楼)牌号。
1.7 详址
独立建筑物里面的具体详细地址,如:红梅小区1栋302室,其中302室即为详址。
2 建库方案
以我校为实例,将地理信息作为对象,研究标准地址数据库的建库方案。
2.1 软硬件环境
(1)操作系统。理论上选用功能强大、界面友好、使用方便的Windows操作系统,客户端为Windows XP或Windows 2000 Professional,服务器端也为Windows Server 2003[3]。由于我校的PGIS平台建设项目是构建模拟实战平台,数据量较小,可以用性能较高的台式电脑来代替服务器。
(2)数据库平台。市面上主要有Oracle、SQL Server、DB2、MySQL几款主打数据库软件,各有各的优势。为了贴近公安部PGIS平台的数据库系统建设,并结合我校实际硬件情况,选用Oracle 11g数据库管理系统,它采用的是客户机/服务器(Client/Server)体系。客户端与服务器的连接可通过sql*plus dos环境,sql*plus工具虽然是Oracle自带的工具,但是在现实开发中,基于该环境对开发不方便,因此很少使用。也可在Oracle Web上实现客户端对数据库的访问,即登陆授权网址,以管理员或用户身份进入即可。最方便的还是通过第三方客户端开发工具――SQL Developer,可在其中创建表空间、创建用户以及角色,来实现数据编辑与查询,支持PL/SQL语言来进行操作。
(3)中间层软件。使用现有的DBMS,通常以DBMS为核心,对系统的功能进行必要扩充,使空间数据和属性数据在同一个DBMS管理之下,该方法需要增加足够软件来提供此功能。Oracle公司的Oracle spatial与ESRI公司的ArcSDE都是不错的选择。为了更好满足公安部PGIS平台需求,贴近公安实际,我们选用ESRI公司的空间数据库引擎――ArcSDE。它在关系数据库(RDBMS)和ArcGIS软件间附建立GIS通道,可将不同的操作系统平台和数据库平台之间的差异性屏蔽在后,这样就实现了系统功能应用和后台数据访问相分离[3]。
2.2 建库流程
图1 标准地址数据库的建库流程
(1)确定地址标准规范
参考《数字城市地理空间信息公共平台地名/地址描述、分类及编码规则》,其中有对门(楼)址的编码规则。在分析我校建筑物地理位置分布的基础上,确定出我校的标准规范,并定义其编码规则。即采用顺序编号,对同一道或同一街的建筑物的门址,按照自南向北、自东向西的顺序用阿拉伯数字进行编号,编码位数为两位(01-99)。
(2)明确地址采集方式
地址采集方式是采集工作的重要规划部分,结合我校实际情况,制定我校地址采集方式。模式:先从零开始采集,再完善业务系统中地址数据。
1)先审核街路巷。我校共有四条大道(忠诚道、求实道、勤奋道、创新道)和六条路(警思路、警知路、警学路、明德路、亲民路、正心路)。在此基础上,再采集所有建筑物的门牌地址;
2)下发地址采集规范,对各类建筑物全新编号,并采集所有建筑物门牌地址。
(3)建设采集系统
对于空间数据,基于我校PGIS平台之上,通过ArcSDE空间数据引擎,与Oracle数据库进行连接,可将所需空间信息采用ArcCatalog工具导出并存储在Oracle大型数据库中[4]。此处需要与PGIS平台工具软件以及空间数据引擎软件共同完成。
(4)实施数据采集
1)空间信息:通过采集系统导出我校建筑物的空间信息;
2)属性信息:手工输入或调用外部数据库。
(5)采集成果抽检与处理
1)建立适合我校实际情况的数据采集质量管理办法,确保数据的真实可靠性。为了确保采集数据的质量与覆盖率,对于采集成果应该进行取样抽检与考核;由于我校数据量相对较小,抽检采用实地抽检即可,结合抽检的合格率来进行考核;
2)数据编辑加工:对矢量化所得的数据进行编辑加工处理,我校PGIS平台系统具备完整的点线面编辑工具;
(6)标准地址库建设
通过采集系统实施数据采集工作,审核通过后,地址的空间信息和属性信息即可通过数据建库工具录入标准地址库中,并对地址进行编码与。基于标准地址库,可利用我校PGIS平台提供的地址匹配服务,实现业务数据批量上图。
3 结束语
通过上述分析与研究,在标准地址数据库的建库过程中,要注意针对我校实际地理信息,制定我校空间数据编码标准,以消除“信息孤岛”,保障系统的规则性、交互性和联通性。只要按照上述具体方法和建库流程,注意地址采集过程中的数据结构问题,就能基本实现模拟PGIS平台的标准地址数据库的建立,为我校将公安技术应用于公安实战做了更进一步的数据准备。
参考文献:
[1]张翠峰,匡志威,陈丽琼.地理空间信息数据在PGIS中的应用[J].城市勘测,2012(05):25-27.
[2]吴钢.基于PGIS平台的武汉警用地理信息系统建设的重点与难点[J].湖北警官学院学报,2011(04):67-69.
[3]许友莲.基于ArcSDE的地理空间数据集成管理[J].城市勘测,2012(03):16-19.
[4]董巨为,慕晓冬,张力.基于ArcSDE和Oracle 11g的某装备车选址数据库设计[J].四川兵工学报,2012(08):126-128.
作者简介:王卉(1989-),女,内蒙古人,硕士研究生,主要研究方向:信息警务。
(1)注塑机型号的错误及其附属装置(设备)内容的缺失。对于常用注塑机的型号,目前的教材上几乎都是模糊的介绍是引用国家标准及轻工部、机械部标准,对于注塑机具体型号表示,还给出了相应字母所代表的意义,例如S表示塑料机械、Z表示注塑机、Y表示螺杆式等等。但是,在目前企业中使用的注塑机的型号,几乎和教材中所述型号完全不符。目前,注塑机的型号,几乎都是各个公司根据自身的编号规格进行编号,每个公司间产品型号没有可比性,只能根据型号规格参数表进行注塑机之间的比较。对于注塑机,还有一些配套的附属装置(设备),教材中没有给出。例如,料斗中用于去除铁削的磁力架;装在料斗上方的干燥机;用于自动上料的自动输送机;用于模具安装的吊模架;用于强化冷却的冰水机等等。这些内容的缺失,会让学生在接触注塑机实际生产时举手无措,对学生正常掌握塑件注射成型生产产生不良影响。
(2)注射成型工艺参数的设定与注塑机实际参数设定内容不一致。对于注射成型工艺参数的设定,现行教材中都是温度、压力、时间三个参数。但是,在进行注射成型生产时,注塑机的实际控制参数远不止以上三项。在注塑机进行参数设置时,还有注射速度、螺杆行程、保压阶段速度与时间参数的控制选项、顶出装置的压力及运动速度、位置的设置等等工艺参数的设置。这些工艺参数的设置在塑件的成型质量上产生很大的影响,但是现行教材中该部分内容全部没有涉及,因此学生在实际接触到注射生产时根本对注塑机无法进行操作,需要再次进行培训学习后才能了解掌握实际生产中的注射工艺参数的设置。
(3)注射成型塑件缺陷的识别、诊断及消除相关内容不全面。对于注射成型塑件的缺陷,目前有些教材一点都没有涉及;有些教材进行了讲解,但是内容极其简单,不能反映实际塑件的缺陷全貌,并且缺少对于缺陷的消除办法的讲解。注射成型塑件的缺陷种类很多,例如溢边、翘曲、顶白、斑点、纹路等等,这些缺陷的产生需要诊断,并提出改进措施来消除缺陷,这方面的内容对以后学生实际生产中对塑件质量的控制有很大的作用。
2注射模结构设计
(1)引用的相关国家标准与现行标准不一致。目前,教材中关于注射模的标准的引用几乎全部错误,全部采用的是老标准而不是最新的修订版本。在2007年4月1日起,新版关于注射模的标准全面实施。其中新版国家标准将原塑料模中小型模架、大型模架及零件等标准合并修订,标准包括:GB/T8846-2005《塑料成型模术语》,GB/T12554-2006《塑料注射模技术条件》,GB/T12555-2006《塑料注射模模架》,GB/T12556-2006《塑料注射模模架技术条件》,GB/T4169.1-2006~GB/T4169.23-2006《塑料注射模零件》、GB/T4170-2006《塑料注射模零件技术条件》。由于新版标准对模架和零件的尺寸规格作了全面的修改,符合当前国内模具行业的生产实际,因此应在教材中正确引用。
(2)标准件的介绍及选用内容不全面。对于模具设计,模具零件的标准化意义非常重大,我们在教学中应该及时说明注射模在设计时可以选用的标准件类别及型号,以便提高模具设计及制造水平。但在目前的教材中,除了引用的相关标准是过期标准外,还缺少对注射模中使用的标准件的正确选用知识。例如,注射模模架、现行23项塑料注射模零件标准中的标准件:推杆、直导套、带头导套、带头导柱、带肩导柱、垫块、推板、模板、限位钉、支承柱、圆形定位元件、推板导套、复位杆、推板导柱、扁推杆、带肩推杆、推管、定位圈、浇口套、拉杆导柱、矩形定位元件、圆形拉模扣、矩形拉模扣等。除了专用塑料模国标件外,还有螺栓、弹簧等其他通用标准件。这部分内容的缺失,对学生在注射模设计中提高标准件的使用率非常不利。
(3)模具基本结构介绍与实际常用模具结构的差异。这个差异,主要体现在3个方面。第一,是模具成型零件的设计部分。现在实际设计生产中的模具结构几乎采用的是整体嵌入式的型腔、型芯设计,并采用沉孔嵌入法进行固定。但是,这种模具结构在现行塑料模教材中几乎没有进行整体介绍。第二,是双分型面模具的结构设计部分。现行塑料模教材,对于双分型面模具的基本结构,还是以定距拉板式、摆钩式或者弹簧定距拉杆式模具结构为主。但是现实的生产中,二次分型机构目前采用的几乎都是拉模扣设计;模架选用的是标准点浇口模架或者简化点浇口模架。第三,是模具的一般结构零件部分。目前的注射模设计中几乎全部采用的是标准模架,教材中选用模具的基本结构应和实际标准模架相同。但是现行教材中的模具结构图不规范,有很多模具典型示意图甚至还采用模脚结构,完全不符合实际。以上这些部分的内容几乎与现实设计的模具结构不符,导致学生几乎对这些常用模具结构不熟悉,会在刚进入模具设计工作时常常陷入被动的状态。
(4)模具成型零件工作尺寸计算与实际设计过程不符。目前教材中关于模具成型零件工作尺寸计算都是采用公式进行分类计算,即按照型腔的径向尺寸、深度尺寸;型芯的径向尺寸、深度尺寸;中心距尺寸等5类尺寸进行公式计算。该计算方法有典型的缺陷,就是计算尺寸数值多、计算出的塑件放大模型需要重构、塑件中大量圆弧过渡尺寸无法分类计算等问题,在现实设计中该类计算方法几乎不能被使用。实际设计中,一般采用的是对于塑件直接整体进行收缩率的放大,再根据塑件的尺寸公差确定模具制造公差。这部分内容,教材内容是与实际设计过程完全不符合,需要在教材中进行说明。
(5)侧向成型与抽芯机构中的斜顶抽芯结构内容缺失。在实际模具设计中,对于塑件的外侧倒扣一般采用斜导柱抽芯机构,对于塑件内侧的倒扣一般采用斜顶抽芯机构,也可称为斜推杆或斜销抽芯机构。斜顶抽芯机构的特点就是能在成型倒扣的同时也能在塑件脱模时推出塑件,并且占用模具空间小。这种在日常广泛使用的抽芯结构,在目前的大多数的塑料模具教材中没有出现过,或者是没有仔细进行讲解过,值得广大教材编者思考。
(6)热流道模具设计相关内容较简单。目前,热流道技术在注射模使用越来越广泛,大有取代普通注射模的趋势,因此关于热流道模具设计的内容应该增加并加以细化。现行教材中关于热流道模具设计,就是进行了简单的分类,并没有对于现在常用的热流道结构进行仔细讲解,不能符合现行注射模需要。由于热流道模具设计中关于热流道的零件均为外购件,所以可以侧重于热流道零件的选用及浇注系统中流道的设计。
(7)模具设计的名称术语与实际企业使用名称不符。由于目前国内的注射模的设计与制造主要以外资及港台企业为主,因此在这些企业中关于注射模所使用的名称术语及英文缩写也具有其独特的名称,但是这些名称并没有在国内的塑料模具的教材中出现,因此学生在毕业后进入相关企业工作时会出现迷茫,搞不清本公司所使用名词的实际意思。例如,模仁、入子、靠破、插破、司筒、大水口、细水口等等这些港台地区的模具术语名称,以及英文缩写SP、KO、G.B.、EGP等,应该在教材中进行添加说明,与国内的模具名称进行对接。
(8)模具设计中的一些细节部分与实际脱节并部分内容欠缺。例如,用于模具精定位的圆形定位元件、矩形定位元件;用于模具运输过程中防止模具动定模移动的锁模片;用于模具起吊用的螺纹孔;用于冷却水道的快接水嘴及堵头;用于推出机构复位用的弹簧的类型及其相应的颜色;整体嵌入式模具设计中的动定模板间隙、开框尺寸及固定螺栓等等,这些关于注射模设计的内容在现行的教材中,与实际设计内容是脱节的并有些部分欠缺。
3改进措施
通过以上分析,总结了现行塑料模具相关教材中的与实际设计生产中不符合的内容以及缺少的内容,因此要在以后的教材编写过程中认真加以改进,对相应教材内容进行修改和增添,要采取以下改进措施:
(1)确保引用标准的有效性。对于教材中引用的国家标准、行业标准等信息,要及时与当前有效标准保持一致,切不可引用过期标准,保证教材内容的正确性及有效性。
(2)跟踪市场保证标准件的可采购性。对于模具标准件,应当根据市场供应情况进行及时的增删,证教材中的标准件能在市场上买到,也要尽量保证市场上供应的标准件能够在教材中进行说明。
(3)关注最新设备、原料信息。对于出现的新设备、新原料信息应尽快在教材修订时增加相应内容进去使得现实生产与教材的零距离。
(4)选用实际设计案例保证教材内容的现实性及可靠性。在教材的编制及修订过程中,应避免随手画一张图纸就作为教学模具示意图,尽量选用实际生产中应用过的实际设计案例,。这样可确保教材内容实用型,又增加了教材内容的现实性及可靠性。
(5)保证教材内容与实际模具发展方向一致。由于科学技术的不断进步,模具设计与制造技术也日新月异,因此我们要紧跟注射模的发展前沿,把现实生产中应用的新技术、新设备、新材料介绍给学生,让学生在学习教科书的同时就能够掌握最新注射模技术。
4结束语
【关键词】机床辅具;机床操作件;钳工工具;数据库
1.引言
随着计算机的大规模应用,信息化浪潮不可避免的席卷整个世界,对制造业最突出的影响是制造过程的数字化程度不断加深,从产品的创意阶段到客户反馈的一系列产品生命周期中都可以依靠计算机完成,从发达国家的相关经验来看应用数字化协调处理图库的一体化解决法案是制造业的未来发展方向。在制造过程中越来越多的工作逐渐由计算机来取代,特别是CAD-CAE-CAM-CAPP系统逐渐走向协调一体化之后这种趋势愈加明显。
产品的设计制造以及样品的测试工作前期大量由计算机取代,通过虚拟样机的相关参数设计来取代传统产品生命周期中耗费时间最长的试验检测产品阶段所耗费的大量时间与测试费用。在数字样机的创建的过程中,相关三维模型的创建是一个非常重要的工作,因此实现在现代化数字化制造过程的快速更迭的设计要求时就必须达到产品部件的参数化建模。
应用机床辅具三维数字化模型进行参数化修改是一种极其便捷的方式,传统的设计必须反复进行实验性设计制造,并且进行多次测试实验,需要耗费大量时间和人力物力,且效率不高。已经无法满足现代化制造业提出的敏捷制造、柔性制造、快速制造等新要求,因此传统的产品研发流程已经不适合现代制造业的快速更新换代,必须改用更为先进的数字参数化设计,基于国家标准建立的数字化模型数据库进行无疑是一种便捷的手段。
在使用SolidWorks进行产品设计时,常用的符合国家标准的标准件(如螺栓、螺母、垫圈、齿轮等)均可以在安装SolidWorks Toolbox插件之后调出使用,但国标中的标准件在Toolbox中并不存在,不能从Toolbox插件中直接调用。在设计时需要用到不在Toolbox零件时,就必须为其尺寸、规格不同而进行重复设计,效率低、工作量大。机床辅具系列国家标准在Toolbox中不存在,而在设计中又得到了广泛的应用。
2.机床工装标准件分类
机床辅具是指连接机床和刀具的工具如刀杆、刀架、检具、接杆、卡套、夹头等。机床辅具我国现行标准为1999版,其中铣床辅具(标准号JB/T3411.101~127)、钻床辅具(标准号JB/T3411.67~82)、镗床辅具(标准号JB/T3411.83~100)、普通车床辅具(标准号JB/T3411.1~16)、单轴纵切自动车床辅具(标准号JB/T9159.1~11)、单轴转塔自动车床辅具(标准号JB/T9160.1~20)、拉床刨床辅具(标准号JB/T3411.17~28)、磨床辅具(标准号JB/T9161.1~10)、齿轮加工机床辅具)标准号JB/T9163.1~20)。
机床操作件包含手柄(标准号JB/T7270.1 ~12,JB/T7271.1~6,JB/T7272.1~4)、手轮(标准号JB/T7273.1~11)、把手(标准号JB/T7274.1~8)等。
钳工工具包括冲子、扳手、q杠、拔销器、钳子、锤头、划针、方箱(标准号JB/T3411.29~66)等。
3.机床工装标准件三维图库结构
机床工装标准件三维图库运行界面如图1所示。该界面主要包括4部分内容:机床工装标准件分类,二维示意图和三维渲染图,标准件技术数据,操作区,有二维放大、三维放大、确定等操作按钮。
图1 图库软件界面
(1)查看二维示意图和三维渲染图
在“机床工装标准件分类”列表中按照标准件的标准名称和标准编号及其子分类查找零件。
(2)查看标准件的型号数据及其三维模型
查找到某元件后,选择下方标准件型号数据列表中的某行数据,然后单击“确定”按钮,系统就会打开Solidworks 软件,显示元件的Solidworks三维模型,如图2所示。
图2 元件三维模型
(3)元件模型的使用和保存
在使用该图库时,可以在图库中查询并打开三维Solidworks模型,模型尺寸可按用户的要求进行修改,修改后的Solidworks 模型如果下次还要使用,则必须使用菜单栏中的“文件”“另存为”命令,将修改后的文件重新保存。
4.结论
本文基于Solidworks三维设计软件建立的机床工装标准件标准元件模型三维图库,应用该图库,技术人员实现机床工装标准件三维建模设计时,可以避免繁琐的建模工作,降低机床工装设计成本。同时应用该图库的人机交互方法能在短时间内找到匹配的机床工装标准件元件,得到最优的机床工装设计结果。
参考文献
[1]姚慧,曹岩,白r等.标准配置驱动的滚动轴承三维标准件图库开发[J].西安工业大学学报,2014(06):465-469.
[2]张建军.冲压模具三维图库使用详解[J].CAD/CAM与制造业信息化,2014(Z1):68-70.
[3]常娟,徐雷,殷国富等.基于SolidWorks的组合夹具标件三维图库开发技术[J].工具技术,2009(04):41-44.
[4]毛文武,邬国军. 基于SolidWorks的滚动轴承三维参数化图库开发[J].包装工程,2008,12:143-145.
关键字:冷冲压工艺;模具制造;压型质量
中图分类号:TG386 文献标识码:A
1、冷冲压工艺的概述
1.1冷冲压工艺的概念
所谓冷冲压工艺,是指压力机上所安装的模具通过施加压力,使室温下的板料发生变形,之后产生分离的加工方法,是一种塑性加工法。同时,由于此类方法加工的对象多为板料零件,又被称为板料
冲压。
1.2冷冲压工艺的特点
第一,质量稳定且具备较高的尺寸精度。冲压加工的成型主要依靠模具实现,而由于模具制作具有高精度、较长使用寿命的特点,使得冲压工艺的质量存在稳定性,且具有良好的制作互换性。另外,也可以对一些工艺难度比较大、形状比较复杂的零件实施冲压。
第二,生产效率高。利用冷冲压技术,每分钟可以完成大型冲压件数百件,如汽车覆盖等;而小型制件,每分钟则可冲压上千件。
第三,材料的利用效率高。一般地,用于冲压加工的材料利用率在百分之八十以上,能够有效保证废料减少的实现,甚至出现无废料生产情况,还可以将部分边角余料用于其他地方。
1.3冷冲压工艺的应用
说到冷冲压工艺的应用范围,称得上十分广泛,不仅涉及到金属板料的加工,还可以加工非金属材料。在汽车、家用电器或者日常用品领域,地位都比较突出和重要。而近年来汽车与家电行业的迅速发展,使得各国给予冷冲压技术以高度的重视。而由于冷冲压模具具有比较悠久的历史、极为广泛的用途以及比较成熟的技术,在汽车、家电等行业模具中占有的比例
最大。
2、冲压模具制造和压型质量
作为一种技术含量和附加值都比较高的产品,模具早已成为对一个国家的工业制造水平高低进行衡量的重要指标。尤其是随着改革开放的不断推进,我国的经济迅速发展,在相关领域的教育培训、研发以及应用推广方面,冷冲压工艺与模具制造早已成为热点问题。
2.1冲压模具制造的现状
在我国的模具分类中,冲压模和塑料成型模占据主要部分。而我国目前的冲压模具制造工艺已经取得了不小的进步,尤其是大型冲压模具的制造,这一类型模具以汽车覆盖件为主要代表,比如夏利、奇瑞等,均是由国内完成覆盖件模具的设计和制造。
2.2模具制造与压型质量存在的问题
工业化的不断推进,使得我国工业设备的更新日益加快,同时提高了对压铸模具的标准和要求。然而,相对较低的专业化程度使得我国模具企业的大部分工作的完成需要依靠模具制造厂,再加上企业内部存在的管理体制的束缚,更是延长了产品的制造周期,使得产品在市场上失去竞争优势。换句话说,落后的工艺技术和较低的设备自动化程度,严重降低了生产环节的效率,延长了制造周期,导致产品无法与市场需求相适应。另一方面,模具企业在管理方面也受到一定的约束,降低了模具的总体水平,使得市场竞争处于较低的水平,只能依靠进口的途径完成部分复杂、精密、高效的模具产品。
3、提高压型质量的措施
3.1提高模具精密化程度
我国目前的模具制造企业的专业化程度比较低,竞争力水平不高,使得我国部分精密、高效的大型模具仍需要从国外进口实现。因此,想要提高压型质量,需要提高模具的精密化程度,同时向大型化
发展。
3.2扩大模具标准件的应用
使用标准化模具,不仅可以减少制造时间,还可以增强产品的使用寿命,降低生产成本。因此,需要扩大模具标准化的应用,以实现生产效率的提高。具体地,国家应该制定统一的标准,并在生产时严格遵照标准;与此同时,应该提高标准件的规格,增加标准件的品种,尽可能在生产过程中产生规模效应,实现销售渠道的不断拓宽。
3.3提高模具材料的质量
一般地,材料的价格在整副模具价格中占比百分之三十五,而模具材料的质量直接关系到模具产品的档次,与模具的使用寿命息息相关。因此,应该提高模具材料的质量,选择优质的模具钢材,重视先进处理技术的采用,以实现模具档次的提升和使用寿命的延长。
3.4提高模具自动化和智能化
众所周知,模具的外观和使用寿命直接受到表面研磨抛光技术的影响。然而,我国的模具研磨抛光技术主要为手工工艺,劳动强度比较大且具有质量不稳定的特点,对模具制造工艺的提高起到阻碍作用。因此,需要不断提高技术,最大程度地实现模具的自动化和智能化。
3.5提高高速铣削的应用
依据目前的技术水平,众多工业国家所使用的高速铣主轴每分钟可达到五万到十二万的转速,而快速进给速度则每分钟达到四十到五十米,换刀时间则大约为一到二秒,而由于模具的制造过程具有较小的温度变化,不容易发生变形,从而导致工作效率和产品性能的极大提高。然而,与世界上众多工业国家相比,我国模具制造过程中所采用的铣削工艺比较落后,因此需要增强高速铣削技术在我国的应用
程度。
4、总结
总而言之,随着经济全球化的不断深入,世界资本市场、技术市场和劳动力市场都面临着重新整合的境况,我国也将会在这一情况下成长为制造业大国。不可不提的是,在现代制造业中,冷冲压工艺和模具制造工艺是任何工业工程设备都需要重视的部分,两项工艺的发展直接关系到压型质量。然而,我国的冷冲压工艺和模具制造技术存在一定的问题,需要及时采取有效措施,扩大标准件模具和高速铣削的应用,提高模具材料的质量,并进一步提高模具的精密度,提高模具制造的自动化和智能化,从而提高压型质量。
参考文献:
[1] 张旭,周杰.超高强度钢防撞梁热成形改冷冲压工艺设计及优化[J].重庆大学学报,2011,34(1):77-78.