虚拟制造技术在模具设计及制造中的应用研究

王谦 宿州职业技术学院

虚拟制造技术是基于虚拟现实和仿真技术，对加工的产品的设计、生产统一建模，在计算机上预先实现产品从设计、加工、装配、检验到使用的整个寿命过程。虚拟制造技术结合了计算机科学和虚拟现实技术，是融合了多方面科学科技的综合性技术，是为实现企业和产品的升华，响应市场对一次制造成功的需求而产生的一种高精尖技术。虚拟制造技术是模拟仿真技术的更高一层，可以在软件上实现产品的生命周期的全过程。虚拟制造技术的主要功能包括，根据产品的设计模型，在计算机上模拟仿真出产品加工、装配的全过程；模拟实际产品加工制造过程中可能产生的问题，及时规避，相应的修改设计；缩短产品的生产周期，降低生产成本，提高生产效率等。

1 虚拟制造技术在模具设计及制造中的应用

1.1 虚拟制造技术与模具设计

不管是任何模具，最终的目的都是制造生产出符合市场要求的产品。所以，企业需要调查市场指向，更具市场的具体需求，设计相应的产品。企业设计的产品，在保证满足市场需求，实现产品功能的前提下，最好能够兼顾产品的外形和制造成本。所以，模具设计是工业制造的第一步，也是定基调的重要一步，直接影响着接下来的每一环节，关系着企业的利润。单纯的利用计算机很难实现模具设计、模具制造的结合，如果在实际的设计阶段返工次数过多，或者在生产阶段出现太多问题，甚至在产品完成后不能实现应有的功能，对企业会造成很大的损失。虚拟制造技术可以减少甚至避免上述问题的出现。主要原因是虚拟制造技术可以灵活运用现有的模拟仿真软件，更好地实现模具设计、模具制造的有机结合，对模具设计和模具制造进行仿真模拟，提前发现问题，进行规避。

1.2 虚拟制造技术与模具加工

市场对产品的需求大多是期望产品质量好、精度高、生产周期短、成本低，但是对于一些结构比较复杂、体积比较庞大的模具来说，实现上述要求就比较困难。如果不能提前预见模具制造阶段可能出现的问题，就会对模具制造的进度产生直接的影响，甚至导致模具制造的中断。利用虚拟制造技术，可以提前仿真模拟模具的制造过程，优化模具制造过程中的工艺参数，及时规避可能发生的问题。

1.3 虚拟制造技术与模具装配

传统的模具装配过程中，想要得到满意的产品，需要经过多次的修改和调试，对产品不断进行改进。在模具装配过程中，可能出现的产品问题，例如模具破裂、翘角、起皱回弹等，都要凭借着装配人员的技术和经验，进行反复的试模和修模，才能解决。但是这样一来，就会增加产品的报废率和生产周期，提高生产成本。利用虚拟制造技术，不需要制造实际的模具产品，利用虚拟的平台就可以仿真出实际的模具装配的环境，进而直观的进行设计，避免了反复试模、修模的过程，缩短了产品的生产周期，保证了产品的精度，降低了生产成本。

1.4 模具虚拟调试

模具调试是利用虚拟制造技术对模具设计不合理的地方进行修改。试模是产品在出厂前必定会经历的一个环节。虚拟调试就是利用虚拟制造技术虚拟制造模具产品，检验产品是否符合市场和用户的需求，能否正常投入生产。在实际的模具生产中，产品设计开始后，生成的数据就可以传给模具设计、模具制造、以及模具装配，工作人员可以根据这些数据进行模具设计、模具制造、模具装配方面的仿真模拟，将分析结果反馈给设计人员，进而促进设计的优化过程。

2 虚拟制造技术的应用前景

模具工业是我国近阶段仍然十分重视的工业之一，是国民经济的基础工业之一。目前，我国模具工业与其他发达国家之间还存在不小的差距。所以，为了适应中国特色社会主义，追赶发达国家，顺应经济全球化的潮流，仍要需要对我国的模具工业给予充分的重视。虚拟制造技术融合了各种高精尖技术的，仍然是今后模具工业需要主推的技术。目前我国发展模具工业的当务之急是打造适合我国国情和实际需求的虚拟技术平台，推进模具生产经济化、模具管理控制智能化的进程。虚拟制造技术在模具工业中的应用十分广泛，但是对于我国目前的模具工业状况来说，虚拟制造技术的应用还需要一个长期的过程。虚拟制造技术的应用对于计算机科学，软硬件设备，企业的现有条件、人才储备、管理制度都提出了很高的要求。

3 小结

综上所述，虽然目前虚拟制造技术在我国的应用还不够广泛，但是虚拟制造技术必将在我国模具工业中广泛应用，我们应该抓住这一机会，整体提高我国模具产业的水平和质量，提高我国模具产业的全球化竞争力。