数字化技术应用在冲压模具设计与制造中的实践研究

摘要：目前，我国制造业發展十分迅速，相关技术也在不断完善。尤其在冲压模具设计和制造方面，技术水平在不断提升。在实际生产的过程中，模具设计与产品的生产效率有直接关系，采用数字化技术可以促进模具设计水平的提升，进而改善冲压模具设计与制造的质量，促进制造业的发展，本文就此进行了相关的阐述和分析。

关键词：数字化技术;冲压模具;设计与制造

冲压就是利用外部压力进行模具的生产制作，通过冲压原材料，使材料发生塑性变形，进而得到所需的工件形状和尺寸。在冲压的过程中不仅需要使用冲压机，模具也是必不可少的组成部分，冲压模具的质量会直接影响工件生产制造的质量。该模具是比较特殊的一种工艺装备，有很多的形式。为了满足生产需求，要加强冲压模具设计与制造的水平。可以在实际设计和制造的过程中应用数字化技术，确保设计的合理性和制造的精密性，进而符合冲压制造的要求。

一、冲压模具设计与制造中应用的数字化技术

（一）CAE技术

在冲压模具设计与制造中，冲压成型CAE技术是一种比较常用的数字化技术，根据模具成形的物理特征，通过计算机技术对模具和板料间的作用进行分析，对板料成形的过程进行观察。目前，在冲压模具设计与制造的过程中，可以采用CAE技术来提升制造水平，通常采用Auto-Form/PAMSTAMP这个软件进行设计制造。该软件不仅可以输出数据，也能进行数据观测，进而充分了解板料厚度、流动形式、破坏等变化的情况，并对相关数据进行收集和分析，然后利用数据进行模拟[1]。在设计阶段，可以利用该软件进行模拟设计，进而获取冲压模具的设计信息，为模具的制造奠定基础。CAE技术可以节省设计时间，也能提升设计精度，通过预测和评估模具的模拟数据，了解模具的设计效果，然后进行相应的调整和改进，使冲压模具的设计和制造更加合理。

（二）快速设计系统

在冲压模具实际制造的过程中，首先要做好结构设计。在实际设计中，可以应用计算机技术。比较常用的就是CAD技术，该技术广泛应用在各个行业之中，并且具有良好的应用效果。在使应用中，需要利用软件进行设计，但受到软件功能性的影响，可能会增加模具设计周期。可以结合数字化技术，增加专业的设计模块，同时与方针模块相结合，使技术向集成化的方向发展，促进设计效率的提升，同时保障制造水平。

（三）模块化设计

在冲压模具设计的过程中，结构设计是十分重要的一项内容，如果模块存在结构缺陷，则产品质量会直接受到影响。所以，必须要采取有效的技术来提升结构设计的合理性。可以应用CAD技术，该技术具有一定的辅助作用。但该技术也要求设计人员有丰富的经验，同时需要较长的设计周期。为此，可以采用PROE、UG等功能性较强的造型软件，通过导入参数化模块的方式使标准件可以被列入到数据系统中，具体包括导板、冲头等等，进而在设计的时候就可以进行灵活的参数调整[2]。在实践操作的过程中，应该根据产品要求采用快速导入的方式，利用各项数据生成设计模板，以此提升设计精度。参数化编程可以使模具加工质量进一步提升，有效确保结构的稳定可靠。

（四）数字化装配

在冲压模具制造的过程中，通常会采用分组法、调整法、互换法等方式。传统的冲压模具加工可以利用加工中心完成，然后采用现场装配的方式，操作人员将2D零件装配图纸作为分类参考，然后根据预先设定好的顺序，装配底座和其他零件，然后进行精加工。该方法存在缺陷，没有有效的检查环节，造成加工不够精确。因此，可以采用OWV进行在线测量，利用软件对比各项数据，了解模具中存在的设计偏差，进而进行有效的纠正和调整。

二、数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用效果

（一）提升设计精度

在冲压模具设计和制造的过程中应用数字化技术，可以进一步提升模具精度，使模具质量有所保障，进而促进产品整体质量的提升。以仿真技术来说，以计算机作为基本载体，可以简化冲压模具的设计环节，同时也能对各项数据进行收集和分析，能够保障设计结构的合理性，同时也能降低制造成本，避免不必要的修改和浪费，可以提升产品效益。应用CAD技术可以降低误差率，保障精度和质量，具有明显的应用效果。

（二）提升加工效率

在冲压模具设计中运用数字化技术，改变传统的设计模式，促进模具加工效率的提升。采用三维数控技术，提升加工精度，使真实的模具和模型精度可以保持一致，充分体现加工的精准性，减少繁冗的加工工序，促进效率的提升，也减少成本的投入[3]。采用PDM/CAPP等软件对相关的数据资料进行管理，建立BOM结构数据库，可以将各项数据关联在一起，包括设计任务书、三维模型等等。通过数字化的管理方式，可以统一各项资料信息，采用网络同步的方式，实现各项数据信息的同步共享，从而保障加工精度。

（三）降低装配损坏率

利用数字化技术可以使制造加工更加可靠，从而降低装配的损坏率。利用数字化技术可以整合各项设计方案，也能收集各个制造和加工参数，搭建数字化管理平台，对企业生产管理的理念文化进行提炼分析，促进生产水平的提升。应用ERP/MES等数字化技术，实现各个工序的统一调度和管理，集成各项操作功能，促进生产效率的提升，减少装配过程中出现的损坏问题。

三、结语

综上所述，在冲压模具设计与制造的过程中，可以应用数字化技术。通过数字化技术对各项数据进行收集和分析，进而构建三维模型，了解设计中存在的问题，并且利用数据库进行数据的收集、调整，使设计更加合理，进而提升生产制造的精度。

参考文献

[1]梁远君.数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用研究[J].机电信息，2020，641（35）：95-96.

[2]吕建中.数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用分析[J].科学技术创新，2020（07）：166-167.

[3]王姗姗.冲压模具制造技术的应用以及发展研究[J].南方农机，2019，050（006）：181-182.

作者简介

付师星（1973—），男，汉族，山东淄博，硕士学历，副教授，研究方向：机械制造。

（山东工业职业学院 山东 淄博 256400）