【正文】 具制造業(yè)的應用和實踐經常要加班加點，甚至通宵加班趕制模具的一個主要原因。生產或其他業(yè)務部門有時希望能夠測量一下圖紙中未標注的尺寸，有時需要查看一下3D模型以便對復雜的結構有更清楚地了解，這些需求都沒必要為此購買昂貴的CAD設計軟件，而且對非設計部門的人員來說，使用專業(yè)化的CAD軟件在操作和查找相關文件方面也很不方便。在iM3系統(tǒng)中，根據(jù)模具企業(yè)的運作特點，集成了設計模型瀏覽工具，可以在系統(tǒng)中方便瀏覽2D/3D文檔（包括AutoCAD、Pro/E、UG等）。例如，工藝人員制訂某個工件的生產工藝路線時，可以直接點擊查看3D圖形按鈕，借助瀏覽工具可以旋轉、檢查尺寸、做各種剖切面等操作，方便工藝人員制訂合理完整的工藝流程；車間工人在加工某一工件時，借助車間生產終端，可以方便瀏覽正在加工零件的3D圖形，通過對比加工工件與3D圖形，檢查是否加工正確，判斷加工是否完全，避免返工和報廢。此外，這一功能對于市場報價、采購等部門的工作人員也都是非常有用的。，裝配鉗工經常因外購頂針到貨不及時，需要電話詢問倉庫和采購部門，甚至打電話給供應商，才能確認交付時間，非常麻煩。，每天晚上7：30—9：00要召開生產管理骨干人員會議，會議的主要議具的生產情況（進度、質量），當某套模具出現(xiàn)問題時，再研討如何改進。這樣做，無疑將增加管理人員的壓力，把寶貴的時間和精力浪費在信息的統(tǒng)計和收集方面，且往往因收集的信息不準確而影響決策。例如，在iM3系統(tǒng)中，生產管理人員可以通過系統(tǒng)查詢生產或采購物料目前所處的實際狀態(tài)，不必一個一個部門電話查詢；當需要了解模具的進度時，除了系統(tǒng)可以自動為異常發(fā)出警告外，管理人員也可以主動進入系統(tǒng)，統(tǒng)計其關注的異常問題，如，統(tǒng)計截止目前設計拖期的模具或采購拖期的物料、統(tǒng)計計劃下周試模的模具、統(tǒng)計尚未按期付款的客戶、統(tǒng)計本月某供應商的應付帳等，這不但可以極大地減輕模具管理人員的工作壓力，而且能夠幫第一章 管理信息化在模具制造業(yè)的應用和實踐助管理者正確決策。因此，模具企業(yè)應該把握住信息化時代帶來的機遇，為企業(yè)的長遠可持續(xù)性發(fā)展打好堅實的基礎。首先闡述沖壓過程中，機械運動的基本概念，然后逐項分析了沖裁、彎曲、拉深工藝的基本運動機理，指出模具設計中應著重控制到的內容，并介紹了在模具設計中對機械運動靈活運用的方法和一些實例。 沖壓過程中機械運動的概述冷沖壓就是將各種不同規(guī)格的板料或坯料，利用模具和沖壓設備（壓力機，又名沖床）對其施加壓力，使之產生變形或分離，獲得一定形狀、尺寸和性能的零件。機械運動可分為滑動、轉動和滾動等三種基本運動形式，在沖壓過程中都存在，但是各種運動形式的特點不同，對沖壓的影響也各不相同。沖壓過程的主運動是上下運動，但是在模具中設計斜楔結構、轉銷結構、滾軸結構和旋切結構等，可以相應把主運動轉化為水平運動、模第2章 沖壓模具設計中對機械運動的控制和運用具中的轉動和模具中的滾動。 沖裁模具中機械運動的控制和運用沖裁工藝的基本運動是卸料板先與板料接觸并壓牢，凸模下降至與板料接觸并繼續(xù)下降進入凹模，凸、凹模及板料產生相對運動導致板料分離，然后凸、凹模分開，卸料板把工件或廢料從凸模上推落，完成沖裁運動。按通常的方法設計落料沖孔模具，往往沖壓后工件與廢料邊難以分開。對于一些有局部凸起的較大的沖壓件，可以在落料沖孔模的凹模卸料板上增加壓型凸模，同時施加足夠的彈簧力，以保證卸料板上壓型凸模與板料接觸時先使材料變形達到壓型目的，再繼續(xù)落料沖孔運動，往往可以減少一個工步的模具，降低成本。對那些第2章 沖壓模具設計中對機械運動的控制和運用在彎曲面上有位置精度要求高的孔（例如對側彎曲上兩孔的同心度等）的沖壓件，如果先沖孔再彎曲是很難達到孔位要求的，必須設計斜楔結構，在彎曲后再沖孔，利用水平方向的沖孔運動可以達到目的。 彎曲模具中機械運動的控制和運用彎曲工藝的基本運動是卸料板先與板料接觸并壓死，凸模下降至與板料接觸，并繼續(xù)下降進入凹模，凸、凹模及板料產生相對運動，導致板料變形折彎，然后凸、凹模分開，彎曲凹模上的頂桿（或滑塊）把彎曲邊推出，完成彎曲運動。對于精度要求較高的彎曲件，應特別注意一點，最好在彎曲運動中，要有一個運動死點，即所有相關結構件能夠碰死。值得一提的是，對于有些外殼件，如電腦軟驅外殼，因其彎曲邊較長，彎頭與板料間的滑動，在彎曲時，很容易擦出毛屑，材料鍍鋅層脫落，頻繁拋光彎曲沖頭效果也不理想。 拉深模具中機械運動的控制和運用拉深工藝的基本運動是，卸料板先與板料接觸并壓牢，凸模下降至與板料接觸，并繼續(xù)下降，進入凹模，凸、凹模及板料產生相對運動，導致板料體積成形，然后凸、凹模分開，凹?；瑝K把工件推出，完成拉深運動。拉深復合模設計合理，可以很好地控制結構件的運動過程，達到多工序組合的目的。另外，有些裝飾品和日用品的拉深件需要有卷邊（或滾邊）工序，模具設計中也用到了滾軸結構，所以在卷邊過程中滾動的摩擦力非常小，不容易擦傷工件表面。值得一提的是，此旋切結構在實際設計改良后，已經非常易于模具加工制作，并且已運用于連續(xù)拉深模具當中。通常連續(xù)模具要求不斷加快沖壓速度，提高生產效率，有些形狀較復雜、較特別的沖壓件，其沖壓運動較費時，在連續(xù)模具設計中可以分解成效率較高的沖壓運動。 結束語盡管各種工藝的基本運動原理是不同的，但是也有共同點，就是卸料板（或滑塊）的運動是重要的控制因素。在對產品工藝運動作分析時，應主要考慮其必要性、時間性、可行性，還應具有創(chuàng)造性。沖壓過程存在多種多樣的機械運動，而各種機械運動對沖壓工藝實現(xiàn)與沖壓件品質的影響也各不相同，因而在沖壓模具設計中對機械運動第2章 沖壓模具設計中對機械運動的控制和運用 的控制和靈活運用對提高設計水平和保證沖壓件品質具有重要意義。然而，目前的耐久金屬模具尤其是大中型模具的快速制造技術尚不成熟，成為快速制模技術進一步發(fā)展并取得更大經濟效益需要解決的關鍵課題。近年來可用于實際生產的中大批量成形耐久金屬模具的快速制造技術受到極大關注?？焖僦颇＜夹g可分為由RP系統(tǒng)制作的快速原型或產品原型復制模具的間接法(1RT)，以及由RP系統(tǒng)無模直接制造模具的直接法(DRT)兩大類。熔射快速制造耐久金屬模具技術，因其幾乎不受制模材料和尺寸大小限制，尺寸及表面精度高于鑄造和燒結法、制模時間和成本遠少于和低于電鑄法而受到關注。尤其是其技術關鍵耐高熔點合金熔射的被熔射原型制造須經過原型→硅膠模→被熔射原型三道工序，致使制模時間和成本增加，控制制模精度難度大，從而限制了該技術實用化的進程。為此，本文提出直接制造原型快速熔射制模技術(DPSTDirect Prototype Spray Tooling)。為快速、低成本、高質量地制造多品種、變批量的產品成形用金屬模具開辟新的有效途徑。此加工系統(tǒng)由一個工業(yè)機器人、等離子熔射機、研磨機、數(shù)控轉臺等組成。該系統(tǒng)可通過在其末端連接不同的執(zhí)行器，便可在一臺機器人上實現(xiàn)多種加工功能，從而使得整個工藝過程變得極為簡潔、柔性，可加工范圍廣、工件復雜度高，并大幅度地減少了大型數(shù)控機床等設備的投資和空間，是一種極具應用前景的新型零件與模具制造技術。荷蘭代夫特技術大學的Jotis S．M．Vergeest開發(fā)了一種雕刻機器人系統(tǒng)，用來銑削制造輕金屬和聚亞安酯材料的零件；。陶瓷材料由于在燒結前強度很低，很難對其進行精細加工，而燒結后，材料硬度增大，常采用特種加工方法如電火花加工技術、激光加工以及超聲旋轉加工等方法來進行加工。機器人直接制造耐高溫熔射陶瓷原型工藝是根據(jù)CAD模型文件直接銑削制造陶瓷模具型腔。將文件導入機器人控制柜中即可對澆注成型的陶瓷坯料進行高速銑削加工，成型后再進行熱處理，即得到耐高溫的熔射原型。將工業(yè)機器人用于噴涂作業(yè)，國內外已有相關應用和研究。而等離子噴涂過程由于具有高溫、高速和高應力狀態(tài)的特點，因此必須對機器人的熔射路徑進行合理的規(guī)劃。機器人的噴涂路徑，一般為Z字形的光柵路徑。在每一層的噴涂過程中，仍然采用Z字形的光柵路徑，但在第n＋1層與第n層光柵軌跡之間存在一個夾角θ。、45176。、90176。實驗結果表明，在θ＝90176。這主要是因為隨著角度的增加，每層涂層間的熱變形均勻性增加，從而使涂層整體的應力分布更加均勻。 補強和后處理對熔射所獲得的金屬皮膜，采用金屬或者金屬與樹脂復合的材料進行補強后，再與被熔射原型分離，即得到工藝所需要的模具型腔。此項技術尤其適用于大中型、復雜形狀、耐磨金屬模具的低成本快速制造，制模周期短(約數(shù)天可得大型模具型腔)、成本比機械加工減第3章 直接原型熔身射快速制造金屬模具技術少30—50％、表面硬度可達HRc55—60、精度 結論通過本文研究開發(fā)得到了如下結論：l、采用本文開發(fā)的機器人原型制造技術，可直接制造耐熱、可分離、精度高的被熔射原型。此項技術尤其適合于大中型、復雜形狀的多品種、變批量成形用金屬模具的快速低成本制造，在汽車、家電、通訊、輕工等諸多行業(yè)的金屬模具制造方面極具應用前景。本文作者針對模具零件的特點，分析了模具零件數(shù)控銑削加工編程中工藝參數(shù)的選擇對加工質量的影響，并結合實際介紹了模具數(shù)控加工中CAM編程時工藝參數(shù)的設定方法和原則。數(shù)控設備為精密復雜零件的加工提供了基本條件，但要達到預期的加工效果，編制高質量的數(shù)控程序是必不可少的，這是因為數(shù)控加工程序不僅包括零件的工藝過程，而且還包括刀具的形狀和尺寸、切削用量、走刀路徑等工藝信息。無論是手工編程或計算機輔助編程，在編制加工程序時，選擇合理的工藝參數(shù)，是編制高質量加工程序的前提。在模具銑削加工中，常用的刀具有平端立銑刀、圓角立銑刀、球頭刀和錐度銑刀等。模具型腔一般包含有多個類型的曲面，因此在加工時一般不能選擇一把刀具完成整個零件的加工。在精加工時，所用最小刀具的半徑應小于或等于被加工零件上的內第4章 模具數(shù)控加工CAM編程中工藝參數(shù)的確定輪廓圓角半徑，尤其是在拐角加工時，應選用半徑小于拐角處圓角半徑的刀具并以圓弧插補的方式進行加工，這樣可以避免采用直線插補而出現(xiàn)過切現(xiàn)象；在粗加工時，考慮到盡可能采用大直徑刀具的原則，一般選擇的刀具半徑較大，這時需要考慮的是粗加工后所留余量是否會給半精加工或精加工刀具造成過大的切削負荷，因為較大直徑的刀具在零件輪廓拐角處會留下更多的余量，這往往是精加工過程中出現(xiàn)切削力的急劇變化而使刀具損壞或栽刀的直接原因。范圍內給出比較連續(xù)的切削力變化，這不僅對加工質量有利，而且會使刀具壽命大大延長；另一方面，在粗加工時選用圓角銑刀，與球頭刀相比具有良好的切削條件，與平端立銑刀相比可以留下較為均勻的精加工余量，這對后續(xù)加工是十分有利的。切削方式是指加工時刀具相對工件的運動方式。其選擇原則是根據(jù)被加工零件表面的幾何特征，在保證加工精度的前提下，使切削時間盡可能短，切削過程中刀具受力平穩(wěn)。其中，單向走刀方式，在加工中切削方式保持不變，這樣可以保證順銑或逆銑的一致性，但由于增加了提刀和空走刀，切削效率較低。二是往復走刀方式，在加工過程中不提刀進行連續(xù)切削，加工效率較高，但逆銑和順銑交替進行，加工質量較差。三是環(huán)切走刀方式，其刀具路徑由一組封閉的環(huán)形曲線組成，加工過程中不提刀，采用順銑或逆銑切削方式，是型腔加工常用的一種走刀方式。在采用圓周銑削時，根據(jù)加工余量的大小和表面質量的要求，要合理選用順銑和逆銑，一般地，粗加工過程中余量較大，應選用逆銑加工方式，以減小機床的震動；精加工時，為達到精度和表面粗糙度的要求，應選擇順銑加工方式。 刀具的切入與切出 第4章 模具數(shù)控加工CAM編程中工藝參數(shù)的確定在模具型腔數(shù)控銑削中，由于模具型腔的復雜性，往往需要多次更換不同的刀具才能完成對模具零件的加工。在精加工時，切入和切出時切削條件的變化往往會造成加工表面質量的差異。一般的CAM軟件提供的切入切出方式有刀具垂直切入切出工件(Plunge)、刀具以斜線切入工件(Ramp)、刀具以螺旋軌跡下降切入工件(Spiral)、刀具通過預加工工藝孔切入工件(Entry Hole)以及圓弧切入切出工件(ARC_TANGENT)。需要說明的是在粗加工型腔時，如果采用單向走刀(Zig)方式，一般CAD/CAM系統(tǒng)提供的切入方式是一個加工操作開始時的切入方式，并不定義在加工過程中每次的切入方式，這個問題有時是造成刀具或工件損壞的主要原因，解決這一問題的一種方法是采用環(huán)切走刀方式或雙向走刀方式，另一種方法是減小加工的步距(Stepover)，使背吃刀量小于銑刀半徑。在CAM軟件中與切削相關的參數(shù)主要有主軸轉速(Spindle speed)、進給速率(Cut feed)、刀具切入時的進給速率(Lead in feed rate)、步第4章 模具數(shù)控加工CAM編程中工藝參數(shù)的確定距寬度（Stepover）和切削深度（Step depth）等。切削速度的選擇與刀具的耐用度密切相關，當工件材料、刀具材料和結構確定后，切削速度就成為影響刀具耐用度的最主要因素，過低或過高的切削速度都會使刀具耐用度急劇下降。進給速度的選擇直接影響著模具零件的加工精度和表面粗糙度，其計算公式為F=nzf，式中n為主軸轉速（r/min），z為銑刀齒數(shù)，f為每齒進給量(mm/齒)。工件的硬度和強度越高，每齒進給量越?。挥操|合金銑刀比同類高速鋼銑刀每齒進給量要高；當加工精度和表面粗糙度要求較高時，應選擇較低的進給量；刀具切入進給速度應小于切削進給速度。為保證加工精度和表面粗糙度。在精加工時，吃刀量的選擇與表面粗糙度有關，CAM軟件中通常提供有兩種參數(shù)控制表面粗糙度：步距寬度（Stepover）和殘留高度(Scallop)。 其他參數(shù)在模具數(shù)控加工編程中，除以上參數(shù)的設定外，還有諸如工件坐標系（Work Coordinate）、刀具快速運動平面（Rapid Plane）、加工安全平面（Clearance Plane）、加工余量參數(shù)（Allowance）以及后置處理參數(shù)等的設定。總之，模具零件數(shù)控編程具有很大的靈活性，只有正確理解以上工藝參數(shù)，在實踐中不斷進行總結，才能編制出高質量的加工程序，加工出高質量的模具零件。關鍵詞：機械設計。發(fā)展制造業(yè)特別是機械制造業(yè)是國民經濟的支柱產業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產方式、生活方式、經營管理模式乃至社會的組織結構和文化。隨著人們對于自動化的使用來代替人類手