信息化产品有哪些(浅论现代模具产品设计与制造的信息化应用)

随着经济全球化和日益激烈的市场竞争，模具产品设计面临着严峻的考验。模具企业必须用最新的技术在最短的时间内开发出高质量、低成本、高附加值的产品，并以最快的速度响应和投放市场。因此，有必要改变传统的模具产品设计模式，从而做出正确的决策和设计方案。

:现代模具；设计；制造业；信息化

现代模具产品制造是典型的单件、小批量和离散生产。传统模具产品从设计、试制到产品上市的开发周期太长，很难与用户沟通，及时听取用户意见，考虑可制造性和可装配性，综合考虑安全性和维护要求，考虑生产、时间和成本的约束，更不用说整个模具产品生命周期中的许多问题。作者论述了高科技信息化及其在现代模具产品设计和制造中的应用。

1现代模具设计和制造已经进入信息时代

改革开放30年来，中国模具生产行业发生了翻天覆地的变化。这种变化主要体现在三个方面：产能变化、生产方式变化和技术革命。大多数人看到的是，作为一个行业，中国模具行业从无到有，从小到大，从捡漏补缺到成为主力军，模具需求和产量快速增长和变化。但更重要的是生产方式的转变和技术革命。后两个变化是一个更深刻和根本的变化。生产方式的转变主要体现在从传统的小而全的后方车间和车间式生产向高市场专业合作的大规模生产模式的转变；从完全非标准化生产到对标准化和准标准化生产阶段。模具生产的技术革命，浓缩到一点，就是企业信息化，即数字化制造和信息化管理。

在20世纪80年代之前，许多模具都是由装配工打磨的；20世纪90年代，由于数控机床、电火花加工等先进设备的引进，模具的生产工艺水平大大提高，生产周期和模具质量大大缩短和提高。高精度加工使工人从繁重的体力劳动中解放出来。另一方面，cad/cam/cae等计算机辅助技术在模具行业得到了广泛的应用，模具设计和数控加工水平也有了很大的提高。应用于模具技术人员的cad/cam/cae软件的工作效率和设计可靠性大大提高。目前，每个模具企业都面临着新的任务。如何将企业管理从复杂的事务中解放出来，让信息管理有助于提高企业的生产效率。因此，模具企业管理信息化已经成为模具行业发展进步的必然趋势。

模具生产是单订单生产，在管理信息化方面具有很强的特殊性。设计是制造的一部分，而工艺设计是不够的，所以设计和工艺信息可以直接重用的价值很小。因此，根据企业的生产特点，把握全面信息化管理和实用化、简单化管理之间的平衡是信息化的关键。这使得复制成熟的管理软件变得困难。例如，汽车模具企业没有传统的原材料、仓库管理等等。所有采购的零部件都是零部件的半成品，没有入库和出库流程，制造费用的摊销因企业不同而不同。例如，成本会计应该采用项目管理的方法，而不是一般的加工制造的方法。如果没有彻底的改造，它完全不适合任何软件，如pdm和erp。

2计算机辅助设计/计算机辅助工程技术在现代模具设计中的应用

模具设计随着工业产品零件的形状、尺寸和尺寸精度、表面质量要求和成型工艺条件而变化，因此每对模具都必须进行创造性设计。模具设计的内容包括产品零件(通常称为成品零件)成型过程的优化设计和力学计算，尺寸和尺寸精度的确定和设计等。因此，模具设计通常分为四个阶段：成品零件的工艺分析与设计、模具总体方案设计、总体结构设计和施工图设计。计算机辅助设计与工程，包括概念设计、优化设计、有限元分析、计算机模拟、计算机辅助绘图和计算机辅助设计过程管理。可以利用计算机辅助设计技术设计产品的总体结构，然后利用计算机辅助工程技术进行结构分析、可行性评估和优化设计。采用模具计算机辅助设计/计算机辅助工程集成技术后，一般不需要进行原型试验。借助几何造型技术，零件的形状可以准确、逼真地显示在计算机屏幕上，有限元分析程序可以通过对检测其力学性能。借助计算机，自动绘图代替手工绘图，自动检索代替手工参照，快速分析代替手工计算，使模具设计人员从繁琐的绘图和计算中解脱出来，集中精力进行方案构思和结构优化等创造性工作。在模具投入生产前，CAE软件可以预测模具结构相关参数的正确性。

今天的概念设计已经不仅仅停留在对的外观和结构设计上，还延伸到了对的模具结构分析领域，对可以利用先进的CAE软件(尤其是有限元软件)对其进行强度、刚度、抗冲击性能实验模拟、跌落实验模拟、散热能力、疲劳和蠕变等分析。通过这些分析，我们可以检查以前的概念结构设计是否合理，分析不合理结构的原因和位置，然后在计算机辅助设计软件中进行相应的修改。改造后，在CAE中对各种性能进行测试，最终确定满足要求的模具结构。

如今，随着计算机辅助设计技术的发展，概念设计的思想体现在相应的模块中。概念设计不再仅仅是设计师的思维，系统模块还集成了一般的概念设计概念和方法。目前，世界上大型的计算机辅助设计/计算机辅助工程软件系统，如专业/工程、通用、Solidworke、Alias等。都提供与早期产品设计相关的系统模块，我们称之为工业设计模块或概念设计模块。例如，Pro/ENGINEER包含一个工业设计模块——ProDesign，用于支持自顶向下的投影设计和复杂产品设计中涉及的许多复杂任务的自动设计。该模块工具包括一个用于概念设计的二维非参数装配布局编辑器。这些系统模块的应用大大减轻了设计人员的工作量，节省了工作时间，提高了工作效率，使设计人员能够将更多的精力投入到新产品的开发和创新中。

3计算机辅助设计/计算机辅助工程/计算机辅助制造技术在现代模具制造中的应用

现代经济的快速发展促进了中国模具工业的进步。随着计算机辅助设计/计算机辅助工程/计算机辅助制造技术的发展及其在模具制造中的应用，计算机辅助设计/计算机辅助工程/计算机辅助制造技术在现代模具制造中发挥着越来越重要的作用，计算机辅助设计/计算机辅助工程/计算机辅助制造技术已经成为现代模具制造的必然趋势。

(1)计算机辅助设计、仿真和制造一体化，计算机辅助设计/计算机辅助工程/计算机辅助制造一体化技术是现代模具制造中最先进、最合理的生产模式。利用计算机辅助设计、辅助工程和制造系统为设计好的模具零件编制数控加工程序是从设计到制造的必然过程。在具有现代模具设计和制造能力的工厂中，工艺是在计算机辅助设计/计算机辅助工程/计算机辅助制造系统中进行的，其加工程序通过在线电缆直接输入到加工机上。在编写程序时，可以利用系统中的加工仿真功能进行详细的仿真，显示零件、刀具、刀柄、夹具、平台和刀具的运动速度和轨迹，从而观察整个模具零件前后的切削过程和形状，进而检查编程的正确性。

(2)除了高精度的几何要求外，模具零件对形状和位置精度也有较高的要求，因此一般的测量工具很难达到理想的目的，因此有必要依靠精密的零件测量系统。这种精密零件测量系统，简称三坐标测量机，是数控加工中心的一种变形。其测量精度可达0.25m，测量工件的方法如下：由计算机辅助设计/计算机辅助制造系统或三坐标测量机专用软件生成的零件数据被选择并发送到三坐标测量机的计算机系统。经过适当的设定后，根据给定的数据对工件进行测量，并将测量结果与原始数据进行比较，得出加工后工件的误差。如果原始数据是从设计图纸中获得的，则可以将设计数据直接发送到三坐标测量机专用软件中，然后进行测量，并对获得的加工误差数据进行分析，以判断工件的加工质量。如果几个零件的部件不是单个零件，将显示由每个零件的误差累积引起的总偏差。

(3)现代模具制造的必然趋势是尽可能用机械加工代替手工加工。这就决定了先进设备在现代制造业中的作用，特别是目前，加工中心、数控高速成形铣床、数控铣床、数控车床、多轴联动机床、数控模具雕刻机、电火花机床、数控精密磨床、三坐标测量机和扫描仪等现代设备在工厂中被广泛使用。此外，这些设备中使用的大多数程序基本上都是应用计算机辅助设计/计算机辅助工程/计算机辅助制造系统生成的。机床与计算机连接，加工程序通过在线电缆输入机床。操作人员按照规定的程序夹紧工件，并配备工具和操作，使机器能够自动完成本应在机器上完成的加工任务，并制造出理想的模具零件或完成下一工序的规定零件。操作者的熟练程度和情绪变化基本不影响加工质量和效率，这是现代模具加工优于传统加工的一个方面。

总之，计算机辅助设计/计算机辅助工程/计算机辅助制造集成技术就是在这种情况下产生的，它已经成为现代模具制造技术发展的必然趋势，并通过科学合理的方法为模具制造商提供了有效的辅助工具。这项技术可以使模具制造商反复修改和优化零件、模具结构、加工、成本等。在模具制造之前通过计算机对，直到获得最佳结果。