防護罩模具設(shè)計的結(jié)構(gòu)及要點探究論文
0 引言
隨著科研技術(shù)的不斷提升,各類大型機械的不斷研發(fā)與制造,使機械型企業(yè)的發(fā)展突飛猛進,但由于各類機械設(shè)備在日常的使用過程中會不可避免的產(chǎn)生損耗,若無系統(tǒng)的維護與日常的保養(yǎng),設(shè)備的質(zhì)量及性能會受到或輕或重的影響,影響了企業(yè)在市場中的核心競爭力。因此,各類防護罩產(chǎn)品應(yīng)運而生。在設(shè)備的日常使用中使用防護罩對設(shè)備進行保養(yǎng),可以起到延長機械設(shè)備的使用壽命、減緩機械設(shè)備的損耗的作用,因此對于機械型企業(yè)而言,研究和加強防護罩模具設(shè)計與制造方面的研究具有極強的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟價值,本文即試圖通過對防護罩的相關(guān)研究,助力機械型企業(yè)的發(fā)展。
1 防護罩在機械企業(yè)中的重要性
對于機械性企業(yè)來說,各類機械產(chǎn)品是保障和穩(wěn)固其在市場核心競爭力的關(guān)鍵產(chǎn)品,其性能和質(zhì)量都是影響企業(yè)當前市場形勢和發(fā)展前景的重要指標。因此,對于機械型企業(yè)來說,在機械的使用過程中應(yīng)用各類防護罩以延長機械設(shè)備的使用壽命、減緩機械設(shè)備的損耗是必要而且是頻繁的。同時,由于防護罩在設(shè)計和制造過程中需要面對的是實體的機械設(shè)備,而不是數(shù)字模型,因此若無企業(yè)提供的準確數(shù)據(jù)將實體設(shè)備轉(zhuǎn)換成數(shù)字模型,防護罩的實用性與有效性將大大降低,因此,防護罩本身不僅對于機械企業(yè)有著重要意義,研究防護罩的設(shè)計與制造對于機械企業(yè)的意義也十分重大。
2 防護罩模具設(shè)計的結(jié)構(gòu)及要點
2.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計原理
防護罩作為一種復合性模具,一般而言會由落料、沖孔、拉深三道工序制造而成,因此在對防護罩進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)重視這三者之間的結(jié)構(gòu)與輔助程序的設(shè)計以增加其精準度。在進行落料這一工序時,應(yīng)增加復合條料定位和卸料裝置設(shè)計,這樣可以使得落料的精準度更高,同時還可避免后續(xù)由廢料所引起的嵌套問題;沖孔時應(yīng)增加廢料托板的設(shè)計,將其固定在模座之下,以避免沖孔廢料不慎落入沖床之中[1] ;拉伸時應(yīng)增加復合壓邊圈和推板裝置設(shè)計,以此來保證零件的外觀質(zhì)量。同時,在模具設(shè)計的整體過程中,除了結(jié)構(gòu)設(shè)計上的優(yōu)化之外,還可以用采用通件的`方法縮短模具的制造周期,以起到降低生產(chǎn)成本的作用。
2.2 模具設(shè)計要點
通常情況下,防護罩對于使用時間的要求比較高,因此在進行模具設(shè)計時,首先一點便是要保證材料具備較高的使用壽命(模具工作材料大多數(shù)都采用Cr WMn,該材料具有耐磨性高、承載力大、適應(yīng)性強的特點)。其次,在進行模具設(shè)計時還應(yīng)注重模具工作部分的間隙,這是影響復合材料成型過程的關(guān)鍵參數(shù)之一,間歇過大或間隙過小都會對產(chǎn)品產(chǎn)生損害,影響產(chǎn)品的精度和實用性;最后,在進行產(chǎn)品設(shè)計時,還應(yīng)注重模具凹凸模和定位卸料板的設(shè)計,一般而言,凸模設(shè)計應(yīng)采用臺階整體式結(jié)構(gòu),凹模設(shè)計應(yīng)采用整體式結(jié)構(gòu),定位卸料板設(shè)計應(yīng)采用一左一右的結(jié)構(gòu)設(shè)計,通過這三種設(shè)計的結(jié)合,復合材料模具的設(shè)計的有效性和實用性將大大提高。
3 逆向工程的快速模具設(shè)計技術(shù)在現(xiàn)實中的具體應(yīng)用
3.1 防護罩數(shù)字測量方法
通常而言,為了確保防護罩能最大限度的與實體設(shè)備進行匹配,起到有效保護機械設(shè)備的作用,防護罩產(chǎn)品都是自由曲面的異形體,因此防護罩測量的關(guān)鍵便在于自由曲面的測量。基于逆向工程的快速模具設(shè)計技術(shù)[2] ,可以依據(jù)曲面的數(shù)據(jù)采集信息再利用逆向工程軟件通過點云數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)三角化、曲線擬合和曲面構(gòu)建的步驟將原始曲面的幾何模型進行曲面重構(gòu),在點云圖的基礎(chǔ)上獲得更加準確的產(chǎn)品邊界,如此也可以為隨后的CAF模型重建工作提供更加準確的數(shù)據(jù)參考,側(cè)面提升防護罩與實體設(shè)備的匹配度。此外,如果有條件的話,可以使用外國的激光掃描設(shè)備對帶有自由曲面的防護罩進行測量,更加便捷的獲得防護罩曲面測量的點云圖。
3.2 防護罩CAD模型重構(gòu)方法
與防護罩的數(shù)字測量一樣,防護罩CAD模型重構(gòu)的重中之重也是曲面的部分,即曲面的重構(gòu)工作。因此,在模型重構(gòu)設(shè)計的過程中應(yīng)該首先針對數(shù)據(jù)點云進行去噪或剔除雜點和數(shù)據(jù)插補及數(shù)據(jù)平滑等處理,其次再將所得到的數(shù)據(jù)按照不同類型進行分割,相同的部分劃分到一個區(qū)域當中,再根據(jù)這些劃分的區(qū)域選擇特征截面、建立特征線和特征線網(wǎng)格,并且按照要求對網(wǎng)格線進行光順處理,最后將曲線擬合成曲面。除此之外,在防護罩CAD模型重構(gòu)過程中,也需要針對防護罩上孔和槽特征進行創(chuàng)建,以此保證曲面擬合的精準度和有效性。
4 結(jié)束語
綜上所述,依據(jù)本文所列舉的關(guān)于防護罩結(jié)構(gòu)設(shè)計及設(shè)計要點而成的防護罩產(chǎn)品,經(jīng)過實踐的檢驗證明后,產(chǎn)品的耐用性及有效性均有提升,對于加工效率的提升也起到了一定的促進作用,不但滿足了市場上對于防護罩產(chǎn)品的相關(guān)需求,其設(shè)計方案及設(shè)計理念也可以應(yīng)用到其他復合材料的設(shè)計與制造當中。但本文僅對防護罩的設(shè)計與制造作相關(guān)探討和研究,后續(xù)的應(yīng)用研究及拓展提升仍需要機械行業(yè)的相關(guān)人士作進一步的探究與論證,不斷加強防護罩產(chǎn)品的創(chuàng)新研究,以強大的科研實力助力機械型企業(yè)的發(fā)展,最終起到促進社會經(jīng)濟發(fā)展的作用和目的。
參考文獻
[1]劉彥麗,高金良,張衛(wèi)華,王亮,陳泳.防護罩沖壓工藝及模具設(shè)計[J].新技術(shù)新工藝,2012(09).
[2]張海,付偉.基于逆向工程的防護罩快速模具設(shè)計[J].煤礦機械,2007(11).
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