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昌平教你如何在屏幕上调试模具

2022-11-24 09:46:42 13002

传统上,在开始新的冲压之前,先设计制造模具,然后将其放入试模压力机中,以尝试和调试模具。每个模具设计者和模具制造者的目标是将一个新模具放入压力机中,并使带材(或者在转移模具的情况下为毛坯)贯穿模具并从头到尾第一次出现在媒体上。尽管这是目标,但现实是,人类会犯错,并且在组装新模具时以及在试模压力机中尝试模具时,经常会发现错误。

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例如,在组装模具时发现的一个典型错误是,模具中用于内六角螺钉的沉头孔与模具座中相应的螺纹孔的尺寸不匹配或不对齐。一旦模具最终组装好并进入试压机,通常会发现带材进料问题(参见图1),并且经常会发现间隙问题。

试用和调试软件

虚拟印刷机可以在计算机屏幕上测试和调试冲压模具的能力,代表了模具制造和试模的重大范式转变。在设计模具时增加模具的运动,并在此阶段使用动态干扰检测,可以使模具更便宜、利润更高、从而可以更快地交货。

认识到这些事实后,一些公司已经创建了用于在模具制造之前在计算机屏幕上试用和调试模具的软件,还有一些公司已将其集成到他们的模具设计软件中。尽管主流3D CAD建模软件中已有允许所有CAD用户向其通用设计添加运动的动画工具已有数十年的历史,但通常发现这些通用工具对于冲压模具设计而言既不完整,又过于困难。

冲压模和相关工具具有独特的作用,一旦公司开始考虑这些特定的作用来创建软件,高效的工具就逐渐成熟为我们如今拥有的软件。

模具和模具中的运动

在不同的模具中发现的各种运动(例如,渐进模,转移模,四滑模机,立式滑模机等)都是相似的。虽然一些可用的试用和调试软件专注于并专门研究特定类型的工具,但是其他试用和调试软件也可以应用于冲压行业使用的整个工具范围。

大多数模具中发生四种常见的运动,现在可以在高级模具设计软件中对其进行模拟:

模具内的第一个共同运动是冲压机的上下运动。冲压运动已经发展到不仅包括传统的曲柄压力机,还包括例如伺服压力机。

第二种常见运动是物料的进给,通常称为俯仰或前进。虽然级进模几乎总是具有单个级进值,但转移模中通常具有两个不同的级进:较短的级进用于制造扁平坯料,而后级较长的进给模头为成形工位留有更多空间。

第三个共同的动作是在渐进模的情况下带材提升,而在转移模的情况下是零件提升。

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图1 上面两个图像显示了处于闭合或“按设计”状态的模具。左下方的图像显示了模具设计软件中处于完全打开状态的模具,并且带材已抬起。右下方的图像显示了抬起的钢带开始送入下一个工位,在此期间软件检测到碰撞。

大多数模具中发现的第四个常见运动是脱模器行程。

在某些模具和工具中发现的不太常见的运动是凸轮运动。一些凸轮具有偏心旋转的运动,例如在四滑板机器上发现的,这些凸轮与凸轮从动件结合使用,以驱动四滑板机器中的滑板(见图2)。

其他凸轮不遵循唯一的路径,而只是沿水平或与水平成一定角度的直轴移动。这些包括凸轮穿刺单元,凸轮形成单元和凸轮释放器。凸轮释放用于释放零件,否则零件会在成形过程后被困住,这会阻止零件抬起或进给。

软件需要复制的另一个运动是旋转运动,例如在摇杆形式上发现的运动。当材料需要弯曲超过90度以允许回弹时,有时会使用摇杆形式。

模具店的案例

在将工具设计发布到车间之前,威斯康星州萨克维尔市的奥尔登堡金属技术公司要求对模具的运动进行仿真以复制冲压机中发生的情况,并在此运动仿真过程中检查动态干涉检测。尽管有些人可能会认为这种虚拟模具试用为模具设计增加了额外的时间,但奥尔登堡模具工程师Matt Bunkelmann表示并非如此,事实恰恰相反。

Bunkelmann说:“使用我们的模具设计软件中的专用工具来使模具运动的时间比使用这些工具之前要花费我们的时间少。” “这是因为在具有这些新功能之前试图使模具运动,或者甚至试图在各种打开位置展示模具以逼近运动,都需要在设计中添加额外的参考几何图形。我们今天使用的新运动仿真工具专门用于向已创建的组件添加运动,以使其完全像在物理压力机中一样运动。使用这些专用工具将此动作添加到一组现有组件中通常只需几分钟。”

奥尔登堡工程经理Mike Schmit表示:“自从将模头试模从印刷机移至计算机屏幕后,我们大大减少了我们在组装模头时发现的错误以及花费的时间。并从试用版中查找并纠正错误。”

模具设计公司的案例

威斯康星州简斯维尔市商标工具设计有限公司的汤姆·罗斯说:“作为一家独立的模具设计公司,我觉得我们要比内部模具设计师拥有更高的标准。客户不想看到他们的模具设计有任何错误。在我们仍在进行模具设计的过程中,在模具设计软件中拥有可让我们尝试和调试模具的工具对我们来说很重要。”

模具设计师研究员Nick Roth喜欢该软件中的工具,这些工具使他可以通过将零件的运动与模具中其他零件的运动联系起来,而无需输入任何数字,从而轻松地增加零件的运动。这是通过从软件的下拉列表中选择带材提升选项来完成的,该选项包括用户可以链接到的现有动作。

罗斯说:“我喜欢这样一个事实,我可以选择我的一个升降机,然后选择选择所有升降机的过滤器,然后在软件中单击“链接到剥离升降机”选项。我还发现特别有用的是,当软件完成查找模具中的干扰后,它将它们放入列表中,您可以单击这些干扰中的任何一个以仅显示相互干扰的两个组件,以及以红色显示干扰区域。您可以设置各种查看选项,例如,这两个干扰分量以及红色干扰部分是屏幕上唯一可见的内容。另外,您还可以在线框中看到模型周围的其余部分,以便可以轻松看到这些组件所在的环境[请参见图1]。

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图2 圆柱凸轮从动件围绕旋转的偏心凸轮的路径进行跟踪,而偏心凸轮又驱动四滑块机器中水平滑块的运动。

试用和调试软件的好处

使用集成到模具设计软件中的试用和调试软件可使模具设计比没有该软件的模具设计更快,更流畅。在模具设计过程中使用它时,通常在组装模具时没有问题。另外,试模压力机不需要发现机械设计错误,而只需要从模具末端取出一部分即可。然后可以检查零件,并可以根据需要对零件的形状和修边线进行调整。

让软件检查错误可以释放设计检查员,而设计检查员通常会在设计完成后执行此操作。这也使模具设计者从不必进行设计更改以解决任何可能的错误中解放出来,并使工具制造商和模具制造商从发现这些错误并重新制造或更改组件中解放出来。最后,在试模压力机上花费的时间更少,在某些情况下,这是一台价值更高得多的生产压力机,需要暂时将其用于此模具试模。

随着经验丰富的模具设计师的队伍成熟并进入退休年龄,出现了许多问题。这些问题之一是,公司发现自己需要培训几乎没有模具设计或模具制造经验的新模具设计师。

该新软件的试用和调试方面使新设计人员比以前更容易地发现错误。试用和调试软件的主要好处是,它还可以帮助这些新设计人员及其指导者更轻松地可视化设计,因为模具(或工具)随着在印刷机中的移动而移动,从而使新设计人员可以适应速度比其他方式快得多。

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