基于云制造觀念的模具協同設計與制造模式探討

高橋金

（貴州電子信息職業技術學院，貴州 凱里 556000）

模具是通過一定的制造方式，使材料按照特定的結構要求成型，無論是在工業生產中還是在新產品的研發過程中，模具都是不可或缺的一項工具，而且越來越多的運用在國防、汽車、儀器儀表等領域中。在生產領域中廣泛的使用模具，不僅能夠極大地提升生產效率，同時也能夠降低成本、節約能源，因此模具也成為了現代社會生產的“加速器”。與此同時，模具的設計與制造也隨之受到了越來越多的關注，模具生產工藝水平的高低也成為了衡量一個國家科技水平的重要標準。近年來，各種先進的科學技術也逐漸運用到模具生產中，云制造作為一種全新的設計理念，已經受到了越來越多的關注，其在模具制造領域中的重要性也開始被人們所重視。

1 模具云制造模式及特點

（1）云制造模式。云制造是一種全新的理念，其主要是基于信息科學領域中的云計算的基本思想而提出的，面向服務的一種新型的制造思想，具有低耗能和高效的顯著特征。云制造將計算機信息技術、云計算、制造工藝等相關的思想進行了有效的融合，并且通過互聯網技術獲得更為廣泛的延伸，如今，云制造已經在制造領域中獲得了廣泛的關注，通過智能化管理和經營的有效融合，實現不同制造商的資源共享，極大地縮短制造周期，為模具生產提供更為優質和全面的服務。隨著我國模具制造業的不斷發展，企業之間的合作也顯得越來越重要，將云制造的理念滲透到模具生產中，能夠將以往松散的、非連續的模具生產有效的結合，實現統一規模的協作，使資源得到優化。同時，也能夠有效地提高模具設計的速度，縮短制造周期，有利于促進模具生產企業效益的提升。

（2）云制造的特點。云制造是一種新型的模具設計與制造平臺，其基于互聯網制造模式，可以同時面向多個用戶提供服務，與以往的網絡化制造、制造網絡等概念相比，具有一些顯著的特點。①云制造是一種全局服務的模式。其能夠將模具設計與制造領域中分散的資源進行集中和共享，以此來實現資源的最優化配置，同時其服務方式也體現出了明顯的多對一思想，在管理平臺的分布式制造方面擁有大量的資源，能實現同時為多個用戶服務。②具有全局服務的網絡平臺。云制造針對的服務商主要是面對模具領域，企業設計和制造生產模具所需要的系列軟件和硬件都能夠通過整合而形成云制造的運行平臺，同時借助于互聯網，向多個用戶提供模具設計與制造的相關信息和數據，以此來實現滿足多個客戶端的全局服務。

2 基于云制造的模具協同設計和制造結構

（1）CAD層。該層以CAD作為基本的系統平臺，根據客戶提供的工件零件圖紙，由設計人員利用CAD軟件的建模模塊對產品的構造進行全面的設計，并且由此獲得產品的數字模型。通過該數字模型，一方面需要按照該設計模型進行實際的模具構造，另一方面則需要按照所獲得的數字模型利用RP技術將其進行分離，并且利用平面薄層堆積的原理實現模具的成品。同時，需要對產品的實物各個部分的尺寸和數據進行掃描與測量，將這些數據與數字模型的相關內容進行對比，以此來獲得與實際要求相符的模具設計結構。對于一些精度要求較高的零件模具，則需要利用ER技術對該零件進行詳細的分析，才能夠最終獲得較為詳細的數據。

（2）CAE/CAM層。①利用CAD軟件對零件進行分析，并且獲得數字模型之后，需要將其導入到CAE軟件中，對該數字模型進行全面的分析，并且對該模型中存在的錯誤和誤差等進行修正，使得模具結構獲得有效的優化，這樣便能夠減少實際制造活動中試模和修模的次數，來提高模具制造的質量和速度。通常可以使用Pro／E軟件實現數字模型的建立，并且針對沖壓成型的過程進行模擬，這樣便能夠對模具在成型過程中可能發生的拉裂、變薄等現象進行有效地控制，從而縮短模具開發的時間，加快模具開發周期。②針對設計周期較短而且設計精度又較高的零件模具設計，需要在CAD軟件的基礎上，利用IGES、STEP等軟件將CAD中的數據資料進行導入，利用數據程序對刀具加工的運動軌跡進行模擬，然后再利用信息技術將獲得的模擬數據傳送到相關的計算機，根據該數據來實現對模具零件的加工。當零件模加工完成之后，需要根據不同的使用標準配備各項外部構件，然后再對該模具進行裝配和試模，才說明模具制造過程順利完成。

3 結語

云制造作為一種全新的設計理念，其在模具協同設計和制造領域中發揮了巨大的作用，不僅能夠有效地而提升設計和制造的效率，同時也能極大的提高資源利用效率，縮短模具設計和制造的周期，并且能夠有效地克服傳統模具制造工藝中存在的種種弊端，對云制造理念的應用，經過越來越多專家學者的深入研究，也將獲得更為成熟的經驗，促進我國模具制造業的持續發展。

[1]李強,秦波,包柏峰.基于云制造的模具協同制造模式探討[J].鍛壓技術，2011，（3）.

[2]但昭學,徐邦勇,楊曼麗.模具云制造信息平臺系統的應用研究[J].機電工程技術，2011，（9）.

[3]徐巖,李強,秦巖,秦波,包柏峰.基于云制造的模具協同設計與制造模式探析[J].機械設計與制造，2012，（2）.