基于云制造观念的模具协同设计与制造模式探讨

高桥金

（贵州电子信息职业技术学院，贵州 凯里 556000）

模具是通过一定的制造方式，使材料按照特定的结构要求成型，无论是在工业生产中还是在新产品的研发过程中，模具都是不可或缺的一项工具，而且越来越多的运用在国防、汽车、仪器仪表等领域中。在生产领域中广泛的使用模具，不仅能够极大地提升生产效率，同时也能够降低成本、节约能源，因此模具也成为了现代社会生产的“加速器”。与此同时，模具的设计与制造也随之受到了越来越多的关注，模具生产工艺水平的高低也成为了衡量一个国家科技水平的重要标准。近年来，各种先进的科学技术也逐渐运用到模具生产中，云制造作为一种全新的设计理念，已经受到了越来越多的关注，其在模具制造领域中的重要性也开始被人们所重视。

1 模具云制造模式及特点

（1）云制造模式。云制造是一种全新的理念，其主要是基于信息科学领域中的云计算的基本思想而提出的，面向服务的一种新型的制造思想，具有低耗能和高效的显著特征。云制造将计算机信息技术、云计算、制造工艺等相关的思想进行了有效的融合，并且通过互联网技术获得更为广泛的延伸，如今，云制造已经在制造领域中获得了广泛的关注，通过智能化管理和经营的有效融合，实现不同制造商的资源共享，极大地缩短制造周期，为模具生产提供更为优质和全面的服务。随着我国模具制造业的不断发展，企业之间的合作也显得越来越重要，将云制造的理念渗透到模具生产中，能够将以往松散的、非连续的模具生产有效的结合，实现统一规模的协作，使资源得到优化。同时，也能够有效地提高模具设计的速度，缩短制造周期，有利于促进模具生产企业效益的提升。

（2）云制造的特点。云制造是一种新型的模具设计与制造平台，其基于互联网制造模式，可以同时面向多个用户提供服务，与以往的网络化制造、制造网络等概念相比，具有一些显著的特点。①云制造是一种全局服务的模式。其能够将模具设计与制造领域中分散的资源进行集中和共享，以此来实现资源的最优化配置，同时其服务方式也体现出了明显的多对一思想，在管理平台的分布式制造方面拥有大量的资源，能实现同时为多个用户服务。②具有全局服务的网络平台。云制造针对的服务商主要是面对模具领域，企业设计和制造生产模具所需要的系列软件和硬件都能够通过整合而形成云制造的运行平台，同时借助于互联网，向多个用户提供模具设计与制造的相关信息和数据，以此来实现满足多个客户端的全局服务。

2 基于云制造的模具协同设计和制造结构

（1）CAD层。该层以CAD作为基本的系统平台，根据客户提供的工件零件图纸，由设计人员利用CAD软件的建模模块对产品的构造进行全面的设计，并且由此获得产品的数字模型。通过该数字模型，一方面需要按照该设计模型进行实际的模具构造，另一方面则需要按照所获得的数字模型利用RP技术将其进行分离，并且利用平面薄层堆积的原理实现模具的成品。同时，需要对产品的实物各个部分的尺寸和数据进行扫描与测量，将这些数据与数字模型的相关内容进行对比，以此来获得与实际要求相符的模具设计结构。对于一些精度要求较高的零件模具，则需要利用ER技术对该零件进行详细的分析，才能够最终获得较为详细的数据。

（2）CAE/CAM层。①利用CAD软件对零件进行分析，并且获得数字模型之后，需要将其导入到CAE软件中，对该数字模型进行全面的分析，并且对该模型中存在的错误和误差等进行修正，使得模具结构获得有效的优化，这样便能够减少实际制造活动中试模和修模的次数，来提高模具制造的质量和速度。通常可以使用Pro／E软件实现数字模型的建立，并且针对冲压成型的过程进行模拟，这样便能够对模具在成型过程中可能发生的拉裂、变薄等现象进行有效地控制，从而缩短模具开发的时间，加快模具开发周期。②针对设计周期较短而且设计精度又较高的零件模具设计，需要在CAD软件的基础上，利用IGES、STEP等软件将CAD中的数据资料进行导入，利用数据程序对刀具加工的运动轨迹进行模拟，然后再利用信息技术将获得的模拟数据传送到相关的计算机，根据该数据来实现对模具零件的加工。当零件模加工完成之后，需要根据不同的使用标准配备各项外部构件，然后再对该模具进行装配和试模，才说明模具制造过程顺利完成。

3 结语

云制造作为一种全新的设计理念，其在模具协同设计和制造领域中发挥了巨大的作用，不仅能够有效地而提升设计和制造的效率，同时也能极大的提高资源利用效率，缩短模具设计和制造的周期，并且能够有效地克服传统模具制造工艺中存在的种种弊端，对云制造理念的应用，经过越来越多专家学者的深入研究，也将获得更为成熟的经验，促进我国模具制造业的持续发展。

[1]李强,秦波,包柏峰.基于云制造的模具协同制造模式探讨[J].锻压技术，2011，（3）.

[2]但昭学,徐邦勇,杨曼丽.模具云制造信息平台系统的应用研究[J].机电工程技术，2011，（9）.

[3]徐岩,李强,秦岩,秦波,包柏峰.基于云制造的模具协同设计与制造模式探析[J].机械设计与制造，2012，（2）.