仿形技术在模具设计制造中的应用

2021-01-18张之恒

科技经济导刊 2021年1期

张之恒

（山东劳动职业技术学院，山东济南 250022）

1.引言

模具生产在现代工业生产中属于十分重要的内容及组成部分，并且社会上各个领域对于模具产品也有着越来越大的需求，因而有效进行模具生产也就成为必要任务。在目前的模具生产中，其中比较重要的环节就是模具设计制造，而在这一方面有关科学技术的应用十分重要，其中仿形技术就是应用比较广泛及有效的一种。因此，本文特针对仿形技术在模具设计制造中的应用进行分析，为仿形技术应用及模具设计制造提供理想的依据及支持。

2.模具设计制造概述

在当前的模具生产过程中，要想取得到满意的效果，需要合理地进行模具设计制造，而模具的设计制造需要依据科学流程，其具体流程如图所示。

在遵照以上流程进行模具设计制造的过程中，还需要对相关技术进行应用，而仿形技术就是比较重要的一种，下面具体分析。

3.仿形技术概述

在目前社会科学技术不断发展的背景下，很多现代化科学技术得以出现，并且在社会上的各个行业及领域内都有着十分广泛的应用，尤其使计算机技术的出现，促使很多现代化的生产工艺得以产生并得以有效应用，而仿形技术便是其中比较重要的一种，在现代模具设计制造中有着十分广泛的应用。对于仿形技术而言，其主要就是对于实际生产中的相关模具，利用计算机实行扫描，将该模具有关的数据及信息得出，然后将这些数据输入机床中，依据这些数据及模具生产要求对模具实行合理指导。就当前的模具生产制造实践而言，仿形技术有着十分广泛的应用，并且发挥着十分重要的作用，在提升模具设计制造效率及质量方面有着重要的价值及意义。在目前仿形技术的实际应用中，仿形探头属于主要的工具，这一工具在实际应用中的作用主要就是使模具外形可以实现数据化转变，在此基础上对计算机中的软件进行合理利用，实现有关模具图形的合理制作，最终对机床进行合理利用，使模具的设计制造可以得到满意的效果。在目前的模具设计指制造过程中，对于仿形技术的应用而言，与以往模具设计制造方式及技术相比，其具有更高的工作效率，对于模具制造过程中有关的各个方面工作都可以使其有效完成，并且成本也比较低，具有比较广泛的应用范围，在目前很多企业中都有着十分广泛的应用。此外，在模具设计制造过程中，通过对仿形技术进行应用，还能够减少在实际生产中存在问题，避免由于模具设计制造不合理需要返工而导致成本增加，可使模具设计制造的成本有效降低，满足新时期模具生产制造的实际需求及要求，促使模具生产制造行业取得更满意的发展成果[1-2]。

4.仿形技术在模具设计制造中的具体应用

4.1 仿形技术应用中的模具及探针方面

在目前模具设计制造过程中，对于仿形技术的应用，要想得到比较满意的效果，需要对模具及探针两个方面加强重视，并且这也是比较关键的两个方面。其中，对于模具而言，其能够提供信息来源，因而在模具的扫描预读取方面需要对方向选择加强注意，通常而言都会具有一定标识指明，而对于没有标识的一些情况，需要相关工作人员仔细进行观察，在此基础上选择正确合理的方向。另外，还需要注意的一个方面就是在模具信息读取的整个过程中，需要合理选择零件毛坯摆放的具体位置，不能随便放置，这主要是由于零件毛坯位置和模具位置间存在十分密切的关系，两者之间可以相互产生影响，在确定模具位置准确的情况下，还需要对相应的零件摆放位置进行检查，这样才能够使整体的模具设计更加合理。对于模具设计制造中的探针而言，其种类比较多，而在分类方面的标准就是探针形状及直径，这种多种类型的探针，其目的就是对各种形状不同的模具进行应用，因而探针的选择方面具有很大空间，在实际操作中需要设计人员依据实际情况对探针进行合理确定，从而使模具设计制造具有更好的支持与保障，使仿形技术的应用价值及作用更好发挥。

4.2 仿形技术应用中的实时观察

在模具设计制造整个过程中，在完成相关准备工作的基础上，下一步就是仿形技术应用中的最关键阶段，即具体扫描过程，主要包括以下几点。首先，在测量之前需要实行有效校正。在开始扫描之前，需要对具体轴向实行校正，在这一过程中需要调整机床控制器切削率，具体来说需要调节到100%程度，对于测量头部需要合理移动，大体生可以将其移动至校正方块1cm方向，这样一来，可使测量头在校正块下方实现不同方向移动，这样一来，可使自动测量得以实现，并且需要在电脑中对相关数据进行保存。其次，具体扫描方式的选择，在这一方面可以通过具体软件的应用得到更多扫描方式，对于模具设计中仿形技术的应用，其主要的扫描方式就算但循环扫描、带状循环扫描以及双循环扫描，需要相关技术人员在这些方式中对不同的方式进行合理选择，在有些情况下需要对分块实行具体扫描。其中，对于单循环扫描方式而言，这种方式在实际扫描中的动作类型主要就是抬刀与下刀，在粗加工过程中这种方式应用比较广泛。而对于双向扫描方式而言，其主要就是在精加工中进行应用，使具体曲面数据得以形成，在CAD系统及CAM系统得以有效应用的基础上，对于这些数据可以实行合理调用。第三，在扫描工作完成的情况下，需要基于零件具体测量精度要求，对于步距及行距需要实行有效扫描，若步距及行距都比较小，则可以使测量精度得以提升，此时若需要增加扫描时间，则需要综合各个方面的因素合理分析及选择。以得到满意效果。此外，在扫描的整个过程中，外部影响因素会有很多变化出现，并且这些变化的可控性不够理想。针对这种情况的存在，相关工作人员需要注意的一点就是需要在扫描整个过程中仔细观察实际情况的变化，这也是工作人员必须要具体的能力。另外，在模具设计制造过程中，虽然已经对其实行加固处理，然而在扫描过程中，由于探针外力作用可能会致使其发生偏移，而一旦有偏移情况出现，则要想通过调整实现恢复往往都比较困难。同时，为能够对扫描结果的准确性进行合理检验，对于模具可使其沿不同方向细微移动，并且需要对于不同方向结果进行记录，依据记录结果实行对比及测验，从而为模具设计制造的进一步改进提供更好的基础与支持，实现更理想的模具设计制造[3-6]。

4.3 仿生技术应用中的扫描结果处理

就目前模具设计制造中的仿形技术应用而言，扫描结果的处理也是比较重要的一个方面，而这一部分主要需要注意的一点就是图像。在模具设计制造的整个过程中，对于机床中的模具，其位置是固定的，这样一来所得到的图像位置相对也就比较固定。在这种情况下，为能够使测验过程中的所产生的误差得以有效减少，对于这些图像可实行不同方向处理，如镜像、平移以及旋转等处理，对于这些通过处理的图像而言，在模具设计制造中可以将其作为重要参考依据对待，在实际制造及操作过程中，由于图像方向存在差异性，则所选择的相关处理方法也就有一定差异性存在。另外，对于当前很多的模具设计制造而言，由于尺寸方面的限制，在后续处理方面对于原有图像需要适当增减其尺寸，则所选择的相关方法也就会因此发生变化。但是，需要注意的一点就是在模具细微处的处理方面，若使用探针，则对于所得到的所有数据而言，均需要详细进行记录，其目的就是为有效避免在后续制造过程中有问题出现的情况下无法将错误根源找出，同时，在具备详细完整的数据记录基础上，在后续工作过程中可以实现随时查询，从而保证模具设计制造工作可以得到比较理想的效果。对于这一方面，相关工作人员需要对以下两个方面注意。一方面，有关资料需要实现圆滑化及平值化。在对具体数据文件进行扫描过程中，在利用探针扫描时需要依据实际点轨迹对X、Y、Z进行记录，在实际操作过程中，由于工件表面因素及系统振动影响，在实际编程中不会对原始数据进行应用。比如，在对二维轮廓实行测量中，依据理论情况应当以Z为基本常数，在平面上实行有效扫描，然而在实际生动的数据中，文件中Z坐标与预测值相比会存在一定差异，在这种情况下对于扫描结果需要实行平滑化处理，从而使编程更准确。另一方面，对于图形平移、镜像及宣传等相关操作的处理。对于具体扫描所获得的相关图形，在实际扫描中摆放于工作台中的位置是相互对应的，需要依据设计及加工，对图形实行有效处理。比如，对于塑料模具需要将不同方向收缩率为基础，对于具体图形需要依据规定比例将缩放工作完成。对于对称性零件，在实际扫描中只需扫描一半，另外一半可通过镜像获取。对于圆周零件，只需扫描其中的小部分，剩余部分可通过旋转得到[7-10]。