防護罩的模具設計與製造探討
行業科技
作者：張騰
【摘要】本文通過對模具結構設計原理的分析論證，闡述了模具設計的要點，並以某機械產品的防護罩基於逆向工程的模具設計製造為例進行了探討研究。
【關鍵詞】防護罩 模具 模具設計 製造
一、引言
很多企業的核心設備機械產品，其性能和質量都緊緊關係著企業的生產和製造過程的安全以及產品質量。因此各種防護罩在企業機械產品的使用過程中被大量應用。在防護罩的設計和製造過程中常常麵對的是實物樣件，而不是現成的CAD模型。這就需要通過一定的途徑把這些實物模型轉化為CAD模型，再利用它進行模具開發製造。目前這種從實物樣件出發獲得產品的數學模型技術也被稱之為逆向工程模具設計，是一種防護罩快速模具設計方法，已經成為防護罩模具設計和製造縮短開發周期、降低開發製造成本的重要手段。
二、模具結構設計原理
通常情況下，複合模具結構都隻是合並落料、拉深或拉深、衝孔2道工序，本文所探討的模具結構複合3道工序。落料時增加複合條料定位和卸料裝置設計，讓落料件定位更加準確，並能避免落料後廢料套在凸模上。衝孔時增加廢料托板固定在下模座上的設計，能夠避免衝孔廢料落入衝床內。拉深時增加複合壓邊圈兼推板裝置設計，可以進一步確保零件外觀質量。另外，還可以增設星形打板和打杆避免零件拉深後卡在凹模內。在模具結構設計過程中，為縮短模具製造周期，降低生產成本，可以將模具上、下模座、導向部分、緊固件采用通用件；同時，為便於對模具的後期維修，模具的工作部分即落料凹模、衝孔凸模和拉深、衝孔凸凹模等可以采用鑲拚結構設計。
三、模具設計中的要點
（一）模具選材。
通常情況下防護罩對於使用時間的需求很高，為保證其模具具備較高的使用壽命，模具工作部分的材料均選用CrWMn。因為CrWMn經過熱處理後，變形小，耐磨性高，承載力大，能夠完全適應防護罩的衝壓加工過程。
（二）模具間隙的確定。
模具工作部分的間隙是複合落料、拉深、衝孔成型過程關鍵參數之一。它的大小對落料力、拉深力、衝孔力和產品質量都有很大的影響。落料、衝孔間隙過小時，所需的落料衝孔力大、對模具損壞亦大；拉深間隙小時，使產品容易開裂或擦傷表麵，並使產品局部變薄；間隙過大時，使產品容易起皺或使產品局部變厚，降低產品的尺寸、形狀精度。因此，設計模具時，需要選擇合理的間隙。
（三）模具凹凸模和定位卸料板設計。
1.凸模設計采用台階整體式結構，通過凸模固定板、墊板和內六角圓柱頭螺釘與上模座固定在一起。
2.凹模設計采用整體式結構，通過接板、固定板和內六角圓柱頭螺釘與下模座固定在一起。
3.定位卸料板的設計采用一左一右的結構，通過內六角圓柱頭螺釘和圓柱銷釘與凹模固定在一起。
四、基於逆向工程的快速模具設計關鍵技術
針對使用逆向工程技術進行快速產品模具設計主要流程進行分析，不難看出基於逆向工程的快速模具設計中關鍵技術有以下三個方麵：
（一）技術測量的分類和針對性。
現階段的數據測量方式通常分為三個類型：接觸式測量、非接觸式測量、逐層掃描測量。其中接觸式測量方式雖然精度高，然而效率低，無法針對那些易變形件進行準確測量；非接觸式測量雖然效率也比較高，一定程度上能夠避免摩擦產生誤差，然而卻缺乏一定的高精度效果；逐層掃描測量通常被運用於產品內部掃描。針對普通的產品而言，一般都會采取應用廣泛的非接觸式測量方式。
（二）曲麵重建技術的運用。
依據曲麵的數據采集信息將原始曲麵的幾何模型進行恢複，也就是通常意義的曲麵重構。在逆向工程中，一般采取兩種曲麵重構方法：一種方法是利用B樣條或NURBS曲麵作為基礎製定曲麵構造方案；另一種方法是以三角Bezier曲麵作為基礎製定曲麵構造方案。現在利用相對成熟的逆向工程軟件進行曲麵重構，采取步驟通常都是點雲數據處理、數據三角化、曲線擬合和曲麵構建。