3T電動葫蘆滑輪外殼工藝性分析及沖孔模具設計含11張CAD圖,電動葫蘆,滑輪,外殼,工藝,分析,沖孔,模具設計,11,十一,cad 外文出處：Handbook of Die Design Copyright 2006 ISBN 0-07-146271-6 498th pages-500th pages 1．外文資料翻譯譯文（約3000漢字）： 版權(quán)所有2006 國際標準書號0-07-146271-6 模具設計手冊 伊萬娜·蘇奇 摘自第516頁-第525頁 第十一章 模具中的一部分設置了半自動檢測系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)中，通過放置探針，他們可以得出該位置以外的其他尺寸。探針填補了開口的空白，精度令人印象深刻，但是對于今天的制造車間來說，整個過程可能仍然很慢。 在需要對生產(chǎn)進行現(xiàn)場檢查以確保每個工具和每臺機器正確運行的情況下，所有這些人都是非常寶貴的。但是以這種方式進行第一道檢查，測量每個開孔，觀察它是否適合打印的公差范圍，同時試圖忽略數(shù)十名排隊等候在背后的工人，這是令人沮喪的，昂貴的，并要求嚴格。這也浪費了這些人的才能。 自動化的模內(nèi)測量和質(zhì)量控制系統(tǒng)已在金屬沖壓行業(yè)中逐漸普及。并不是說這是一種新的控制方法，而是在金屬沖壓領域以外的其他任何地方都實現(xiàn)了。直到現(xiàn)在，在印刷過程中進行自動檢查和測試，進行自動質(zhì)量監(jiān)控，甚至進行自動質(zhì)量改進， 都被認為是有效的過程，值得實施和改進。 每個自動化質(zhì)量控制系統(tǒng)都應能夠收集由傳感器，激光或其他視覺檢查設備獲得的數(shù)據(jù)，并立即處理此信息，以便將結(jié)果反饋給監(jiān)視或控制設備。沒錯，對于今天的高速印刷機來說， 某些較舊的PLC可能太慢了，并且在公司領導層不再責怪車間人員并使他們的注意力轉(zhuǎn)移到所使用設備的響應能力和過時程度上之前，可能會發(fā)生許多故障。 設計良好的自動化質(zhì)量控制系統(tǒng)應使用最新技術(shù)，并應選擇替代舊的，不適當?shù)牟贾?。這種設備必須能夠執(zhí)行所有必要的計算，以評估傳感器布置的數(shù)據(jù)并將其整理成有意義的信息。在此基礎上，系統(tǒng)應該能夠區(qū)分出不良品和良品，并將不良品發(fā)送到其他存儲倉中，以供進一步評估或報廢。系統(tǒng)應在內(nèi)存中存儲由此產(chǎn)生的次品數(shù)量，例如，如果同一模具臺上出現(xiàn)過多的不良零件，則良好的系統(tǒng)應向操作員顯示警告，甚至在必要時關閉壓機。 但是，并非所有機器都可以隨時停止。有些設備可能與整個喂食設備集團捆綁在一起，停止過程可能會對它們之間造成嚴重破壞。因此，必須設計關閉協(xié)議，并準備好在發(fā)生這種情況時實施該協(xié)議。該協(xié)議必須確定先關閉哪個饋電設備，然后再關閉哪個饋電設備，應該顯示哪些錯誤消息，以及在需要時最終關閉電源。 如果沒有其他數(shù)據(jù)解釋，質(zhì)量控制系統(tǒng)還必須能夠收集所有數(shù)據(jù)并以圖形形式顯示或作為SPC的統(tǒng)計分析顯示。即使要在生產(chǎn)線上安裝單獨的計數(shù)器，也應考慮拒收零件的數(shù)量。 佐治亞理工學院實驗室在這些方面取得了良好的開端，在那里開發(fā)了他們的高性能視覺系統(tǒng)SmartImage Sensor技術(shù)，現(xiàn)在可用于各個行業(yè)。他們的相機配備了SmartImage傳感器和嵌入 式PowerPC處理器，即使在高速，高分辨率的檢查環(huán)境中，它 們也能顯示出最佳的圖像穩(wěn)定性和可重復性。該系統(tǒng)消除了操縱桿，圖像采集卡和CPU控制器，并且僅依賴于攝像機的視覺， 該視覺經(jīng)過訓練可以感知和報告正常情況下的任何變化。這些攝像機是獨立的設備，足夠小以適合自己的手掌，但完全能夠提供質(zhì)量控制檢查結(jié)果，協(xié)調(diào)運動控制器的信息，生成統(tǒng)計過程控制數(shù)據(jù)以及一維，二維驗證和報告。 作為附加設備，可以使用Smartlink單元，該單元最多可容納16個SmartImage傳感器。無需計算機，即可從任何監(jiān)視器查看 所有攝像機的報告?？梢詫D像凍結(jié)在屏幕上以進行詳細檢查， 并且通過標準以太網(wǎng)技術(shù)的通信功能是常見的。 4-5-1 3d激光系統(tǒng)和反向掃描 幾年前，當坐標測量機（CMM）接管制造的質(zhì)量控制領域時， 它們迅速成為行業(yè)標準。似乎每個人都有它們，每個人都使用了它們。不幸的是，那時它們已經(jīng)過時了。也許他們開發(fā)得太遲了，也許成本意識傳播得太快了，這些機器很快就擱置了， 許多制造商又回到了卡鉗和抽查中。 他們認為：“畢竟，如果我使用的是精密模子或數(shù)控設備， 則其精度應在 .005英寸[0.13毫米]或 .003英寸[0.08毫米]范圍內(nèi)，或者無論如何，我不再需要檢查結(jié)果了?！睘榱诉_到最佳效果，將同一工具的新生產(chǎn)零件與先前產(chǎn)品進行比較，并在帶燈的窗戶上進行生產(chǎn)并交付生產(chǎn)。 在下一步發(fā)展之間邁出了一步，與觸摸相關的計算機化應用程序應運而生。用手臂可以引導這些對象觸摸實際的2D和以后的3D零件，而計算機則可以解釋數(shù)據(jù)，計算結(jié)果并提出評估，打印所有表格，統(tǒng)計數(shù)據(jù)和其他信息。 之后，開始進行3D激光掃描。盡管零件價格高昂，但與原 始3D CAD文件相比，具有零件的優(yōu)點以及易于處理的特性迅速吸引了一些先驅(qū)者購買此設備。與CMM機器相比，發(fā)現(xiàn)激 光掃描儀更為精確，其中一些掃描儀的精度為0.001英寸[0.025 毫米]，而有些甚至更低。在必須將CMM 3D探針緩慢地引導到被掃描零件的整個表面上的情況下，應逐步獲取距離，間隙， 谷值；激光掃描沿著與零件并排的直線移動。由于激光沒有接 觸正在掃描的物體，因此很少的灰塵顆粒不會妨礙其功能。對 于CMM機床而言并非如此，因為CMM機床實際上會因零件上 的灰塵或任何其他異物而失去平衡。 3D激光掃描的另一個優(yōu)勢是逆向工程。這是一個過程，它允許測量實際產(chǎn)品并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C中，在計算機中，根據(jù)收集到的信息構(gòu)建3D CAD模型。借助逆向工程，可以在要加工的計算機內(nèi)存中生產(chǎn)實際對象的副本，或者在以后的生產(chǎn)中以其他方式制造。 4-5-2 相機系統(tǒng)與3d視覺比較 有人可能會問，在當今的工業(yè)環(huán)境中，哪種是更好的自動化質(zhì)量控制工具。這是一個偉大的問題，很難獲得答案。首先，必須評估應用領域。如果我們要注意的缺陷是明亮且突出的，并且檢測它們所需的光線水平相對較低，那么相機是這兩者的更好解決方案。缺陷較暗，根本需要檢測很多光或缺陷極小時， 應首選激光質(zhì)量控制系統(tǒng)。 單個激光掃描儀都可以輕松看到非常亮或非常暗的區(qū)域。缺陷的可見性可以通過其波長的變化來增強。不管激光的線速度如何，檢測質(zhì)量（跨線）都是一致的。掃描可以在環(huán)境光或大功率照明下進行。 另一方面，激光掃描系統(tǒng)的成本高于照相機視覺系統(tǒng)的成本。使用激光在主要是明亮區(qū)域的掃描功能時，還發(fā)現(xiàn)運行起來的成本更高。由于激光系統(tǒng)是色盲的，因此它們對不透明，彩色膠片的檢測能力會降低；他們最好用白光。 視覺系統(tǒng)（即攝像機）價格便宜且易于安裝。它們的功能也很容易學習，只有將多臺攝像機對準多臺攝像機才能解決這些問題。但是，由于單臺攝像機通常不夠用，因此多攝像機系統(tǒng)通常是必須的。 相機對光線的連貫性敏感，因此，可能需要遮蓋環(huán)境光。由于多相機系統(tǒng)可能與光源對準，因此通常會引起問題。這可能會導致一個攝像機到另一個攝像機的不一致，并且可能會遇到變化的檢測精度。這些差異可能會隨著像素數(shù)量的增加而增加。 外觀檢查可能取決于更大的功耗。如果認為有必要進行升級， 則應訴諸新設備，因為升級光學設備可能并不十分有效。 4-5-3 影響質(zhì)量控制程序的因素 在每個金屬沖壓車間以及任何印刷車間中，都有許多因素會嚴重影響零件的質(zhì)量和錯誤的檢測。沒有考慮經(jīng)常引用的人為錯誤，仍然有太多其他變量和影響。除其他外，零件上積油中已經(jīng)存在增塑劑可能會損害該措施的采取。油，污垢，碎屑，灰塵-所有這些都可能增加可能的錯誤，并極大地影響檢查過程的結(jié)果。 熱量的影響可能對質(zhì)量控制程序的結(jié)果造成的最具破壞性的影響之一。熱量對金屬零件的影響（以前常常被忽略）正在以設計人員指定的越來越嚴格的公差范圍逐漸發(fā)展。由于溫度的變化，公差很小的零件可能在70 atF的規(guī)格范圍內(nèi)，而在90 或100 F的規(guī)格范圍內(nèi)則完全超出規(guī)格。 溫度控制進一步帶來了以下兩難困境：我們可能需要對質(zhì)量控制室進行空調(diào)和消毒，這將使測量工具整日保持恒溫。但是， 當商店的工人帶來一個大物體并要求立即對其進行檢查時，在 完全適應受控溫度之前，該物體需要在冷藏室中停留多長時間？或者，是否可以始終將取暖測量視為有效？ 鋼材和幾乎所有其他材料都會在熱中膨脹，并隨著冷而收縮。畢竟，平均熱膨脹系數(shù)對我們來說是眾所周知的，并且其值接近千分之一英寸/英寸和100 F（請參見表11-1）肯定會有所 不同。每100 F，長24英寸的零件將膨脹約0.50毫米[.020英 寸]。隨著尺寸和質(zhì)量的增加，由于熱引起的膨脹自然會增加。 當所有類型的量規(guī)，手動或電子，自動或半自動，三坐標測量機以及所有其他測量設備也都受熱時，我們該如何檢查零件， 這樣它們的讀數(shù)已經(jīng)存在內(nèi)置誤差？ 在進行模內(nèi)測量和質(zhì)量檢查時，應注意確定在哪里測量以及要測量什么。在此也存在由溫度引起的誤差，尤其是在發(fā)熱過程中。 表11-1選定材料在68–212 F時的平均熱膨脹系數(shù)（in / in / perF） 鋁： 1100 13.2 2011 12.7 3003 12.9 3004 13.3 5000 13.2 6061 13.1 6151 12.9 7075 13.1 不銹鋼： 301 9.2 302 9.2 304 9.2 316 9.2 309 8.7 310 8.0 410 5.5 416 5.5 419 6.2 420 5.5 鋼及其合金： 6.5 鐵： 5.6 鋅合金 15.2 注意點：此處系數(shù)需要乘以10 可能發(fā)現(xiàn)規(guī)格不符合要求，但冷卻后，每張印數(shù)恰好一樣。但是，我們不要忘記，快速冷卻，任何劇烈的熱或操作變化都可能使零件變形，并且此后再也不會符合圖紙的規(guī)格。 溫度影響也會影響工具及其設置。敲擊幾次后，可能會檢查沖孔，并且發(fā)現(xiàn)模具稍微不對齊。在這里和那里插入墊片，并產(chǎn)生新的測試：仍未對準。我們再次補齊，調(diào)整，清潔并重新插入組件，然后嘗試使用該工具，如果我們不走運，則可能仍然找不到該工具。簡而言之，沒有人意識到環(huán)境溫度超過100 F，并且發(fā)熱工具的材料尺寸不斷擴大。 4-6 模具維護及模具調(diào)整 模具維護是一項復雜的任務。它涉及許多不同的操作，許多不同的過程，并且通常還涉及不同人員的工作。模具維護始于正確地給模具上油以進行生產(chǎn)和存儲。它繼續(xù)與銳化沖模和沖模，檢查彈簧是否斷裂，檢查塊的磨損，撕裂，檢查所有模具元件的對準，檢查凸輪復位彈簧是否對準或斷裂，甚至存儲先前生產(chǎn)中的第一個和最后一個零件，以供比較。 存放由模具生產(chǎn)的最后一塊零件可能會非常有用，因為如果有人可能錯誤地將模具從貨架上取下，并且如果它掉落在叉車上， 則下次生產(chǎn)時會發(fā)現(xiàn)模具未對準或完全損壞。 （當然， 取決于高度），人們不會想知道發(fā)生了什么，導致問題的原因， 并且已經(jīng)對這種現(xiàn)象有了現(xiàn)成的假設。 每個精心設計的模具維護程序都需要適當?shù)奈臋n。模具維修記錄，模具對準注意事項應有條不紊地保存，并附有該工具的實際樣品。當模具下降以進行調(diào)整時，應將其記錄下來。當下降以進行銳化時，應將其記錄下來。無論出于什么原因而崩潰， 它也必須記錄在案。 這些先前維修和調(diào)整的記錄不能僅限于維修。生產(chǎn)記錄也應保留。令人感興趣的是在運行之間，維修之間以及磨削之間產(chǎn)生的模具數(shù)量。質(zhì)量控制記錄應通過存儲每次連續(xù)的第一件檢查的結(jié)果來支持此文檔。如前所述，應該存儲沖模剔除作為記錄零件內(nèi)的變化及其進展的一種方式。 根據(jù)這些數(shù)據(jù)，工具制造商，工程師和模具設計人員將能夠評估每個生產(chǎn)運行，并查看在需要維修，磨銳或調(diào)整之前，模具可以生產(chǎn)多少個零件。他們應該能夠確定任何裸片的哪個部分給他們帶來了問題，并在該區(qū)域朝著一個控制良好的信息數(shù)據(jù)庫發(fā)展的同時，改變該區(qū)域的下一個裸片的設計，這將得到一個支持。運轉(zhuǎn)良好的模具工廠園區(qū)。這些收集的數(shù)據(jù)可能會成為知識和經(jīng)驗的金礦，這些資源將匯集到那些有興趣并愿意聽取其警告的同時加快其建議速度的人們。 1. 模具銳化 模具的磨削是一個棘手的過程。我們對它們的銳化程度越高， 我們對它們的破壞就越多，但是如果不進行銳化，我們對它們的破壞可能會更多。沒錯，模具必須磨光，但是需要評估多少和頻率。帶有由35 HRc的冷軋鋼制成的沖頭的模具可能需要每兩到三千塊進行銳化。但是使用硬質(zhì)合金模具的模具應該可以生產(chǎn)出非常多的零件?？紤]模具的材料，我們是否在跟蹤我們的文檔？還是我們完全忽略了這個主題？ 根據(jù)以前的記錄，我們還應該能夠確定給定鈑金材料的磨削頻率。并非所有的低碳冷軋帶鋼（LC CRS）都達到18 HRc或28 HRc。如果訂購中未指定，則材料的硬度可能會有很大差異。這樣的硬度變化當然將對工具產(chǎn)生影響。彎曲工位將產(chǎn)生與上次運行不同的彎曲。取決于材料的硬度條件，穿孔工具可能遲早會變鈍。帶材或片材厚度的公差范圍變化應該已經(jīng)是常識，因此，應自動監(jiān)視這些變化。 基于這些信息，我們應該能夠確定何時（大約在當前訂單的情況下）需要從壓機上拉出模具并對其進行銳化。 但是，我們?nèi)绾握J識到該工具需要提高？ 對于該答案，我們必須查看實際的模具帶-最后進入模具并經(jīng)過所有工位的模具帶。對于復合模具，它是該模具中的最后一個產(chǎn)品或最后幾個產(chǎn)品。 仔細觀察。觀察切割線-毛刺是否過多？它們是在切口的橫截面上顯示出不一致的地方，還是從直徑的一側(cè)到另一側(cè)的毛刺不一致？拋光區(qū)域的深度是否與我們使用的模具間隙不一致？如果對這些問題中的任何一個的回答是“是”，那么肯定會更糟。 我們還必須檢查零件表面或條帶中是否有其他變化。我們必須尋找可能由于組件損壞而引起的劃痕和劃痕。我們必須注意切割線的中斷，成型線的變化，切割的不足。問題可能隱藏在零件或廢料的不同彈出方式中，突然出現(xiàn)的銳利邊緣或模具表面上的小碎屑，零件上的工具或硬件印象中。這些都表示特定問題，組件損壞或缺少對齊。 2. 發(fā)現(xiàn)問題 建議盡早發(fā)現(xiàn)可能的問題。在模具的最后一部分上，有時可能會在邊緣附近看到一條細小的發(fā)際線。它似乎是由成形操作引起的，因為它非常接近折彎的邊緣。通過對空白的仔細觀察和比較，我們可以看到在上一次運行中已經(jīng)出現(xiàn)了細小的發(fā)際線，并且在隨后的每次運行中它都越來越明顯。 經(jīng)驗豐富的工具制造者的眼睛會立即懷疑犯規(guī)，并且確實， 如果將模具拆開，可能會檢測到模具塊中的裂縫。這個裂縫還算不錯，但似乎隨著工具的每次運行而增加。 建議進行銳化處理，但無濟于事，但可能會發(fā)現(xiàn)很大一部分磨塊在砂輪下方粉碎。這本身就揭示了故事的下一章：一次， 由于對準不良造成的拉力導致模塊破裂，有人試圖通過焊接修復損壞。焊件比硬化的工具鋼塊軟，在隨后的生產(chǎn)過程中屈服， 并在與生產(chǎn)有關的應力下緩慢崩解，并且從未解決與對準有關的應力。研磨但去除了焊縫中已經(jīng)松散的部分，這樣就將整個過程表現(xiàn)了出來。 在塊的新部分上進行焊接有時可能會有所幫助，但在其他時候，除了其他方面，它還可能會產(chǎn)生更大的損壞，這取決于焊工的專業(yè)水平。已經(jīng)很難確定先前的焊件達到的深度已經(jīng)無濟于事。因此，最好的選擇是替換整個塊，或者刪除發(fā)現(xiàn)有缺陷的部分，并在其位置安裝一個全新的部分。進行模具修復時， 焊接是一個棘手的過程。通常，將整個節(jié)段焊接在一起，以嘗試修復此斷裂段。硬化塊的焊接必定會加熱焊縫附近的表面， 從而在該區(qū)域產(chǎn)生不同的材料質(zhì)量。取決于鋼的類型，碳可能會被置換，并可能以這種方式產(chǎn)生薄弱點。當通過壓力功能承受應力負荷時，該區(qū)域?qū)@示出與周圍表面不同的特性。整個部分可能無法支撐，因為這樣可以形成淺間隙或凹槽。彎曲部分可能會變得未對齊，并且可能會因這種差異而折斷。沖頭和沖?？赡軙ビ不瘔K的牢固支撐，并可能導致其過度斷裂。每當發(fā)生意外導致脫落，或者觀察到某些工具的磨損超過正常情況，應該懷疑并尋找以前的焊接方法，現(xiàn)在已經(jīng)破損了。 有時，我們可能會在零件的成型表面上發(fā)現(xiàn)一個小臺階。經(jīng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)成型塊的勻場不良。勻場可以非常隱蔽，因為它通常會填補預期的空白。但是在生產(chǎn)中，隨著時間的流逝，被困空氣，油甚至是墊片之間的碎屑可能會被沖壓工作推出，墊片 會沉降下來，從而暴露出以前是平坦表面的臺階。通常，將墊 片打磨成平坦的表面并插入一塊薄的支撐板來代替墊片，而不 是不加選擇地將墊片粘在這里和那里。隨意擺放的墊片將變得 不可控制，遲早沒人會知道添加或刪除的千分之幾以及在何處。塊的一個邊緣可能被打孔.025英寸[0.64毫米]，而另一邊緣可能被打孔 .005英寸[ 0.13毫米]，整個表面很容易變平。這樣的傾斜肯定會使模具（或沖頭）傾斜，從而在模具的每個部分產(chǎn)生不對準。有誤差，我們可以不斷提高精度質(zhì)量來改善這個問題。 3. 預防問題 為了提高通用性和更換速度，所有模具應采用相似的（即使不是通用的閉合高度）制成。每個模具應在其模具模塊上貼上金屬標簽或其他形式的標識，以指示噸位和特殊的安裝程序， 以及其他相關信息。有些模具看起來像重型工具，但它們可能只產(chǎn)生很少的切割，從而將噸位降到了最低，反之亦然。 必須評估相對于模具尺寸的壓機床尺寸，也許以書面形式將正確的噸位和正確的床尺寸壓機分配給每個模具。通常情況下， 公司中的某人總是“知道”按下模具的去向。但是，如果這個有 知識的人休假或退休，在訓練下一個“要知道的人”之前，可能 會造成很多損失。 對于每種進料，不僅應仔細檢查批料的厚度公差范圍。還必須檢查材料的硬度，因為并非所有模具都能輕松處理10 HRc 或更大的差異。 當使用帶有剪切毛坯的復合模具時，應強調(diào)毛坯尺寸的控制。如果發(fā)現(xiàn)內(nèi)部剪切能力不足，則應從其他地方購買毛坯，并切成精確的要求。在不使用毛坯的地方，必須檢查卷材送入系統(tǒng)并與模具一起進行維護。模具生產(chǎn)最依賴的是運轉(zhuǎn)良好的線圈送料系統(tǒng)。 4. 模具調(diào)整 有時可能需要調(diào)整模具。但是有些模具可能需要比其他模具更多的調(diào)整。在涉及復雜的模具操作的情況下，每次運行的結(jié)果或每個零件序列的結(jié)果不必總是相同的?？赡軙心＞?，如果手動調(diào)節(jié)，則每打幾下就必須將其從印刷機上拔下來。對于許多此類特殊情況，自動調(diào)整可能是解決方案。這種自動化的模內(nèi)過程結(jié)合了現(xiàn)代金屬沖壓的多個方面。首先，在生產(chǎn)過程中會自動在模具中檢查零件。這樣獲得的測量結(jié)果將報告給控制器，該控制器能夠評估數(shù)據(jù)并發(fā)送返回到模具的命令。 如圖11-27所示，在零件上產(chǎn)生卷曲的模具需要頻繁地調(diào)節(jié)下模具部分。為此，在模具底模表面上逐漸傾斜，調(diào)節(jié)螺釘可以在上面傾斜。由步進電機驅(qū)動的螺釘可以移入和移出，從而增加或減小模塊的高度。 一旦模內(nèi)測量設備能夠識別出差異并報告給PLC控制器， PLC控制器就會向步進電機發(fā)出信號，步進電機將調(diào)節(jié)螺釘沿所示方向移動。這樣，模塊的表面將降低或向上推動。該運動是漸進的，對模具沒有苛刻的影響。新的 圖11-27滑動契形調(diào)整。（Metalforming Magazine?， 1999 年2 月，第35 頁。經(jīng)PMA Services，Inc.， OH， Independence，OH 始終從控制器中連續(xù)讀取所生產(chǎn)零件的成型數(shù)據(jù)與設定值及其公差范圍，并根據(jù)需要上下調(diào)整模塊的高度。 一旦被認為是可能的，管芯內(nèi)調(diào)整可用于廣泛的應用。例如， 要生產(chǎn)的五個零件完全相同，而第六個零件必須去除中心開口， 則進行模內(nèi)調(diào)節(jié)，這將減小該沖頭的高度，從而使其無法到達帶材表面并產(chǎn)生切口，可以使用。其他情況可能包括調(diào)整凸輪運動，彎曲部分的高度變化，形成角度變化?；蛲ㄟ^壓合高度調(diào)節(jié)來精確控制帶材的滲透。 這種技術(shù)的應用是一個廣闊的領域。結(jié)合金屬沖壓領域的其他進展，它使金屬沖壓生產(chǎn)過程比以往任何時候都更加可控和可預測。 行為模擬軟件 當今市場上有許多軟件包。一些人聲稱能夠從帶材布局開始進行模具設計，然后進行復雜的，成熟的3D模具布置，這通常是有代價的，這可能是正確的。設計3D模具既不便宜也不快捷，而且很多時候甚至沒有必要。從這樣的設計派生地帶或從這樣的地帶開始3D構(gòu)建，有時，即使使用最受尊敬的軟件程序，也是一項艱巨的任務。 另一方面，對于那些習慣3D思維方式并很好地適應這種方法的人來說，3D設計軟件包可能是一個理想的選擇。不過， 應該謹慎一點，該軟件是否也能夠在2D環(huán)境中工作，對于其 中某些銷售商來說，無論銷售代表聲稱什么，它們都無法做到。與其他許多設計領域一樣，在模具設計領域中，總是存在偶爾 在2D模式下工作的機會。盡管我本人是幾個3D CAD程序的大力擁護者和用戶，但我仍在寫這些文字。 使用模具設計時，2D和3D的結(jié)合以及從一種切換到另一種的多功能性非常重要。條形布局不能總是從已經(jīng)配備厚度的3D計算機化模型中建模。并非每個軟件都允許展平圖片，或?qū)?導出2D dxf或dwg文件以形成3D模型的基礎。此外，3D模型可能很復雜，有時甚至很笨拙。在某些程序中， 裝配體的每個元素都帶有自己的3D平面及其所有零件的結(jié)構(gòu)， 并且在同一屏幕上具有10個或更多模具的零件，有時很難為所 有零件識別零件本身平面，軸和點的描述。如果至少其中一些 可以關閉，但不能關閉；并非總是提供選擇性關閉。 一些主要的軟件程序能夠執(zhí)行有限元分析（FEA），這是一個很好的工具，其中可以考慮零件或模具上的應力。該軟件可以根據(jù)需要計算從任一側(cè)施加到零件或模具結(jié)構(gòu)上的應力和應變。它可以生成故障模擬并確定產(chǎn)生此事件所需的壓力，應力或屈曲量。依靠應用程序方法和所用軟件，它可以計算零件應力負荷的最細微差別，并顯示可以在何處改進設計。 4-4-1 折疊和展開軟件，空白開發(fā) 零件的形成對于模具設計者和模具制造者來說通常是一個巨大的難題。太多的變量可能威脅著每個這樣的操作：模具之間的間隙，模具的速度，成型材料的響應速度，應變硬化，僅舉幾例。幸運的是，有一些具有成形模擬功能的軟件包，在金屬沖壓領域中可用于計算平面毛坯和開發(fā)工具。這種軟件可以在幾秒鐘內(nèi)生成復雜零件的空白布局，并根據(jù)命令找出帶材上的最佳布置。 優(yōu)質(zhì)的成型軟件能夠評估相關區(qū)域的金屬變薄，找出材料將在哪里拉伸，預測變形，屈曲和撕裂，確定回彈量或建議最經(jīng)濟地利用金屬進行適當?shù)呐帕蠋Р?。折疊或展平模型通常是它們的日常任務。 有些人可能會使用該軟件進行毛坯開發(fā)和模具設計，而另一些人可能會將該軟件用于報價目的，材料可成型性評估或只是確定模具中所需的工位數(shù)量。該軟件可以進一步用于工具的設計和分析，并且可能已經(jīng)在設計階段就向用戶警告相關領域?？尚行匝芯靠梢耘c設計優(yōu)化一起進行。 4-4-2 有限元分析軟件（FEA） 某些FEA可能被認為已過時，因為它們會遇到設備移動中的復雜問題，并對其應用所有教科書條件和教科書限制，而不考慮數(shù)據(jù)的準確性。這種分析嚴格來說是理論上的，與現(xiàn)實世界沒有多大關系。 其他分析不僅考慮了已知力施加在設備上的應力，還考慮了應力。他們還評估了特定產(chǎn)品或設備所針對的環(huán)境所產(chǎn)生的未知和未公開的壓力。例如，評估掉落在桌子上的手機的壓力時要考慮到跌落，碰撞和設備損壞。這種分析稱為事件模擬。 這樣的有限元分析不僅可以確定零件組件的線性動力學或結(jié)構(gòu)分析。它可以進一步確定對單個產(chǎn)品或零件組裝的熱，靜電， 機械和其他影響。 一般來說，這里的計算機可以幫助我們設計更好的零件和設計更好的制造程序。它們是正確使用的好工具。 有時可以將零件的整個組件從一種改編復制到另一種組件， 并根據(jù)新的需求進行更改，或者可以在需要的地方導入標準化的零件庫，可以創(chuàng)建3D橫截面圖來說明零件在復雜組件中的放置，為自己。 除了這些明顯的好處外，還可以向尚未展示過的產(chǎn)品展示其詳細功能，并向觀眾展示其詳細功能，盡管他們非常有能力， 但是卻沒有經(jīng)過培訓可以在2D線條網(wǎng)絡中看到真實的物體繪畫，不過是那些愿意掌握這種技術(shù)的人的另一種收獲。非常了解一個未來的零件，即使我們知道它的弱點，并且可以在我們構(gòu)建第一個原型之前很長的時間就可以改善它們，這是非常有價值的。 同樣，簡單的數(shù)碼相機是對工具制造商，工具設計人員或工程師的工作的另一項增強。借助于這種不需要的物品，可以將組裝過程記錄在案并存儲在計算機中，從那里可以拉動它們進行重新運行或進行其他調(diào)整。 今天的計算機世界將帶來美好的未來。我們只需要學習利用所有可用的工具，就必須設計出從中獲利的方法和手段。 2．外文資料原文（與課題相關，至少1萬印刷符號以上）： Handbook of Die Design Ivana Suchy Copyright 2006 ISBN 0-07-146271-6 516th pages-525th pages CHAPTER ELEVEN Many of them graduated into semiautomatic checking systems, where by positioning a probe they could derive the other dimensions off that location. The probe takes up the gap of the opening and the accuracy is quite impressive, yet the whole process may still be quite slow for today’s manufacturing floor. All these people are extremely valuable where spot-checking of the production is needed to make sure every tool and every machine is running correctly. But to do a first piece inspection this way, to measure every single opening, to observe if it fits within tol- erance ranges of the print, while trying to ignore a score of workers waiting lined up behind their backs, which is an incredibly frustrating, expensive, and demanding process. It is also a waste of those people’s talents. An automatic, in-die measuring and quality control system is beginning to gain ground in metal stamping industry. Not that it is such a new method of control, but rather it was implemented everywhere else but in the metal stamping field. Only now, automated check- ing and testing, automated quality monitoring, and even automated quality improvements during the press run are being recognized as valid processes, worth implementing, and worth improving upon. Every automated quality control system should be capable of collecting data obtained by the sensors, lasers, or other visually inspecting devices, and to process this information immediately, in order to feed the results back into the monitoring or controlling devices. True, some older PLC’s may be too slow for today’s high- speed presses and many failures may occur before the company leadership will stop blaming the shop personnel and will divert their attention to the responsiveness and a degree of obsoleteness of the equipment they are using. A well-designed, automated quality control system should use the latest technology and be selected in replacement of old, inadequate arrangements. Such equipment must be capa- ble of performing all the calculations needed to evaluate and arrange the data reported by sensors into meaningful bits of information. On the basis of these, the system should be able to distinguish a bad part from a good one, and send the bad part into a different storage bin for either further evaluation, or for scrap. The system should bear in memory the amount of rejects thus created and if, for example, too many bad parts are emerging from the same die station, a good system should display a warning for the operator and perhaps even shut the press down, if needed. However, not all machines can be stopped at any time. Some may be tied to a whole conglomerate of feeding devices and stopping the process may wreak havoc between them. For this reason, a shutdown protocol has to be designed and be ready to be implemented should such a scenario occur. This protocol must determine which feeding device will be shut down first and which is to follow, which error messages should be displayed, and the final shut down of power, where needed. The quality control system must further be capable of gathering all the data and dis- playing it either in a graph form, or as a statistical analysis for SPCs, if not other data inter- pretation. The amount of rejected parts should be accounted for as well, even if separate counters are to be installed at the production line. A good start along these lines was achieved at the Georgia Tech laboratory, where their SmartImage Sensor Technology of high- performance vision system was developed and is now available for use in various industries. Their cameras are equipped with SmartImage sensors and with embedded PowerPC processors which display an optimum image stability and repeatability even in a high speed, high-resolution inspection environments. The system eliminates joysticks, frame grabbers, and CPU controllers and is relying only on the camera vision, which is trained to sense and report any variations from normal. The cameras are standalone units, small enough to fit one’s palm, yet fully capable of delivering quality control inspection results, coordinating information for motion controllers, producing statistical process control data, plus 1D, 2D verification and reporting. As an additional equipment, a Smartlink unit, with a capability of accommodating up to 16 SmartImage sensors, can be utilized. The reporting of all cameras can be viewed from any monitor without the need for a computer. Images can be freezed on the screen for detailed inspection, and communication capabilities through standard Ethernet technology is common. 4-5-1 3D Laser Scanning and Reverse Engineering Few years back, when the coordinate measuring machines (CMM) took over the quality control areas of manufacturing, they quickly became industry standard. It seemed that everyone had them and everyone used them. Unfortunately, already at that time, they were becoming obsolete. Perhaps they were developed a bit too late, perhaps the cost con- sciousness was spreading too fast, the machines were soon standing aside and many man- ufacturers were back to calipers and spot checking. They reasoned, “after all, if I am using a precision-made die, or a numerically controlled equipment that’s supposed to be accurate within .005 in. [0.13 mm], or .003 in. [0.08 mm], or whatever else, I don’t need to check the outcome anymore.” And hoping for the best, comparing the newly produced part to the previous product from the same tool against a lighted window, the production run was produced and delivered. As a step between the next move forward, touch-dependent computerized applications emerged. With an arm, these could be guided to touch the actual 2D and later 3D parts, while the computer interpreted the data, calculated the results, and came up with the eval- uation, printing all the forms, statistics, and other information. Afterwards, a 3D laser scanning began. The advantage of having the part compared to the original 3D CAD file and the ease of the process quickly lured some pioneers into pur- chasing this equipment, in spite of the steep price tag it bore. When compared to CMM machines, laser scanners were found more precise, some boasting a .001 in. [0.025 mm] accuracy and some perhaps even less than that. Where a CMM 3D probe had to be guided over the complete surface of the scanned part slowly, step by step taking in the distances, the gaps, the valleys; laser scanning traverses in lines moving alongside the part. Since the laser ray is not touching the object which it is scanning, little particles of dirt do not ham- per its function. This is not so with the CMM machines, which are literally thrown off bal- ance by a spec of dirt or any other foreign matter on the part. Another advantage of 3D laser scanning is the reverse engineering. This is a process, which allows for measuring of the actual product and transferring the data into a computer, where a 3D CAD model is built from thus gathered information. With the aid of reverse engineering, copies of actual objects can be produced in the computer’s memory to be machined, or otherwise fabricated later in production. Reverse engineering is used quite often where a manufacturer supplies his or her cus- tomer with a part submitted by another manufacturer. Often, these are original equipment manufacturers (OEMs), who are no longer interested in this or that production and yet the parts need to be made somehow. Automobile-serving industry is one of the major cus- tomers for this type of application. 4-5-2 Comparison of the Camera Vision and 3D Laser System of Quality Control Some may ask which is a better tool for automated quality control in today’s industrial envi- ronment. This is a great question, to which an answer is not easily obtainable. First of all, the area of application must be evaluated. Where the defects we are watching for are bright and outstanding, with relatively low levels of light needed to detect them, a camera is a bet- ter solution of the two. With darkened defects, needing a lot of light to be detected at all, or with defects extremely small in size, laser quality control systems should be preferred. Both, either very bright or very dark areas are easily viewable with a single laser scan- ner. Visibility of defects can be enhanced by the changes in its wavelength. Quality of detection (across the line) is consistent, regardless of the speed of the laser’s line speed. Scanning can be done in ambient light, or using high power lighting. On the other hand, the cost of laser scanning system is higher than that of the camera vision system. Lasers can also be found more expensive to run when using their scanning capabilities on predominantly bright fields. Their detecting capabilities for opaque, mul- ticolored films is diminished as laser systems are color-blind; a white light is preferable with them. Vision systems (i.e., cameras) are cheaper to buy and easier to install. Their functions are easy to learn as well, with problems surfacing only with aligning several cameras in a multicamera arrangement. However, since a single camera is usually not adequate, a multicamera system is most often a must. Camera is sensitive to light coherency and for that reason it may need shrouding from the ambient light. Multicamera systems often cause problems because of the possibility of their alignment with the light source. This may cause inconsistencies from one camera to another and varying accuracy of detection may be experienced. These differences may increase with higher amounts of pixels. Visual inspection may depend on a greater power consumption. Where upgrades are deemed necessary, new equipment should be resorted to, as upgrading op