防护罩模具的设计与制造

张 利

（广东理工学院，广东 肇庆 526100）

摘 要：目前，各种机械工件的产品追求轻盈、精密，对机械型企业来说，很多核心设备的机械产品的使用中，需要防护罩，同时增加产品的精密程度。大多防护罩的使用和性能的要求严格关系到企业产品的质量，这关系到企业在同类型企业中的核心竞争力，所以对于防护罩功能和用途有很大的需求。因为防护罩要求和实体设备之间要求结合恰当，所以防护罩并不仅是CAD模型，又要求和实际相互结合。因此，对于机械型企业来说，加强对防护罩的设计和制造方面的研发有助于企业未来的发展和在市场上的立足，具有极大的经济和无限的潜在价值。

关键词：防护罩模具；设计；制造

逆向工程是现在普遍运用的一种理论方法，逆向工程模具设计是一种从事物出发，从样件来获得产品的一种数学技术。随着现代的科技越来越前沿，各类人才不断的补充，各种机械型企业的设备也越来越精密，对于机械设备的要求的增大决定着一个机械型企业的市场竞争力与潜在的未来竞争能力。为了提高机械设备的使用寿命和对设备损耗的减少，以及设备的精密程度的加强，就应运而出了防护罩这一市场，防护罩对机械设备的保护使得设备更能持久。

1 防护罩模具的设计与制造在机械型企业中重要作用

对于机械型企业来说，机械设备和产品是其在该类市场具有竞争力的最大的核心资本，工业经济的飞速发展同时推动了防护罩模具行业的发展。只有机械设备优秀耐用，科技先进，生产出来的产品质量水平高，各类误差可控在较小的范围内，产品的质量水准超出其他机械企业，机械企业才能够有自己的市场和立足之地。外在的机械产品的质量就间接地转变为机械型企业对于机械设备地比拼，再转变为防护罩性能的对比。真正有实际意义的实体防护罩设备，只有真正从数据内容准确出发得到的实体设备才能够确实有利于公司，保护机械本身和使用者。不仅防护罩对机械型企业有重要价值，防护罩的设计与制造也是同样不容忽视的。并且现在生活中出现越来越多的各种结构复杂、功能多样的产品，设计和制作都上升到了一个难度，所以需要模具的设计者充分了解并且掌握各种技巧，来适应现在生活和机械企业的发展。

2 模具结构设计的原理与分类

2.1 模具结构设计的原理

防护罩属于一种复合模具，由三道工序制作而成，即合并落料、冲孔、拉伸。应该注重每一道工序之间互辅互助的功能以及影响，增加其精确度。落料应该选择性的增加复合条料的卸料装置和定位设计，落采用顺装结构，使得落料条料更加的准确，提高精确度，防止落料之后的废料套在凸板上方，浪费材料和破坏模具；冲孔的时候应该增加废料的托板，固定在下模具座上，避免废料不慎落入冲床之中；拉伸可以增加复合压边圈兼推板装置的设计，保持模具零件的外观的质量；如果要降低生产的成本和解决模具制造的周期较长的问题，可以采用通件的方法，如“将模具的上下模座、导向部分、紧固件采用通用件”，降低生产的难度和成本。为了让维修问题的解决更加方便，模具的工作部分可以采用镶嵌拼接的结构设计。

2.2 分类和针对措施

通常情况下模具结构设计的要点如下：首先，模具的正确选取。一般防护罩的使用期限属于长期性的，有必要选择具有较长使用寿命的材料。大多选取GrWMn，因为其耐磨的性质很好，适应性很强，适合防护罩模具的制造；其次，模具之间的间隙。间隙一旦过小，会导致产品某部分过于薄，产品过薄的部分不够结实，容易受损。间隙一旦过大，会使产品局部过于厚，影响产品的精确性，从而导致产品的精确性的偏差。产品的大小、形状和外观的质量就不能受到保证，生产出来的防护罩会和实际应用中出现各种问题；最后，模具凹凸模和定位卸料板的设计。凸模设计通常采用台阶整体式的结构，该结构使得凸模固定板、垫板和内六角圆柱头螺钉和上模座一起固定；凹模与凸模相似的结构，固定板、内六角圆柱头螺钉需要和下模板座固定在一起，这就不能采用台阶整体式结构，而应该采用整体式结构。这种结果构能够更好的将其准确性体现出来；这样的设计使得精确度得到保证，设备的内在质量也得到初步的定位。

2.3 现代防护罩模具的设计和总方案

现在科学技术逐步的发展，计算机科学也得到了很大的飞跃性进步，将计算机运用到我们防护罩设计的逆向工程理论中，能够节省不少人力物力资源，同时也保证了各种数据的精确和稳定。使用计算机科学进行辅助和CAD模型进行加工，对三维曲面的防护罩设计运用计算机进行完美的编辑，并且利用其他辅助功能对周围环境进行测试，有利于保护设计和实验的精确性。对于具体的模具的设计来说，应该根据防护罩模具所应有的设计的特点。例如大小和尺寸上的特点，根据质量和精确度要求的特点来具体规划设计的要求，对防护罩模具的轮廓保持清晰。不同的防护罩应该有着不停地设计方案，但是整体来说，对于原理和基本设计是有着一定得规格适用。

3 逆向工程设计的原理与关键技术原理

逆向工程又称作逆向技术，即对一项目标产品先进行逆向工程的分析和研究，从而演绎并且得出该产品的处理流程、组织结构、功能特性以及技术规格等设计因素。逆向工程在防护罩的设计和制作的过程中需要通过实际的设备来逆向推导出其准确的数据模型，然后对数据模型进行重新设计，从而得到更加完美的防护罩产品。逆向工程是现阶段较为常用的技术，主要有三个方面：技术测量的分类、曲面重建技术、注塑CEA分析。三种技术测量有各自的优点和缺点，不过综合来看，针对普通产品还是应用广泛的非接触性测量方式最为符合现阶段的需求。另外两种接触式测量和逐层扫描测量虽然精确度高，但是效率不够实用。通常意义上的曲面重构即将原始曲面的模型进行恢复。逆向工程中有两种方法：①用B线条和NURBS曲面为基础构造曲面；②以三角Bezier曲面为基础来构造。注塑CAE分析中，很多物理因素能够对其造成影响，如时间、压力、温度、浓度等。防护罩的CAD模型重构设计是非常重要的，在设计过程中应该采用最科学的手段，如对数据点除杂和数据补差、平滑等处理。并且最终得到拟合曲面。

4 逆向工程和先进计算机技术的具体应用

现代计算机技术的发展，为生活和工业带来了很大的便利，合理利用计算机技术能够为防护罩模具的制造带来很大的好处，不仅有利于数据的采集和处理，对问题的检测和修复也一样可行。而逆向工程的具体运用基于逆向工程的原理之上，模具设计从事物出发，从样件获得产品，也可以利用人工智能。防护罩产品都是自由曲面的异形体，这样是为了能让防护罩能够最大程度上和实体的设备匹配，发挥防护罩应有的功能与作用，但是这给测量带来了较大的难度。因此防护罩测量的关键就在与测量自由曲面，并且用先进的技术进行测量和计算，用CAD/CAE/CAM一体化的模拟和加工技术可以充分的解决问题，以将整套加工程序的工作用先进的计算机技术完成。这样能对以后的工作提供更为精准的参考，从软实力侧面提高防护罩与实体设备的精确度。外国激光的扫描设备的使用能够更加便捷的获得防护罩曲面的点云图。CAD模型重构也是将曲面的重构工作看成最重要的，为了针对创建防护罩上孔和槽的特征进行创建，需要对所收集到的数据进行一些数学方式的处理和分割，得到最终数据，及精确度高和有效性高的曲面。这样和实体的设备实现最佳拟合，从而达到的最有效率最精确的防护罩。

5 结束语

防护罩对机械型企业来说是必不可少且是其企业根本竞争力的核心需要，以上对于防护罩的设计与制造的原理和应用为企业提供了学术的支持，并且通过实践的严格验证，产品的耐用性能确实有所提高，相比于以前的防护罩能够较为有效的起到延长机械设备的使用寿命和减缓机械损耗方面作用，不仅对机械设备的保护持久高效，同时对于企业工人也有一定的保护作用。防护模具的设计采用更为科学的原理和先进的材料，工艺较为简单可行，设计理念能够结合材料科学，更为高效，降低企业成本，适应市场和企业的需求。基于此次探讨和研究，后续会继续同有关人士进行探讨，继致力于机械企业设备的研究和探讨，继加强防护罩和设备的拟合程度，希望能够对机械企业的发展能够有所帮助，推动社会的发展。

参考文献：

[1]李光耀.浅谈现代塑料模具的设计与制造[J].橡塑技术与装备,2006,(3):24-28.

[2]李光耀.浅谈现代模具的设计与制造[J].CAD/CAM与制造业信息化,2005,(1):17-19.

[3]张兰英.冷冲压模具改进设计实例分析[J].工程技术研究,2017,(2):213+215.

[4]王明利,韩旭,刘卫民.柔性模具在砼烟筒施工中的应用[J].工程技术研究,2016,(8):109-110.

[5]田勇峰.模具设计与制造的现状及发展趋势[J].南方农机,2016,47(4):95-96.

中图分类号：TG76

文献标志码：A

文章编号：2096-2789（2017）09-0131-02

作者简介：张利（1978-），女，讲师，研究方向：机械工程。