大型复杂模具

2024-06-27

大型复杂模具(精选8篇)

篇1:大型复杂模具

大型工程决策机制复杂要素及复杂性机理研究

大型工程的复杂性研究成为国内外相关学者的研究热点.本文以大型工程的决策机制为切入点,研究大型工程决策机制中所存在的.复杂要素,并在此基础上探讨大型工程决策机制的复杂性机理.

作 者:洪巍 周晶 吴孝灵 作者单位:南京大学,工程管理学院,江苏,南京,210093刊 名:理论界英文刊名:THEORY HORIZON年,卷(期):“”(9)分类号:C93关键词:决策机制 复杂要素 复杂性机理 复杂系统 耦合性

篇2:大型复杂模具

浅析大型复杂装备质量监督现状及对策

本文研究分析了当前大型复杂装备及其研制生产的.新特点、军事代表质量监督面临的新问题,辅以实例,提出了几点粗浅的质量监督新对策.

作 者:杨春 杨学强 作者单位:装甲兵工程学院刊 名:国防技术基础英文刊名:TECHNOLOGY FOUNDATION OF NATIONAL DEFENCE年,卷(期):“”(3)分类号:关键词:军事代表 大型复杂武器装备 质量监督

篇3:大型复杂模具

有关研究人员对模具自由曲面的打磨精加工和抛光精加工技术进行了研究[1,2,3,4,5,6]。为了解决复杂模具自由曲面精密、超精密加工中普遍存在的效率过低且难以保证型面精度和稳定的抛光品质的问题, 世界各国都在竞相研究以计算机为主要辅助手段的自动化曲面造型技术及其在生产中与抛光加工技术的协作适应问题。目前, 精密抛光技术的研究工作已经拓展到模具自由曲面特征曲线的自动提取和复杂模具造型的本体研究上[3,6]。基于此, 本文在分析模具抛光件型线三维重构方法的基础上, 提出面向精密抛光的复杂模具曲面三维造型方法。

1 复杂模具曲面型线三维重构方法及实现

三维重构方法的实现步骤如下:首先建立抛光件坐标系, 从模具曲面二维型线图中依次提取型线的所有节点坐标信息及端点处的切矢信息, 并按一定的格式构成一数据文件;然后利用程序自动从该数据文件中获取型线的节点坐标信息和端点切矢约束信息, 采用B样条插值曲线在三维空间中重新构造所有型线, 从而得到模具曲面的三维型线网格结构。

本研究以三次B样条曲线作为研究曲线, 其反算过程的步骤如下:确定插值曲线的节点矢量, 确定曲线两端的边界条件, 反算插值曲线的控制顶点。

1.1 样条插值曲线的生成及实现过程

设空间n+1个顶点的位置矢量为pi (i=0, 1, …, n) , 这n+1个顶点构造n-2段三次 (k=3, 四阶) 均匀B样条曲线段, 每相邻4个点可定义一曲线段pi (u) (i=1, 2, …, n-2) , 其定义为

pi (u) =16[u3u2u1][-13-313-630-30301410][pi-1pipi+1pi+2] (1)

0≤u≤1

端点位置矢量pi (0) =16 (pi-1+4pi+pi+1) , pi (1) =16 (pi+4pi+1+pi+2) , 即起点位于三角形Δpi-1pipi+1中线piM1的1/3处, 终点位于三角形Δpipi+1pi+2中线pi+1M2的1/3处。

为了使一条三次B样条曲线通过一组数据点pi (i=0, 1, …, n) , 反算过程一般是使曲线的首末数据点一致, 使曲线的分段连接点分别依次与相应的数据点一致, 因此, 数据点pi将依次与B样条曲线定义域内的节点对应, 即pi点有对应节点值u3+i (i=0, 1, …, n) 。而这些节点值的确定过程也就是对数据点实行参数化的过程。本文采用修正弦长参数化法 (又称Foley参数法) [7]对数据点进行参数化:

u0=0ui=ui-1+ki|Δpi-1|i=1, 2, , n} (2)

ki=1+32 (|Δpi-2|θi-1|Δpi-2|+|Δpi-1|+|Δpi|θi|Δpi|+|Δpi-1|) θi=min (π-pi-1pipi+1, π2) |Δp-1|=|Δpn|=0

其中, 修正系数ki≥1。

由上式可知, |Δpi-1|与前后邻弦长|Δpi-2|及|Δpi|相比, 若|Δpi-1|越小, 且与前后邻线夹角的余角θi-1、θi (不超过π/2时) 越大, 则修正系数ki就越大, 从而修正弦长即参数区间也就越大。这样就对因该曲线段绝对曲率偏大导致的与实际弧长相比实际弦长偏短的情况起到了修正作用, 修正弦长就较接近实际弧长。从插值曲线的光顺性来看, 采用修正弦长参数化法能取得很好的效果。

1.2 确定曲线两端的边界条件

在确定了节点矢量U=[u0u1 … un+6]之后, 就可以给出以n+3个控制顶点为未知矢量的由n+1个矢量方程组成的线性方程组:

p (u3+i) =j=0n+2djΝi, 3 (u3+i) =pii=0, 1, , n (3)

式中, dj为控制曲线的B样条控制顶点;Nj, 3为三次规范B样条基。

因方程数小于未知顶点数, 故必须补充两个合适的边界条件, 即给出附加方程, 才能联立求解。本文选用的边界条件为切矢边界条件。切矢条件在力学上相当于梁的端部固定的情况, 因此具有固定的切线方向。设p′0与pn为给定的首末端切矢, 则首末端的附加方程为[8]

d1-d0=Δ33p0dn+2-dn+1=Δn+23pn} (4)

式中, Δ为节点区间的长度。

1.3 反算插值曲线的控制顶点

当采用切矢边界条件时, 由于取两端点重复度γ=3, 因此三次B样条曲线的首末控制顶点就是首末数据点, 即d0=p0, dn+2=pn+2, 且由边界条件可得附加方程, 如式 (4) 所示。这样可得线性方程组:

[111a2b2c2[3][3][4][5]anbncn[5]111][d1d2dndn+1]=[e1e2enen+1] (5)

Δi=ui+1-uiai= (Δi+2) 2Δi+Δi+1+Δi+2bi=Δi+2 (Δi+Δi+1) Δi+Δi+1+Δi+2+Δi+1 (Δi+2+Δi+3) Δi+Δi+1+Δi+2ci= (Δi+1) 2Δi+Δi+1+Δi+2e1=p0+Δ33p0, en+1=p0-Δn+23p0ei= (Δi+1+Δi+2) pi-1, i=0, 1, , n

求解上述线性方程组, 即可求出全部未知控制顶点。

1.4 曲面及顶点反求

对沿任一参数方向都是周期闭曲面的情况, 在该参数方向无需提供边界条件, 就可唯一确定插值该方向各排数据点的周期三次B样条曲线的控制顶点。下面只考虑开曲面的情况, 这时必须提供合适的边界条件, 且有多种可供选择的边界条件。本文以切矢条件为例, 提供各截面曲线 (u线) 的端点u向切矢、过纵向各排数据点的等参数线 (v线) 的端点v向切矢和数据点阵四角数据点处的混合偏导矢 (扭矢) 。反求控制点步骤如下:①在节点矢量U上, 由截面数据点及端点u向切矢, 应用B样条曲线反算, 构造出各截面曲线, 求出它们的B样条控制顶点d¯i, j (i=0, 1, , m+2;j=0, 1, …, n) ;②在节点矢量V上, 分别视首末截面数据点处v向切矢为“位置矢量”表示的“数据点”;③视四角角点扭矢为“端点v向切矢”, 应用曲线反算, 求出定义首末u参数边界 (首末截面曲线) 的跨界切矢曲线的控制顶点;④固定下标i, 以第①步求出的n+1条截面曲线的控制顶点阵列中的第i列 (即d¯i, j (j=0, 1, , n) ) 为“数据点”, 以第③步求出的跨界切矢曲线的第i个顶点为“端点切矢”, 在节点矢量V上应用曲线反算;⑤分别求出m+3条插值曲线, 控制曲线的B样条控制顶点di, j (i=0, 1, …, m+2;j=0, 1, …, n) 即为所求双三次B样条插值曲面的控制顶点。双三次B样条插值曲面的方程为

p (u, v) =i=0m+2j=0ndi, jΝi, 3 (u) Νj, 3 (v) (6)

其中, Ni, 3 (u) 和Nj, 3 (v) 分别为u向三次和v向三次的规范B样条基, 它们分别由u向与v向的节点矢量U=[u0u1 … um+6]和V=[v0v1 … vn+6]决定。

2 面向精密抛光的复杂模具曲面型线重构法的关键技术

利用B样条插值曲线构造模具曲面三维型线网格结构的关键是如何正确选取型线的节点及端点处的切矢。实现模具曲面型线的精确重构的关键技术如下:

(1) 节点的选取。模具曲面型线节点的类型主要有型值点、端点和加密点三种。①型值点。型线上所有的型值点 (该条型线与其他型线的交点) 必须都选为该型线的节点, 以保证各型线之间的相交性。②端点。由于模具曲面型线图中的每条型线并不一定是一段样条曲线, 有可能是由多段样条曲线构成, 因此必须检查构成每条型线的样条曲线的段数, 检查的方法是在AutoCAD中依次点取每条型线, 若型线由单段样条曲线构成, 则在点取该型线时整条型线会被选中;若型线由多段样条曲线构成, 则该型线需多次点取才能全部选中。若型线由多段样条曲线构成, 应将各段样条曲线的端点记录下来, 如果这些端点不是型线的型值点, 应选择这些端点作为构成该型线的节点。③加密点。为了保证型线的精确重构, 除了采用上述两类数据点外, 在样条局部位置有时还需增加数据点。如为了精确构造圆弧, 除将该圆弧的两端点选为节点, 两端点的切矢作为约束外, 还需在该圆弧上选取一点作为节点, 该点称之为加密点。

(2) 端点切矢的选取。①端点切矢的数量。若型线为单段样条曲线, 取型线两端点处的切线矢量即可;若型线由多段样条曲线构成, 则应选择所有样条曲线段的端点处的切线矢量作为型线重构的约束条件。②端点切矢的方向。端点切矢的方向可从该样条曲线的属性中读取。

(3) 基于型线重构得到模具曲面三维型线网格结构。基于上述理论和技术, 利用UG能得到模具曲面的三维型线网格结构。采取以上措施得到的三维型线网格不仅高度保持了原型线的形状精度和光顺效果, 而且确保了三族型线之间两两交织, 为后续的模具曲面造型和光顺创造了条件。

三维型线重构法可以构造模具曲面的三维网格结构, 并同时解决型线的识别问题。该方法的主要优点是网格结构的控制和修改方便。

3 基于模具曲面三维重构方法的精密抛光系统分析

3.1 精密抛光系统

基于模具曲面三维重构方法的精密抛光系统由旋转型膨胀气囊抛光工具、抛光工作台、测速仪、直流稳压电源、气泵、气压控制系统、Motoman-HP20型工业机器人和计算机等组成[3], 如图1所示。抛光过程中, 抛光工具通过连接板与Motoman-HP20型工业机器人的执行末端固接, 在三维空间内移动和旋转。机器人抛光系统不仅能基于示教模式或编程控制自动抛光平面或自由曲面, 而且在抛光过程中能方便地改变抛光工具的旋转速度和橡胶气囊的内部压力。

3.2 复杂模具自动抛光曲面的编程控制及其加工实现

复杂模具曲面三维型线网格结构的程序编制流程如图2所示。

模具二维的型值表和型线图通常是用AutoCAD绘制的.dwg格式文件, 通过格式转换, 将其转变为UG下统一的.prt格式文件。二维型线经编辑后, 首先通过菜单调用坐标变换模块子程序, 采用人机交互的方式, 实现三维坐标原点的设定、比例的设定、参考点的指定、二维型线的选取, 然后由程序自动实现二维型线的命名、平移和旋转, 最终生成模具曲面三维型线网格结构。

在复杂模具自动抛光曲面的编程控制下, 曲面抛光软件系统结构模型如图3所示。该模型依次由4个模块 (数据预处理模块、模具曲面CAD模块、模具曲面CAM模块和抛光加工模块) 构成。其中曲面三维重构造型模块和数控编程模块均在CAD/CAM的系统支撑软件环境下运行, 因此共享统一的数据库, 两模块之间可以进行无数据交换的自由切换, 从而实现了复杂模具曲面CAD/CAM的无缝集成。

当以最终的抛光零件 (模具曲面) 的信息文件作为蕴涵各种设计和加工信息的广义文件时, 模具三维曲面的生成过程可以看作是一系列文件的形成过程, 是一种文件流 (或信息流) 。模具曲面加工的输入文件 (二维的模具型线图和型值表) 经4个模块处理后, 依次生成4个模具三维曲面的加工文件 (模具曲面数据文件、模具曲面三维曲面、抛光加工G代码、模具曲面) , 这4个不同的模具曲面加工文件分别处于不同的加工阶段, 蕴涵不等的模具曲面加工信息。

为了检验面向精密抛光的复杂模具曲面三维重构方法的适用性, 进行了一组试验, 结果如表1所示。试验基本条件如下:球形橡胶气囊的直径为40mm, 磨料为金刚石研磨膏, 橡胶气囊表面覆盖的抛光布为SUBA400, 凹形曲面工件为模具钢Cr12MoV, 其原始平均表面粗糙度Ra为0.675μm。

4 结论

(1) 提出了面向精密抛光的复杂模具曲面三维造型方法, 基于该方法利用UG能得到模具曲面的三维型线网格结构, 所形成的三维型线网格不仅高度保持了原型线的形状精度和光顺效果, 而且确保了三族型线之间两两交织, 为后续的模具曲面造型和光顺创造了条件。

(2) 分析了复杂模具的造型原理及其加工实现, 即三维造型在精密抛光中的协作适应问题, 模具曲面加工的输入文件 (二维的模具型线图和型值表) 经过模块处理后, 依次生成4个模具三维曲面的加工文件 (模具曲面数据文件、模具曲面三维曲面、抛光加工G代码、模具曲面) , 这4个不同的模具曲面加工文件分别处于不同的加工阶段, 蕴涵不等的模具曲面加工信息。

(3) 应用本文提出的面向机器人精密抛光系统的复杂曲面三位重构方法能提高精密抛光技术精加工复杂模具的效率和降低生产成本。

参考文献

[1]王永光, 赵永武, 吴燕玲, 等.超精密抛光材料的非连续去除机理[J].中国机械工程, 2007, 18 (9) :1032-1035.

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[3]计时鸣, 金明生, 张宪, 等.应用于模具自由曲面的新型气囊抛光技术[J].机械工程学报, 2007, 43 (8) :2-6.

[4]张学成, 戴一帆, 李圣怡, 等.磁射流抛光的射流稳定性分析[J].中国机械工程, 2008, 19 (8) :964-968.

[5]Walker D D, Brooks D, King A, et al.The Preces-sions Tooling for Polishing and Figuring Flat, Spherical and Aspheric Surfaces[J].Optics Ex-press, 2003, 11 (8) :958-964.

[6]Yi A Y, Hezlep M, Pol T.A Computer ControlledOptical Pin Polishing Machine[J].Journal of Mate-rials Processing Technology, 2004, 146 (2) :156-162.

[7]Farin G.Curvature Continuity and Offsets for Piece-wise Conic[J].ACM Transactions on Graphics, 1989, 8 (2) :89-99.

篇4:大型复杂模具

关键词:UG软件;塑料模具;应用设计;有效策略

中图分类号:TQ320.52 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)24-0048-02

随着我国社会主义市场经济的快速发展,我国工业化水平和质量也不断提高,塑料模具作为工业加工和生产的重要组成部分,它设计的好坏直接影响了塑料产品加工质量的优劣,同时也能够反映出设计水平的高低,可见,塑料模具设计对于整个工业制作的必要性和重要性。由于UG软件具有辅助功能和设计功能,将UG软件在复杂塑料模具设计中的应用,能够有效提高塑料模具的性能,而且UG软件经过多年的发展和版本更新之后,设计越来越趋于便捷化和人性化,因此在软件中,UG软件倍受模具设计人员的喜爱,得以在复杂塑料模具中广泛应用。

1 UG软件的具体内涵及其特点

1.1 UG软件的界定

UG软件英文全名为Unigraphics,它是由西门子软件服务的商家研究开发的,UG软件的主要功能就是可以为塑料模具提供一个很好的虚拟设计制造环节,而且还能在UG软件内部对塑料模具的设计进行检测。UG软件的具体内涵就是一个利用计算机进行辅助制造和设计的一种软件,在20世纪70年代左右,UG软件第一次被应用在制造业设计中,当时由于计算机并未得到广泛的普及,UG软件的应用范围相对而言也受到一定的制约,随着全球科学信息的快速发展,计算机的性能和功能都得到了极大的发展,UG软件也逐渐得到了推广和应用,如今UG软件已经更新换代到第八个版本,在各种制造业中都得到了良好的应用。

1.2 UG软件的特点

UG软件在塑料模式设计的应用只是其应用的一个方面,UG软件内部设置了很多模具制造的模板,设计人员可以根据这些模板的功能,充分详细的了解塑料模具的设计情况,它作为大型CAD/CAE/CAM其中的软件之一,能够全面实现模具设计、装配、辅助模具制造、绘图等,还能够设计比较繁琐复杂的塑料模具。

2 目前UG软件在塑料模具设计中的应用方法

现阶段UG软件在塑料模具设计中的应用主要包括以下几个内容:脱模方向的设计、塑料模具的具体布局、开口及孔的修补设计、分型线和分型面的设计、镶块及侧轴芯的设计、以及型芯和型腔镶块的设计。

塑料模具是塑料制品生产的基础,随着塑料制品的广泛应用,其重要性和可靠性被越来越多的专家和学者所认可,UG软件为此也单独开创了一个塑料模型导向板块,这个板块是专门根据塑料模具的需要设计的,应用UG软件在塑料模具开发的专业的板块,这里集合了场合塑料的零件以及框架,很多塑料制品的零件和框架都可以在这个软件中找到,塑料模具设计人员在实际操作和设计中都可以找到,如果没有完全一样的零件,也能找到替代或者相似的零件,UG软件会根据塑料零件的参数进行微调整,然后完成塑料模具的整个设计,除此之外,UG软件模块还能根据塑料模具的设计流程进行更改和优化。由此可见,UG软件不仅能够提高塑料制品设计人员的自身水平和专业技术素养,即便没有经过过多的技术培训,也能设计出复杂的塑料模具,而且UG软件还能够缩短塑料模具的设计时间,这些都是UG软件在塑料模具设计广泛应用的重要原因。

3 现阶段UG软件在塑料模具设计中的应用探究

3.1 UG软件在塑料模具设计中的观念

UG软件在塑料模具设计的应用过程中,应该首先理顺塑料模具设计的目标,先要对塑料模具的总体设计进行深入的探究和分析,然后再利用UG软件计算出或者绘制出塑料模具的形态,然后利用UG软件中内置的塑料模具导向板块,对整个塑料模具的结构进行设计。在进行塑料模具加工的过程中,也要利用UG软件进行必要的计算机辅助制造功能,对整个输出的塑料模具的加工制作参数,实现塑料模具设计生产。

塑料模具设计普遍对外形有很高的几何要求,随着我国加工制造业的精细化程度的不断提高,使得塑料模具的繁琐复杂程度也逐渐增多,UG软件也从很大程度上提高了塑料模具的设计复杂性,设计人员可以通过UG软件内置板块简化塑料模具的整体设计过程,而且还可以根据塑料模具的不同设计的需求,在UG软件中设计一个三维立体模型,根据UG软件的内部导向,制定一个合理的塑料模具设计方案,建立生成一个完整的塑料模具。

3.2 UG软件在塑料模具设计过程中应注意的问题

针对复杂塑料模型设计,在分型线确定以后,首先要考虑塑料加工工序、电极的制作过程,其次还要考虑塑料模具中谁能够当做定模、谁能够当做动模,最后还要考虑塑料模型加工的外观情况,使得塑料模具制作后能够顺利脱模。这些都是UG软件在塑料模具设计过程中应该注意的问题,塑料模具型芯作动模、内表面的塑料模具脱模方法,确保塑料模具能够光滑而且不留任何痕迹。在塑料模具设计过程中尤其应该注重抽芯、镶块等问题,镶块应该留在塑料模具的动模上,必须结合动膜二者紧密结合,才能防止在塑料制品的成品上残留痕迹。

3.3 UG软件在塑料模型设计中的具体操作

传统的UG软件的应用板块是根据塑料模具设计的实际形态,操作人员画出一个三维立体的方案图,塑料模具设计的首要环节就是绘图,根据UG软件内部的零件,挑选出一些塑料模具成品,针对其进行一定的调整和修改,再根据塑料模具零件进行合理的重组,然后得到塑料模具的三维立体模型。

绘图环节完成之后,再利用UG软件内置的塑料模型导向板块,对塑料模具的规格进行必要的分析和选择,在规格设计的过程中,还要考虑塑料模具的具体尺寸和模具的坐标,还要考虑塑料模具的自身的特定,进行必要的设计。

例如:电熨斗塑料壳设计,首先应该注意的问题就是脱模方向,根据手握塑料造型的内外大小,决定脱模的方向设计,同时还要考虑脱模角度的大小设计。又如,UG软件设计的彩色塑料制品,一般收缩率设计成为1.005左右。

此外,塑料模具的收缩设计也是至关重要的,收缩设计还要根据塑料模具的具体实际情况而设置,当所有塑料模具参数都设定成功之后,就直接进入塑料模具的处理分析阶段,对于塑料模具的分析处理,UG软件中也有一个单独的操作板块,就是注塑模具分析处理板块,通过对不同塑料模具进行压力等多种状态测量分析,就能得到模拟生产的塑料和有效资料,然后进行塑料模具的模拟生产和分析,这样能够及时发现塑料模具设计过程中存在的问题和不足,积极寻找有效的解决方法,从而确保塑料模具能够一次完全生产成功。

3.4 以电熨斗塑料壳体为例分析UG软件在塑料模具的应用

近年来,由于塑料制品具有质量较轻、手感较好、价格低廉、生产简单方便等优势,已经在社会中的各个领域中广泛应用,尤其是家用电器产品居多,下面就以电熨斗的塑料壳体为例进行分析。

电熨斗塑料壳体造型复杂、奇特、而且曲面较多,将塑料模具转化为实际应用产品过程比较复杂。电熨斗壳体设计首先要利用UG软件分析其脱模方向,然后调整其收缩率,根据电熨斗壳体曲面的整体结构比较复杂,对于分型界面和分型线的设计和确定有一定的难度,基本上利用UG软件采用修补分模法或者分模修补法。

当修补工作完成后,利用UG软件中Parting Lines命令来进行分型界面和分析线的设计,按照步骤,UG软件会自动保存设备和电极之间的数据,然后自动按照提示一步一步的操作下去,直到最终完成。在电熨斗壳体凹处还要加入侧抽芯设计机构,将动模板与固定的板块二者相连接,当侧抽芯抽出以后,镶块也会随着顶针一起被顶出,这样电熨斗的壳体模具自然而然就会脱落,然后利用UG软件进行开模工作。

当需要合模的时候,UG软件会操控镶块和顶针使二者在回拉的作用下,进行复位操作,进而侧抽芯进行二次复位,最终完成合模的所有工作,进行下一次的注塑工作。

4 结 语

综上所述,现阶段工业制造生产过程中,塑料制品等相关产品的应用十分广泛,随着我国塑料行业自身的不断向前发展,塑料制品的应用范围还在逐渐扩大,塑料模具作为塑料加工过程中的基础环节,在塑料制品加工过程中发挥了重要的作用。

随着新型计算机设备的出现和实用,传统的塑料模具设计方法已经不能满足现代塑造制造业的需要,因此越来越多的新型模具设计软件被研制出来。

在众多软件中,UG软件成为一枝独秀,由于在UG平台上能够顺利进行结构、造型复杂繁琐、满足外观要求很高的需求,根据其制造出塑料模具,而且操作方法较为便捷,具有制作周期短、快捷、方便、高效等优点,对整个塑料模具的设计和制作过程起到了重要的作用,值得推广使用。

参考文献:

[1] 潘春荣,罗庆生.基于UG软件CAD/CAM功能的应用研究[J].机械设计与制造,2010,(1).

[2] 陆劲昆,初利宝.UGNX1.0注塑模具设计[M].北京:大学出版社,2002.

[3] 许发樾.模具制造工艺与装备[M].北京:机械工业出版社,2003.

[4] 盛永华,唐小琦.UG在铸造模具设计中的应用[J].模具技术,2006,(3).

[5] 张桂侠.基于UG的注射模CAD系统研发与应用[J].模具工业,2009,(4).

[6] 李斐,王艳萍.基于UG6.0的注塑模具的快速设计与加工技术[J].塑料科技,2011,(2).

篇5:大型复杂模具

1 UG软件的主要特点

UG软件不仅能满足于实现模具造型结构等的设计、制造以及绘图装配等, 还能对繁琐复杂的塑料模具进行设计。直接利用UG CAD建立产品的三维模型, 再根据三维模型对其结构进行设计和优化, 以3D数据为基础, 数据库和文件的传输格式是统一的, 这就给信息的集成以及数据的共享提供了条件, 在快速提高设计效率的同时, 也极大程度地保证了质量, 降低了成本[1]。

2 UG软件应用于复杂塑料模具设计中的意义和方法

2.1 在复杂塑料模具设计中应用CAD/CAM系统的意义

塑料模具设计的关键是模具结构的设计是否合理, 这会对产品质量的好坏产生十分直接的影响, 同时也要考虑其是否能对金属材料的特性加以替代, 加工工艺的特性如何等。传统的模具设计是通过手工和经验设计, 并且加工的手段有一定的缺陷, 会有以下问题出现:

(1) 一旦模具的结构复杂, 就会增加在设计过程中手工进行分析与计算的时间, 往往还很难达到技术上精确严格的要求。

(2) 手工设计的图纸是二维的图纸, 并不能直接用在数控加工中, 这也导致了模具的生产周期很长, 模具的精度很难达到。

(3) 用传统的绘图工具对模具图进行绘制, 工作强度大, 且费时费力, 绘图时间占据设计时间的比重较大, 造成设计效率低。

而上述问题通过UG软件就得到了很好的解决。计算机的计算效率很高, 利用UG软件能够提高分析计算能力, 对设计的结果进行优化。设计者可以根据设计的意图选取合适的建模模型, 模具的设计工作完成以后, 会自动地对设计图纸进行绘制, 生成数控加工程序, 最大限度地缩短了模型设计与加工制造的时间, 实现了塑料模具设计制造的一体化, 模具设计的质量和加工精度都得到提高, 进而提高了生产的效率。

2.2 UG软件在复杂塑料模型设计中的应用方法

UG软件开创了一个塑料模型导向模块, 该模块是根据塑料模具的需求来设计的, 包括很多塑料的零件以及框架, 以便于工作人员在设计和实际操作中可以找到。即使没有相同的, 也能够找到替代或者相似的零件, 然后利用UG软件对其参数进行微调, 最后完成整个的设计过程。同时UG软件的模块能够根据塑料模型的设计过程进行有效的更改与优化。

3 UG软件在复杂塑料模型设计中的应用

3.1 UG软件在复杂塑料模具设计中的具体操作

首先要输入的是塑料制品的产品图或者是产品的样件, 根据图纸的尺寸大小或者是测绘样件的尺寸, 建立三维实体的模型, 并且根据客户对性能和精度要求, 以及对外观美感的需求进行修改。无论是怎样的文件类型和造型形式, UG都能够对其进行处理, 不仅能将曲面缝合成实体, 也可以从实体中将表面提取出来。塑料制品的输入模块是模具设计的核心, 而且可以被工艺设计与计算和模具设计灵活地调用。

完成对模型建立以及对图形的设计之后, 就需要对模具的规格进行分析和选择, 同时考虑其具体尺寸, 模具的坐标以及自身的特性, 如各种材料的各个性能参数等。工艺参数的选定对注射产品的优劣有一定的作用。通过已经设计好的三维实体信息对型芯面和型腔面进行选定, 并综合考虑材料的收缩率和机械加工的精度等。确定型芯面和型腔面的尺寸以及其他相关的尺寸时, 需要将三维实体进行一定比例的放大[2]。

而模具的结构设计是模具设计CAD系统的关键所在, 该模块对工艺设计和计算模块产生的信息进行处理, 通过交互式的方法对模具的各个装置以及产品的三维实体造型进行设计。首先确定模具的方案, 根据注射件特性和精度要求, 确定合适的模架和型腔材质, 要考虑到成型后的收缩率。UG的一个单独的操作板块能对不同的塑料模具进行压力等状态测试, 通过对得到的资料进行模拟生产和分析, 及时发现设计中的问题和不足。接着对模具的装配和零件进行设计, 然后根据装配以及零件设计模块生成实体造型图等。

最后进行数控加工, 要根据零件的特点对数控加工工艺进行拟定, 根据数控加工工艺对CAD模型进行修改, 同时在进行数控加工之前, 利用仿真功能对加工效果进行模拟, 以求达到最优的效果。

3.2 具体分析UG软件在塑料模具中的应用 ——以电熨斗的塑料壳为例

塑料制品由于其质量轻、手感好、价格低等优势, 广泛应用于家用电器的产品外壳中。电熨斗的塑料外壳造型较为复杂, 且有很多曲面, 所以从塑料模具转化为实际的应用是一个较为复杂的过程。要考虑其脱模的方向, 同时需要对收缩率进行调整;电熨斗外壳的曲面结构整体看来比较复杂, 所以对于分型界面和分型线的设计以及确定有一定难度, 可以利用UG软件中的修补分模法来完成修补工作, 然后借助于UG软件中的Parting Line命令进行分型界面和分型线的设计。UG软件会对设备和电极之间的数据进行保存。电熨斗的壳体有凹处, 所以要加入侧抽芯设计机构, 以便模具的自然脱落, 然后利用UG软件进行开模工作。需要合模时UG软件会对镶块和顶针进行操控, 对二者进行回拉然后进行复位, 完成合模的所有工作以进行下一次的注塑工作。

4 结语

这些年来塑料行业在一直不断地向前发展, 塑料制品的应用范围在不断扩大, 复杂程度也因需求的增加而逐渐加大。计算机辅助和设计软件的出现弥补了传统塑料模具设计方法存在的缺陷和不足, UG软件功能强大, 在UG平台上能够较为轻松地完成造型复杂、对外观要求较高的模具, 并且设计生产周期随之缩短, 生产效率增加。操作方法较为便捷, 具有很多针对性强、人性化的模块, 极大地优化了塑料模具的设计过程, 值得在复杂塑料模具的设计和制作中加以推广。

参考文献

[1]贾世疆.UG软件在复杂塑料模具设计中的应用[J].塑料工业, 2005, 33 (9) :36-38.

篇6:浅析大型复杂信息系统的管理方法

关键词:信息系统;大型复杂项目管理;信息系统管理

中图分类号:TP315

1 大型复杂新信息系统管理的重要性

1.1 大型复杂新信息系统的特点

信息系统是由计算机硬件、网络和通讯设备、计算机软件、信息资源、信息用户和规章制度组成的以处理信息流为目的的人机一体化系统。而所谓大型信息系统是由若干功能不一、结构各异的工程信息系统所组成的,一般具有工程量大、投资多,技术复杂,时间紧迫,质量要求高等特点。

1.2 大型复杂新信息系统管理的目的

大型信息系统由于其复杂性、庞大性以及重要性,对所有参加建设的组织和管理者都提出了更高的技术要求和管理要求,加强管理方面是大型信息系统是为了在实际开发和工作中,如果遇到了很多困难和难题,通过对项目的计划、实施和执行的综合管理,来对项目过程中的问题进行良好的解决,使系统在一个预期时间内能正常地发挥其应有的作用,产生其应有的效益。

2 大型复杂信息系统的管理方法

2.1 信息系统安全保密管理

2.1.1 防范入侵行为。如今网络化已经非常普及,但是其中也会给信息系统带来很大的安全隐患。其中比较重要的就是网络非法入侵行为。对于大型复杂信息系统来说,它采集了企业拥有的人力、物力、财力、设备、技术等资源,如果遭受入侵,就会造成很大的损失。所以为了防范网络病毒的入侵,可以在信息系统和核心交换机之间增加入侵检测系统,实时地监控和分析网络中传输的数据文件,一旦有可疑的数据包立刻拦截并且进行攻击检测,如果检测确认为入侵事件后立刻上传到安全管理中心,并且切断异常主机与信息系统之间的通信,保护信息系统的服务器不受侵害。当异常主机确认回复正常后,再恢复其与信息系统的通信,保证信息之间传递的安全。

2.1.2 数据库安全管理。在进行大型复杂信息系统运行之前,先要确定数据库时候安全,因为里面存放着大量有关信息系统的资料,所以最重要的是要进行数据库管理。其中首要确认的是对数据库用户注册及相关安全管理。其次是及时制定并实施数据库的本分及恢复计划,根据备份计划进行数据库数据和配置备份,并检查数据库备份是否成功。再有要定期对数据库版本进行更新,安装补丁等进行完善。最后要实时检测有关数据库的告警,并检查数据库的系统日志,及时提出解决方案。

2.2 大型信息系统的应用管理

2.2.1 大型复杂信息系统的计划过程管理。大型复杂信息系统不同于一般系统,就是在制定活动计划之前,必须先考虑过程计划,也就是确定用什么方法和过程来完成。由于信息系统的子系统多,结构复杂,涉及的开发团队较多,需要制定信息化管理指南,文档模板和相关检查和评审表来统一大家的工作方式和管理过程。其中,管理指南统一约定了系统的工作流程与方式,将系统管理划分为计划、开发、实施、运维等几个过程,并对每个过程设置了评审节点。而且由于系统干系人较多,沟通复杂,还需制定系统的沟通管理计划,对系统进行评审沟通,方便改善不足。

2.2.2 大型复杂信息系统的实施和控制过程管理。大型复杂信息系统的执行过程主要指按照预定的过程进行实施,并对过程进行监控,与系统基准进行比较,对于偏差及时纠正。大型复杂信息系统由于划分为各子系统,管理者还需从总体上对各子系统的人员、进度、成本等进行统一协调与匹配。当各子系统见进行了优先级排序,统一协调后,才能良好配合,合理的利用资源。在大型复杂系统中,由于涉及多方的共同协调,因此必须对变更统一控制,否则会导致项目执行中的大量混乱,即外部变更和内部偏差所引起的变更必须遵循变更控制流程来作用于系统。其流程是对建议的配置项变更作出评价、审批和监督已批准变更的实施。

2.3 信息系统风险管理方法

现如今是一个网络发达,环境复杂的社会,因此在信息系统的建设和实施必然会受到各种内部和外部因素的影响,存在着许多不确定的因素。这些不安因素,在信息系统的建设中也许不会凸现出来,但是它却隐藏其中,难免在日后的工作中产生各种问题,给企业造成不可挽回的巨大损失。为保证企业信息系统的安全,就需要做好信息系统的风险管理,充分了解和掌握信息系统从建设到实施的过程中可能存在的风险,并选择适当的技术和方法来进行预防,除此之外在必要时也可以及时采取有效措施。

2.3.1 加强对信息系统的组织管理。为了避免人员操作造成的风险,这就要进行管理制度的完善。使其具有较强的可操作性,能够引导人自觉遵守。而且对于违反制度的行为,要严肃处理,做到奖罚分明。同时,还要对员工进行安全教育和培训,提高安全意识,了解信息安全方针和管理层对于信息安全的重视程度。使员工养成严谨的工作作风,提高事故的判断、预测和处理能力,减少因错误操作而造成的损失。

2.3.2 采用集群技术对信息系统进行加固。信息系统的正常运行除了需要一个安全的环境外,还需要一个稳定的服务器。这就要采用集群技术,是为了避免在只有一个服务器支持信息系统的运作下,一旦服务器出现故障,会对信息系统造成影响,甚至会造成严重损失。采用此技术后,当其中一台服务器出现故障时,集群服务器会重新定向到集群中的另一台服务器,以保证用户对重要数据的不间断访问和信息系统的正常运行。除此之外,在服务器多CPU运行下可以保障系统高效、可靠、安全的运行,平衡额外的工作负载以优化信息系统性能。

3 大型复杂信息系统管理所面临的问题

3.1 过度关注传统信息系统管理模式

虽然,已有越来越多的人开始关注如何加强大型复杂信息系统的管理,但是普遍还是停留在传统信息系统管理模式上,这就很难使得项目在规定时间内,达到预期效果。复杂系统需要由复杂性理论和方法来处理,这也正是基于硬系统理论的传统信息系统管理应对大型复杂信息系统管理的局限所在。在很多项目中,预算超支、进度滞后或项目目標没有实现是常有的。

3.2 不注重信息系统中资源的管理

网络化的信息系统是通信网、计算机网和信息资源网及应用软件的总称。无论是整个国家,还是某个企业,其信息系统都是由这几部分组成的。但长期以来,许多大型信息系统建设都陷在“重通信、计算机和应用软件,轻信息资源”的误区之中。据对我国大型企业计算机应用情况的调查表明,以往的计算机信息系统,大多数是分散。独立开发的。其中多数系统普遍缺乏信息资源组织管理,缺乏规范化,导致信息不一致、共享程度低、处理不及时、传递延误等问题。

4 结束语

现代信息系统的开发建设已经入了一个新的阶段,即具有须有复杂、规模庞大、周期较长、技术密集等特点。因此,能否结合系统实践理论的要求,在所应用的项目中合理运用,在预期时间内达到满意的效果,最重要的因素就是信息系统的管理方法理论。所以要不断的去加强完善大型复杂信息系统的管理体系,才能使之更好地应用。

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篇7:大型复杂模具

内高压成形是以管材为毛坯, 在内压和轴向补料联合作用下, 使管材成形为所需形状的先进制造技术。从零件截面形状看, 可以把管材圆截面变为矩形、梯形、椭圆形或其他异型截面。由于使用乳化液作为水传力介质, 因此又称为管材液压成形或水压成形。内高压成形件能够实现以空心件替代实心件、以变截面取代等截面、以封闭截面取代焊接截面, 比冲焊件减轻15%~30%, 大幅度提高了刚度和疲劳强度[1,2,3]。20世纪80年代初, 德国和美国的研究机构系统地开展了内高压成形基础理论、工艺及应用的研究, 并从20世纪90年代中期开始在汽车工业大批量地应用该项技术。欧美年产均达5 000余万件, 新型轿车的50%结构件为内高压成形件, 主要应用范围包括底盘、车身及排气管件。

哈尔滨工业大学苑世剑及其领导的团队系统地开展了内高压成形机理、工艺、模具及设备关键技术的研究。首次提出将内高压成形分为变径管、弯曲轴线管和多通管三大类零件的成形, 针对三类零件变形特点系统地研究了薄壳变形规律和弹塑性失稳机理;揭示了内高压成形缺陷形成机制及加载路径的影响、应力状态和壁厚变化规律以及圆角充填行为, 发明了皱纹控制和内凹形预制坯降低整形压力等原创性工艺技术[4,5,6,7]。内高压成形设备与模具是

实现内高压成形技术在工业生产大批量应用的关键, 针对国外对内高压设备垄断和对内高压成形关键技术严格封锁, 造成生产用大型设备和模具价格极高, 影响自主品牌汽车应用内高压零件的情况, 哈尔滨工业大学经过十余年努力, 攻克了大型数控内高压成形设备和液压冲孔复杂模具的关键技术, 研制出系列化大型数控内高压成形机和带多个液压冲孔的复杂生产模具, 并在汽车结构件批量生产中得到了实际应用[8,9,10]。本文主要介绍哈尔滨工业大学近年来在内高压成形设备、模具和工业应用方面取得的最新进展。

2 大型内高压成形装备的研发

2.1 大型内高压成形设备

根据国内液压机制造技术基础, 哈尔滨工业大学将内高压成形机分为合模压力机和内高压成形系统两大部分。哈尔滨工业大学重点开发了通用内高压成形系统, 包括高压源、水平压机、液压系统、水压系统和计算机控制系统等5个部分 (图1) 。内高压成形系统可配置于多种类型的合模压力机上, 为内高压成形机制造提供了高效的解决方案。经过近10年的努力, 哈尔滨工业大学攻克了超高压建立及高压水介质传输、超高压与多轴位移闭环实时控制、数控系统软件开发等设备关键技术, 其中超高压建立与介质选择最为关键。内高压成形系统的核心是工业控制计算机, 以独立开发的内高压成形控制软件采集系统反馈信号、发出动作指令。控制软件的主界面包括加载曲线窗口、功能按钮区、进度显示区和状态显示区等4个区域。通过该软件可预设内高压成形加载曲线, 并按照设定的动作顺序自动控制每个工艺循环;在工作中可实时显示和监控系统反馈回来的实测加载曲线, 并监测各关键控制阀的进/出口压力、填充泵和补液泵的工作状态等信号, 便于操作者观察、调整。计算机控制系统是内高压成形机的核心, 对内高压成形生产效率起到关键作用, 标志着内高压成形机的技术水平。

到目前为止, 先后开发了具有400 MPa高压系统的1 000 t、2 000 t、3 000 t及5 000 t等系列的内高压成形机。为国内汽车主机厂及零部件厂研制了多台生产用大型内高压成形机, 替代进口设备, 用于汽车底盘等关键零件的大批量生产, 生产节拍为40~60 s/件。图2为哈尔滨工业大学为国内汽车行业开发的大吨位内高压成形机, 最大合模力达到55 000 k N、最高成形压力为400 MPa。内高压成形过程包括以下动作:a.闭合模具;b.充液;c.执行工艺曲线;d.卸内压;e.开模。整个过程实现全自动控制, 生产节拍为40 s/件。

2.2 系列化内高压成形机

经过10多年的研发, 哈尔滨工业大学在内高压成形设备方面已经形成系列化、标准化。从小型生产线包含的1 000 t内高压成形机、到中型生产线包括的2 000 t、3 000 t内高压成形机、再到大型内高压成形线包含的5 000 t内高压成形机, 以及目前即将研制完成的6 000 t内高压成形机, 逐步形成了系列化, 常见规格的内高压成形机技术参数见表1。

3 内高压成形批量生产的模具技术

3.1 复杂液压冲孔模具

对于空心变截面结构件而言, 根据装配需求或工艺要求, 结构上需要一定数量的孔。由于构件为封闭截面, 因此传统冲孔工艺的凹模无法伸到管件内部实现支撑, 除了通过激光切割、机械加工等工艺实现支撑外, 目前多采用液压冲孔工艺。液压冲孔就是在内高压成形结束时, 在管内液体压力的支撑作用下, 利用冲头将管壁材料分离的一种冲孔方法, 如图3所示。内高压成形模具需实现同步液压冲孔, 对于副车架之类的零件, 在内高压成形后、卸压之前, 利用内部高压液体作为支撑凹模, 采用冲头同步冲孔, 具有效率高、定位精度高和断口质量好等优点;但需要十余个液压冲孔缸同步动作, 难度较大。哈尔滨工业大学采用开关装置分别控制多个液压冲孔缸, 在液压冲孔缸内通过特殊测试装置控制液压冲孔活塞同步运动, 突破了多路同步液压冲孔模具的关键技术。图4是为某汽车结构件开发的大型复杂多孔内高压成形模具。

3.2 模具的应力和变形

设计完成后的内高压成形模具首先进行了应力和变形有限元分析, 校核模具的变形和应力强度。为某汽车结构件开发的大型复杂多孔内高压成形模具, 设计完成后模具的应力和变形校核结果如图5所示。

3.3 产品回弹和尺寸精度

图6为矩形构件回弹前、后的宽度尺寸和高度尺寸随内压、合模力变化的曲线。由图6a可知, 考虑回弹时, 内压值较小时, 矩形构件的宽度尺寸随着内压的增大逐渐减小, 宽度尺寸数值>不考虑回弹时的数值;内压超过一定值后, 宽度尺寸才随着内压的增大逐渐增大, 回弹之后的宽度尺寸<回弹前的尺寸;随着内压的增大, 回弹前、后的宽度尺寸差先是负值, 然后变为零, 增大到一定值后回弹量逐渐减小。由图6b可知, 考虑回弹时, 内压值较小时, 高度尺寸随着内压的增大略有减小, 内压超过一定数值后, 高度尺寸随着内压的增大逐渐增大;随着内压的增大, 回弹前、后的高度尺寸差逐渐减小。

以某自主品牌越野车开发的内高压成形前支梁为对象, 研究在相同内压和合模力工艺参数下, 大批量生产时产品尺寸精度的稳定性。选择图7a所示的矩形截面A、B的宽度尺寸和高度尺寸进行分析。图7b~图7e为矩形截面宽度尺寸和高度尺寸的精度分布概率, 从图中可以看出, 所有尺寸满足设计公差±0.5 mm的要求。

3.4 数值模拟应用

随着计算机技术的不断发展, 数值模拟及优化技术在内高压成形工艺开发阶段具有越来越重要的地位。应用模拟仿真、试验测试等手段, 在拟实的环境下模拟内高压成形过程, 显示材料在内高压成形过程中的形状、尺寸及缺陷的演变情况, 预测成形结果, 达到优化工艺设计的目的。经过多年研发, 出现了一批专用于内高压成形工艺模拟的商业软件并获得了广泛应用, 如DYNAFORM和PAM-STAMP等, 已逐步成为内高压成形工艺研发的重要手段和方法。尤其在工艺开发和模具开发等环节, 通过数值模拟的辅助作用可以有效缩短设计开发周期, 提高准确性。下列工作都可以通过内高压成形数值模拟来实现:a.内高压成形工艺的设计和优化 (图8a) ;b.内高压成形工艺加载路径的优化 (图8b) ;c.内高压成形工艺过程的仿真 (图8c) ; (4) 内高压成形模具应力和变形分析 (图5) 等。

4 内高压成形技术的产业化应用

4.1 产业化基地的建设

随着哈尔滨工业大学在内高压成形工艺关键技术创新和大型批量化生产设备研制方面的发展, 近年来, 为国内自主品牌轿车底盘和车身内高压成形件的制造提供了大吨位内高压成形设备与批量化生产模具, 促进了国内自主品牌轿车整车竞争力的提升。截止2014年6月, 已经在国内建立了7个内高压成形产业化示范基地, 建成12条内高压成形生产线, 形成1 000 t、2 000 t、3 000 t、5 000 t等系列化, 年生产能力达到300万件。

4.2 汽车内高压零部件的批量生产

内高压成形技术应用的主要行业有汽车、航空航天、自行车和管路等。其中汽车领域是内高压成形技术应用最广泛的行业, 截至目前为止, 哈尔滨工业大学已经为国内多家汽车主机厂开发了不同类型的内高压成形产品, 主要应用单位包括一汽、北汽、宝马和长城等主机厂, 目前产业化应用已经超过300万件;产品主要类型包括:a.底盘类零件, 包括副车架、后轴、纵梁和保险杠等;b.车体构件, 包括仪表盘支梁、散热器支架、座椅框、上边梁和顶梁等;c.发动机与驱动系统, 包括岐管和排气管件、凸轮轴和驱动轴等;d.转向和悬挂系统, 包括控制臂和转向杆等, 见图9。

5 结论

a.内高压成形是制造汽车轻量化零件及实现车体减重的主流技术之一。

b.哈尔滨工业大学自主掌握了内高压成形工艺、仿真、模具和设备关键技术, 在工艺和仿真技术方面有所创新, 具备了全尺寸零件和设备研制能力, 实现了一定批量的实际应用 (汽车、火箭等) 。

c.通过自主技术 (设备、模具) 建立大吨位内高压成形生产线, 实现了内高压成形零件的国产化, 提高了自主品牌轿车的竞争力和零部件企业的技术水平, 为合资品牌轿车降低了成本。

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[9]苑世剑, 何祝斌, 刘钢, 等.内高压成形理论与技术的新进展[J].中国有色金属学报, 2011, 21 (10) :2523-2533.

篇8:大型复杂模具

摘 要: 大型复杂武器系统具有体系结构庞大、技术高度集成、维修保障难度大等特点,该类武器系统的装备保障训练在教学条件、人力资源、训练模式建设方面均有诸多特殊要求,仅依托军队开展相关建设难度大、周期长、效率低。构建科学配套的管理体制、法规制度、训练模式、训练条件,开展军民融合式装备保障训练,发挥军队院校、部队、装备承研承制单位各自优势,有利于提高装备保障训练质量效益。

关键词: 复杂武器系统 军民融合 装备保障训练

一、开展大型复杂武器系统军民融合装备保障训练的必要性和重要性

目前我军武器装备的技术保障训练和技术保障人才培养主要依托军队院校、部队训练机构展开,但随着武器装备更新换代加快、技术集成加速,这种单纯依托军队开展装备保障训练和技术保障人才培养的模式,已经越来越难以适应新装备尤其是大型复杂武器系统快速形成保障力的需要。以陆军典型复杂武器系统——远程多管火箭炮武器系统(以下简称“远火”)为例,该武器系统包含8种装备,涵盖了机械、液压、光电、自动控制等多个技术领域,具有体系结构庞大、自动化程度高、自主作战能力强等特点,但同时,由于该武器系统体系庞大、技术复杂,具有技术保障难度大、训练条件建设周期长、对装备保障人才要求高等特点,给军队院校、部队开展装备保障训练带来一定困难,制约了装备快速形成战斗力和保障力,是目前大型复杂武器装备维修保障训练面临的重要现实问题。

立足我军目前各大型复杂武器系统由多厂家协同、多领域合作、多平台融合研制和保障的现实情况,探索构建由研制生产企业、部队使用单位、军地院校联合组建的军民融合式装备保障训练体系,充分发挥武器系统研制开发单位和军工企业人才密集、技术指向性强、配套资源丰富,军队院校教学理念先进、教学方法手段配套、师资力量雄厚,部队装备系统配套、装备作战运用和保障实践经验丰富等各自优势特点,积极创造资源统建、课题联研、人才共训、技术共享的装备保障训练环境,完善军委统筹、部队牵头、地方协同的训练机制,有利于优化装备保障训练资源配置,节约训练成本,提高训练实效,解决单一的部队自主式保障训练和院校闭合式保障训练与信息化条件下装备保障训练需求不相适应的问题,破解大型复杂武器系统保障能力建设周期长、保障效率低等难题,为装备“两成两力”建设打下坚实基础。

二、科学构建大型复杂武器系统军民融合式装备保障训练体系

大型复杂武器系统军民融合式装备保障训练,是一项涉及社会资源和军队资源分配、社会保障力量和军队保障力量分工的全局工程。必须完善组织管理,健全法规制度,优化训练模式,建设配套条件,构建科学高效的大型复杂武器系统军民融合式保障训练体系。

一是建立逐级衔接的领导管理体制。组织领导科学化是指对参与军民融合式装备保障训练的军地相关机构进行优化整合,对其任务职能进行科学划分,逐步建立起科学高效、逐级衔接、职责明晰的领导管理体制。大型复杂武器系统军民融合式保障训练的运行涉及的领域广、部门多、范围大,需要国家、军队、地方企业各个层面指导与协调,因此,建立完善的组织管理机构,是推进武器装备军民融合保障训练的重要前提。目前我军还没有专职部门和专职人员从事军民融合装备保障训练的组织与管理,部分单位已经开展的类似训练大多通过单位与单位之间自行沟通协调解决。从武器装备军民融合保障训练的现实需要出发,应加快构建宏观层、协调层、执行层逐级衔接的组织管理机构。其中,宏观层,应由中央军委和国务院相关机构共同建立,作为军民融合装备保障训练的统筹管理机构,主要负责军民融合装备保障训练的顶层设计、资源配置、任务区分制度建设等工作;协调层,应由军兵种装备部和地方省市有关部门共同建立,主要负责本军兵种、本地区军民融合装备保障训练的计划拟制,协调指导、监督和评价等工作;执行层,应由部队装备部门军事代表机构、军队院校训练部、装备承研承制单位共同建立,主要负责军民融合装备保障训练计划的落实、训练的组织等工作。通过建立以上各层级的组织管理机构,逐步形成军地一体、上下衔接、职责清晰、分工明确的组织管理体系,确保军民融合装备保障训练的各项事务管理能够落到实处。

二是建立配套完善的法规制度体系。军民融合装备保障训练涉及军队、地方两个领域的沟通,牵涉到军队院校、部队、企业三方的协调,其组织与实施及训练实效都必须有法律法规制度作保证。建立一个纵向成体系、横向成系统的军民融合装备保障训练法规体系,明确责任主体,保障各方利益,推进军民融合装备保障训练才有可靠保证。当前,我国关于军民融合装备保障训练的法规空白还比较多,针对这一现状,从法规体系的完备性来讲,应着力构建三个层次的法规,第一个层次是国家层面的法律,居于主导和支配地位,为实施军民融合装备保障训练和军队制定相关政策提供明确指导;第二个层次是军委、军种和国家部委层次的条令条例、指导意见及相关政策,主要是明确职能、理顺关系,为建立科学高效的军民融合装备保障训练体制机制提供基本遵循;第三个层次是涉及合同商保障的合同、协议、备忘录、手册等,是组织实施军民融合装备保障训练的具体遵循和依据。

三是构建科学高效的训练模式。根据我国武器装备现行装备全寿命周期保障管理体制,大型复杂武器系统列装部队后,质保期内的维修保障和大修,一般都由武器系统承研承制总装厂牵头,由相关装备、子系统研制企业负责组织与实施,这些单位在实装数量、技术资料、维修保障工具设备、维修保障人力资源、维修保障场地、维修保障经验等方面,无疑比军队院校和部队训练机构更有优势。因此,依托承研承制单位开展装备保障训练,将是大型复杂武器系统(尤其是新型武器系统)装备保障训练的重要方式和途径。根据参与保障训练单位数量的不同,依托承研承制单位开展装备保障训练又可分为单一单位独立保障训练和多个单位协作保障训练两种样式:对系统相对简单的武器装备而言,通常由一家装备承研承制单位能够独立完成训练保障任务,应由军方与装备承研承制单位直接签订合同,明确军队院校(或部队训练机构)和承研承制单位在开展装备保障训练中的责、权、利;对大型复杂武器装备而言,当某个装备承研承制单位不能单独完成保障训练时,多应由多个单化配合,分别对装备中的各个分系统开展保障训练,由军方与总装厂组织其他厂商完成各个分系统的保障训练。军民融合式装备保障训练,应坚持军方主导、地方配合,遵循以下基本模式:军队院校(或部队训练机构)负责制定训练计划和总体方案,明确训练需求,并对地方企业的协作事项提出明确、具体的要求,并派出部分授课教员和训练管理人员;装备承研承制单位负责建设提供装备保障训练教学资源,包括训练装备、检修设备、训练场地,并抽调一部分维修经验丰富的工人进行故障案例教学。军队院校派出的授课教员和地方企业抽调的工人教员应根据协议、合同或临时协商的决议,分工协作、相互配合,共同落实教学训练计划、组织教学训练活动、达到教学训练效果。

四是建设系统配套的训练条件。军民融合式装备保障训练的条件建设,应通过优化配置多元化的教学训练资源、采用多样化统筹分工建设模式、运用一体化管理保障手段,确保军地训练资源优势得以最大限度发挥,有效满足装备保障训练条件需求。首先,科学构建教学训练硬件条件。遵循“资源统建、优势互补、集约集优”的基本原则,建立以部队人才培养需求为牵引,各级领导机构统筹规划,军队院校、部队训练机构、地方企业分工协作的训练硬件条件建设机制,根据不同武器系统的装备特点和装备保障训练任务分工,合理构建军队院校、部队、装备承研承制单位“三位一体”的训练硬件条件,确保能够满足装备保障训练需求。以远火武器系统为例,根据该武器系统装备保障人才培养和装备保障训练的实际,部队训练机构主要构建装备日常使用与维护训练条件(如装备操作使用训练场、检修工间等),军队院校负责装备结构原理、一般故障检测维修训练条件(如专修室、模拟训练器、检测适配器、专用维修工具等),装备承研承制单位主要负责建设装备大修配套场地设施(如拆装设备、检测平台、维修车间等)。其次,科学统筹构建教学训练人力资源。以任务需求为牵引,以市场为平台,以合同为纽带,根据各类装备保障训练实际要求,发挥军队院校、部队训练机构、装备承研承制单位在人力资源方面各自的优长特色,灵活采取长期聘用、临时抽组、人才交流、资源共用等模式,筹建集训练管理、教学授课、后勤保障于一体的装备保障训练人力资源体系,这种资源体系可以根据训练任务批次、持续时间等因素合理采用固定建设或临时抽组的形式建设。以远火武器系统为例,在实施军民融合式装备保障训练时,教学人员一般从军队院校和承研承制单位中临时抽组,训练管理人员一部分由承研承制单位的劳资教育处(科)、院校学员队干部、部队装备保障单位干部士官三部分组成,教学保障人员主要由承研承制单位临时派出。

三、加强大型复杂武器系统军民融合式装备保障训练应解决的几个方面问题

大型复杂武器系统军民融合式装备保障训练的组织实施跨越多个领域、涉及军地多个部门,面临经济利益、管理运行等一些现实矛盾问题,必须统筹兼顾、因地制宜,从根本上解决制约军民融合式装备保障训练的体制性障碍和结构性矛盾。

一是坚持军事效益最大化。在统筹使用军队和地方两种资源时,必须坚持军方主导,在军民融合保障训练活动中,地方企业往往追求经济效益的最大化,如果缺乏军方有效的监督管理,地方企业的潜力很难得到有效发挥。因此,必须充分发挥军方的主导作用,遵循军事效益最大化原则,通过军方的组织、计划、协调、监督,加强对地方企业的管理和约束,使地方企业按照需求释放训练保障功能,提高装备保障训练效益。

二是坚持运行规则程式化。要规范训练资源在军地各部门、各领域、各层级的流转程序和运用方式,减少中间环节和冗余行为,提高组织运行的有序性和实效性;要建立完善的组织协调机制,通过定期集中议事、联合协调解决等方式,及时协调处理军民融合式装备保障训练中的重大事宜;要建立运行监督机制,通过常态化的检查监督和过程控制,逐项整改问题和矛盾,推进军民融合式装备保障训练科学协调可持续发展。

三是坚持制度协议标准化。按照体系化建设、横向式集成、标准化接口的原则,逐步建立装备保障训练信息交换、系统环境、物资器材编码等通用技术标准,以及装备保障信息获取、指挥控制、精确保障、综合防护等分项建设标准,并将专利法、保密法、合同法、招投标法等纳入装备保障训练的制度环境中,做到建设发展有规范、任务落实有标准。

参考文献:

[1]李睿,曾德贤.军民融合式装备保障发展目标任务体系构想[J].装备学院学报,2013.12.

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