CAD/CAM技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

王中華

[摘 要]現(xiàn)今，傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)已經(jīng)非常落后，難以滿足市場(chǎng)對(duì)模具的要求，所以新模具設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的開發(fā)和研制迫在眉睫?；谶@種形勢(shì)，模具CAD/CAM技術(shù)得以迅速發(fā)展，并在現(xiàn)代模具生產(chǎn)中占據(jù)重要地位。文章對(duì)CAD/CAM常用軟件進(jìn)行介紹，闡述了CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]模具設(shè)計(jì) CAD CAM

中圖分類號(hào)：R62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）10-0228-01

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，家電、汽車、摩托車等工業(yè)也得以快速發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品在性能達(dá)到要求的條件下，它的外形產(chǎn)生越來(lái)越復(fù)雜的變化，另外，產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度也不斷加快，而模具與這些產(chǎn)品的制造緊密相關(guān)，這就對(duì)模具制造行業(yè)提出了一個(gè)新的要求，要求其能以最高的質(zhì)量、最低的成本、最快的速度進(jìn)行模具生產(chǎn)。因此，模具企業(yè)通過(guò)利用集成制造技術(shù)CAD/CAM和先進(jìn)的管理措施，從而在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)一席之地。CAD/CAM技術(shù)，也就是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以及計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)較為完善。實(shí)踐證明，各種數(shù)控（NC）加工編程問(wèn)題和復(fù)雜形狀模具的造型都得到了很好的處理，實(shí)現(xiàn)了良好的尺寸協(xié)調(diào)性及精度，提高了幾倍生產(chǎn)效率，使產(chǎn)品生產(chǎn)周期和設(shè)計(jì)時(shí)間大大縮短，而且保證提高了模具質(zhì)量，其技術(shù)廣泛應(yīng)用于數(shù)控加工及設(shè)計(jì)復(fù)雜型面模具。

1.CAD/CAM常用軟件概述

1.1 CAD常用軟件

Auto CAD的平面功能已很完善，三維功能不全，故而多作為一個(gè)二維的平面軟件應(yīng)用到相關(guān)行業(yè)。Pro/E具有較強(qiáng)的CAD功能，同時(shí)也具有CAM功能，它主要是作一個(gè)CAD軟件在使用的，非常適用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)。但因?yàn)樵诮＿^(guò)程中各特征的嚴(yán)密父子關(guān)系使得修改特征不那么容易，同時(shí)由于它不支持布爾運(yùn)算和其它局部造型操作，故而其適用范圍受到限制。

Solidworks是一款參變量式三維CAD設(shè)計(jì)軟件，具有表現(xiàn)卓越的幾何造型和分析功能，操作靈活，運(yùn)行速度快，設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單、便捷，在機(jī)械制圖和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域已受到廣大用戶青睞并成為三維CAD設(shè)計(jì)的主流軟件。

1.2 CAM常用軟件

UG是當(dāng)今世界最先進(jìn)的CAD/CAM軟件，采用復(fù)合建模技術(shù)可將實(shí)體建模，曲面建模，線框建模，顯示幾何建模與參數(shù)化建模融為一體，具有強(qiáng)大的復(fù)雜曲面造型建模功能以及CAM能力，支持定軸，多軸和變軸銑削功能，可加工UG造型模塊中生成的任何幾何體。缺點(diǎn)是不允許在零件之間定義約束。

I-deas是高度集成化的CAD/CAM軟件系統(tǒng)。在單一數(shù)字模型中完成從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、仿真分析、測(cè)量直至數(shù)控加工的產(chǎn)品研發(fā)全過(guò)程，附加的CAM部分IDeasCamand可以方便地仿真刀具及機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，并可以對(duì)數(shù)控加工過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制和優(yōu)化。其模型修改允許形狀幾何拓?fù)潢P(guān)系變化，操作簡(jiǎn)便，還支持動(dòng)態(tài)導(dǎo)航、登陸、核對(duì)等功能。它的二維工程制圖（Drafting）功能也相當(dāng)好用，界面窗口友好，工具按鍵形象生動(dòng)，可以繪制任何復(fù)雜形狀的零件，支持GB、ANSI、BS308、DIN、lSO及JIS等繪圖標(biāo)準(zhǔn)。

Mastercam是美國(guó)CNC software公司開發(fā)的基于微機(jī)的CAD/CAM軟件。在CAD方面它可以輕松快捷的構(gòu)建各種二維三維圖形，特別適用于具有復(fù)雜外形及各種空間曲面模具類零件的建模和設(shè)在CAM方面，它提供了各種加工方式以及完善的刀具庫(kù)、材料軍和加工參數(shù)資料庫(kù)，通過(guò)創(chuàng)建可靠、精確的刀具路徑，可以直接在曲面和實(shí)體上加工。以注塑模具為例運(yùn)用Mastercam進(jìn)行模具設(shè)計(jì)與制造的流程如圖1所示：

2.CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用

2.1 大量的三維技術(shù)應(yīng)用到模具的設(shè)計(jì)中

現(xiàn)如今，很多產(chǎn)品的制造與生產(chǎn)都要求極高的美學(xué)欣賞價(jià)值，除此之外還要顧及到產(chǎn)品所用材料的各種性能，在制作時(shí)所用的設(shè)備，產(chǎn)品的數(shù)量，還要考慮到生產(chǎn)產(chǎn)品所需的成本。當(dāng)模具設(shè)計(jì)中應(yīng)用到三維技術(shù)后，就為設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)，提供了更多的選擇，可以根據(jù)三維技術(shù)的特點(diǎn)，迅速的對(duì)于模具進(jìn)行設(shè)計(jì)與制造，為后期的工作提供了基礎(chǔ)。

2.2 CAD/CAM技術(shù)通過(guò)PC平臺(tái)在模具制造與設(shè)計(jì)上的應(yīng)用

進(jìn)入上世紀(jì)90年代后，CAD/CAM 技術(shù)主要采用的是UNIX操作系統(tǒng)，隨著技術(shù)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，各個(gè)軟件的工作站和平臺(tái)都已經(jīng)開發(fā)和應(yīng)用了微機(jī)版，并能根據(jù)不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，做出不同風(fēng)格的軟件。在有些模具的制作和加工中進(jìn)行了大量的編程，同時(shí)獲得較大的收益。

2.3 遠(yuǎn)程技術(shù)在模具制造與設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在模具設(shè)計(jì)與制造中，如果想順利的完成，必然要用到CAD/CAM軟件。但是，這些軟件之間由于各種各樣的原因，數(shù)據(jù)之間不能夠進(jìn)行及時(shí)的交換，因此必須通過(guò)遠(yuǎn)程技術(shù)對(duì)其進(jìn)行合理的集成。傳統(tǒng)的CAD/CAM 集成已經(jīng)無(wú)法滿足模具的設(shè)計(jì)與制造的需要。因此，必須重新研制開發(fā)新的集成。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，包含了各種設(shè)計(jì)需求的高端集成應(yīng)運(yùn)而生，滿足了新形勢(shì)下模具設(shè)計(jì)與制造的需要。過(guò)去，CAD/CAM 軟件使用起來(lái)比較麻煩，各項(xiàng)數(shù)據(jù)都必須用戶自己來(lái)進(jìn)行設(shè)置，但是軟件本身不能夠?yàn)橛脩籼峁┖线m的判斷。模具設(shè)計(jì)與制造的一些環(huán)節(jié)還使用比較復(fù)雜，各種項(xiàng)的選擇及參數(shù)的設(shè)置必須由用戶作出正確的判斷，模具設(shè)計(jì)與制造的某些環(huán)節(jié)的功能不能夠?qū)崿F(xiàn)。在這種情況下，更加智能化的CAD/CAM軟件的出現(xiàn)，其功能更加完善，提高了模具設(shè)計(jì)與制造的效率。

3.結(jié)語(yǔ)

由于CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用，提高了模具設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短了模具設(shè)計(jì)周期，提高了零件的制造精度。特別是隨著零件復(fù)雜程度的增加，CAD/CAM技術(shù)一體化使模具設(shè)計(jì)制造更加便捷，具有廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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