CAD 技術在模具設計的應用

覃輝祥

珠海格力精密模具有限公司 廣東 珠海 519000

引言

目前我國的經(jīng)濟在不斷的發(fā)展,社會在不斷的進步,我國的科學技術也隨之得到了迅速的發(fā)展?？茖W產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度也越來越快。我們都知道,不管是家電產(chǎn)品還是工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)都離不開模具成型。所以,想要生產(chǎn)出精密的產(chǎn)品,就必須不斷的提高模具的精確度。在技術密集型產(chǎn)品中,模具作為最典型的代表,如果想要清楚的表達出設計的意圖,對設計人員進行設計的要求就非常高,需要花費很多的時間來進行繪制結構相對固定的零部件,這些零部件包含有模架,頂桿,滑塊等?，F(xiàn)在有了CAD 技術的不斷發(fā)展,給模具設計人員帶來了越來越多的便利。尤其是CAD 技術在這幾年里有了迅速的發(fā)展,日常生活中的運用也越來越廣泛,并且已經(jīng)取得了比較理想的經(jīng)濟效益。

一、模具運用中的CAD 概念簡述

首先,CAD 是一項綜合性技術,它運用了其他的一些技術來達到自身的操作目的。在運用中它利用了計算機的軟件和硬件系統(tǒng)。在人們進行產(chǎn)品或者是工程的設計的過程中取著輔助的作用,比如對產(chǎn)品或者工程進行總體設計,繪圖,工程分析和技術文檔等工作的時候都需要運用CAD 來輔助完成。這些設計的總稱就叫做CAD 技術。

二、CAD 技術的發(fā)展歷程

首先,在1950年到1970年,這段時期是CAD 技術的初級階段,在這個階段是線框造型技術。

其次,在1970年到1980年這十年左右的時間里,展開了CAD 技術的第一次技術革命,這次革命的內(nèi)容就是把原來的技術改造成了曲面或者說表面造型技術。這是CAD 技術的一次飛躍。

最后就是1980年左右到1990年,開展了CAD 技術的第三次技術革命,把原來的技術轉(zhuǎn)變成為參數(shù)化技術。這項技術對產(chǎn)品的模型的形狀特征進行定義的方法是運用幾何約束,工程方程以及他們的關系,這樣一來,就給不同零件上的特征加上了各類約束形式,這樣使得設計一組能夠找到形狀或者是功能上能夠具有相似性的設計方案。另外,參數(shù)化技術又還叫做尺寸驅(qū)動技術。

三、模具結構設計中CAD 技術的運用

現(xiàn)在,CAD 技術已經(jīng)被廣泛的運用在了模具結構設計中。我們首先要在知道需要設計的功能,結構和外觀的基礎上,能夠把草圖先設計好,在通過一定的手段得到相應的實體,接著要進行子裝配和總體裝配,能夠通過模仿模具的開模過程,找到干涉情況,這樣能夠很好的對現(xiàn)實情況進行分析了解。每個過程都是可以進行不斷的探索修改的,并且也可以改變參數(shù),參數(shù)之間的關聯(lián)性也可以自行設定。

1.草圖的重建技術。整個模具設計的基礎就是草圖設計過程。目前我國已經(jīng)擁有了很成熟的草圖重建技術,模具設計人員對會使用二維和三維來設計草圖并且進行三維建模,這其中的關鍵技術就是草圖重建技術。這種技術能夠?qū)Σ粷M意的尺寸大小和相關的約束進行修改重建。這項技術在CAD 技術中已經(jīng)非常成熟,大部分都已經(jīng)有草圖設計模塊。

2.曲面特征設計。隨著人們生活水平的不斷提高,人們對視覺要求也越來越高。曲面設計已經(jīng)在外形上有很多的優(yōu)點,它已經(jīng)成為了模具設計的重要組成部分。目前一些優(yōu)秀的CAD 軟件的三維實體建模,參數(shù)建模和復合建模技術,已經(jīng)能夠使得實體和曲面進行結合,還具有自由形式特征技術,能夠為模具的設計提供了更有效的工具。

3.變量裝配設計技術。裝配設計建模具有三種不同的方法,分別是自底向上,概念設計以及自頂向下。首先就設計出了詳細的零件,在進行產(chǎn)品的拼裝的方法就是自底向上。如果是先有產(chǎn)品整個外形以及功能設計,在劃分出各個部件的方法就是自頂向下。在設計的過程中,我們要根據(jù)模具的結構來進行選擇使用哪種方法,變量裝配設計才支持自頂向下的設計。

四、模具設計中CAD 技術的發(fā)展方向有哪些

在模具設計中CAD 的運用隨著科學技術的不斷發(fā)展,對CAD 技術的運用要求也越來越高,CAD 技術正面臨著新的發(fā)展和挑戰(zhàn),為了能夠跟上模具設計的發(fā)展不斷的進行研究和發(fā)展。

1.CAD 技術系統(tǒng)的智能化程度要不斷提高。計算機有很多的功能,其中幾大功能之一就包括了人工智能,我們應該把人工智能融入到CAD 系統(tǒng)中,使得它能夠具有專家經(jīng)驗和知識,并且同時還具有判斷,聯(lián)想和學習推理能力,這樣可以讓整個設計達到自動化的目的?，F(xiàn)在有兩種方法能夠提高其智能化,第一就是專家系統(tǒng)技術的運用要繼續(xù)研究下去,不能中斷。第二就是基本知識工程技術的研究要開展起來。這樣能夠更加有效的提高智能化程度。

2.模具的運動仿真技術要展開研究。我們要開展研究沖模的沖壓過程和注射模的運動的仿真技術,因為這兩個過程的結構是比較復雜的,在這個過程中難免會受到模具的一些零件的運動的影響,這些影響在設計中是比較難被發(fā)現(xiàn)的,如果能夠通過仿真技術,這樣就可以在計算機中顯示它的運動狀態(tài)。這樣就可以發(fā)展因為運動而帶來的影響,能夠及時發(fā)現(xiàn)技術錯誤,并且能夠及時改正補救,提高模具設計的精確度。

3.模具設計的主要方向就是協(xié)同創(chuàng)新設計。目前,世界的制造業(yè)模式是一種垂直模式,這就使得產(chǎn)品的銷售,設計,生產(chǎn)和模具制造分工已經(jīng)比之前更加的明確。通過互聯(lián)網(wǎng)模具企業(yè)間會進行異地協(xié)同設計和制造。因為企業(yè)的信息化程度和企業(yè)間的合作層次是各不相同的,所以他們所采取的技術手段以及方案也有很大不同。

五、結束語

科學技術在不斷的發(fā)展和進步,數(shù)字化,網(wǎng)絡化和全球化已經(jīng)逐漸成為了制造業(yè)的發(fā)展方向,這就使得產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度越來越快。制造業(yè)的基本工藝就是模具設計,它對產(chǎn)品的生產(chǎn)精確性取著決定性的作用。在模具設計中,充分的發(fā)揮CAD 技術的作用,能夠提高設計的效率,同時也可以提高模具設計的精確性,可以減少后期的修改,很大程度的節(jié)約成本,為我國的模具制造業(yè)提供更加有力的保障。