白秋敏，鄭慶豐，曹世紅，杜亞普

（1.石家莊奧森自動(dòng)化儀表有限公司，河北石家莊050081；2.石家莊精誠(chéng)不銹鋼制品有限公司，河北石家莊050000）

CAD、CAM之參數(shù)化方法模具行業(yè)實(shí)踐之（一）參數(shù)化設(shè)計(jì)

白秋敏1，鄭慶豐2，曹世紅1，杜亞普1

（1.石家莊奧森自動(dòng)化儀表有限公司，河北石家莊050081；2.石家莊精誠(chéng)不銹鋼制品有限公司，河北石家莊050000）

根據(jù)模具行業(yè)的特點(diǎn)，結(jié)合筆者多年的工作經(jīng)驗(yàn)提出了一個(gè)參數(shù)化和同一數(shù)據(jù)庫(kù)的概念，旨在解決模具設(shè)計(jì)中尺寸確定時(shí)考慮因素多、關(guān)聯(lián)尺寸多、特殊結(jié)構(gòu)多、后期變更修改多、相關(guān)人員工作量多的問(wèn)題。經(jīng)實(shí)踐證明，該概念應(yīng)用于操作中可以有效提高模具設(shè)計(jì)、制作的工作效率，避免大量不必要的工作量和降低出錯(cuò)的機(jī)率。

模具設(shè)計(jì)；全參數(shù)模型同一數(shù)據(jù)庫(kù)模型；關(guān)聯(lián)尺寸；尺寸鏈矛盾；模具變更修改

引言

模具行業(yè)是以機(jī)械加工工藝、鑄造工藝等相關(guān)知識(shí)為基礎(chǔ)、集設(shè)計(jì)、制造、裝配于一身的單件小批量機(jī)械生產(chǎn)行為。與傳統(tǒng)和一般意義上的加工行業(yè)不同，它對(duì)相關(guān)制作人員——不管是理論基礎(chǔ)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，還是職業(yè)素養(yǎng)上都提出了比較高的要求。

在我所就職的公司里，模具種類主要是針對(duì)失蠟鑄造模具這個(gè)方向的模具品種——蠟?zāi)＞叩脑O(shè)計(jì)與制做。結(jié)合長(zhǎng)期的工作經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)和制作模具的過(guò)程中提出了一個(gè)參數(shù)化和同一數(shù)據(jù)庫(kù)的概念，經(jīng)過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)其效果很好。

1 蠟?zāi)＞叩膬?yōu)勢(shì)

相比于塑料、鍛壓、沖壓、擠出、吹塑等，模具品種有其自身的獨(dú)特特點(diǎn)，總結(jié)歸納為：蠟?zāi)５牧慵w量不大，其顯著特點(diǎn)是壁厚厚薄不一，所以模具的尺寸各部位的收縮率不同，這就給模具三維模型的設(shè)計(jì)提高了難度。做模的原始設(shè)計(jì)三維模型在這里是沒(méi)有用的，通俗點(diǎn)說(shuō)，客戶給的模型、鑄造廠給的模具尺寸圖只是參考。模具最終成品的尺寸，需是綜合多方面考慮因素的結(jié)果。

首先，每做模具必須能畫出三維模型來(lái)，（這有什么不同呢，拿塑料模具來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)零件模型按設(shè)計(jì)最原始尺寸建立，模具按整體收縮率放一次就可以制作模具了，蠟?zāi)２还茉荚O(shè)計(jì)都必須按模具的收縮完的尺寸完整建立三維模型），因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)模型的過(guò)程中有時(shí)會(huì)遇到尺寸鏈矛盾的情況發(fā)生，無(wú)三維模型的情況下，靠設(shè)計(jì)制圖者的人工查找，工作量巨大，且難免有遺漏。

再者，由于蠟?zāi)ＤＰ土慵慕Y(jié)構(gòu)，會(huì)產(chǎn)生很多芯軸，抽塊，深腔，細(xì)孔等一些衍生出來(lái)的結(jié)構(gòu)，這樣對(duì)模具的設(shè)計(jì)又增加了一定的難度，同時(shí)相應(yīng)的這些特殊的結(jié)構(gòu)部分，也會(huì)給加工帶來(lái)一些不必要的麻煩。比如深腔，在加工上普通加工方式上就有可能把模具在原來(lái)的基礎(chǔ)上再分層設(shè)計(jì)制作，或用放電加工的方式進(jìn)行加工等等。

其次，在模具使用過(guò)程中，由于兩次收縮引起的鑄件不確定因素比較多。因此，模具的變更修改也是這個(gè)行業(yè)中面臨的比較大的問(wèn)題。

2 模具加工中應(yīng)用參數(shù)化數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一

在設(shè)計(jì)和制作模具的過(guò)程中提出了一個(gè)參數(shù)化和同一數(shù)據(jù)庫(kù)的概念，通過(guò)全參數(shù)模型同一數(shù)據(jù)庫(kù)模型模塊的建立，把參數(shù)化設(shè)計(jì)加工貫穿到整個(gè)設(shè)計(jì)和制造的過(guò)程中，很大程度上縮短了模具設(shè)計(jì)、制造、變更的周期。再通俗點(diǎn)說(shuō)，全參數(shù)模型同一數(shù)據(jù)庫(kù)模型就是模具一旦開(kāi)工，它的后續(xù)的制作就成了模式化的過(guò)程，傻瓜式的生產(chǎn)過(guò)程易于后續(xù)的模具的制作和修改。這種過(guò)程控制是現(xiàn)代化設(shè)計(jì)制造的比較先進(jìn)的模式，在專業(yè)上還有另外的一種叫法稱為自頂向下的模式。所以說(shuō)，在模具制造起步階段的起點(diǎn)是要比較高的，就是說(shuō)在設(shè)計(jì)中盡可能要選擇一款全參數(shù)化的三維軟件。

那么回到參數(shù)化數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一的這個(gè)概念上來(lái)，這個(gè)概念是什么意思呢？怎樣實(shí)現(xiàn)的呢？它的優(yōu)勢(shì)在哪里呢？又是怎樣在工廠實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用這一原理的呢？通俗一點(diǎn)說(shuō)，原則只有一個(gè)，就是基于設(shè)計(jì)模型，所有的模塊（三維建模，模具設(shè)計(jì)，加工程序生成，二維圖紙，裝配運(yùn)動(dòng)等等）的數(shù)據(jù)都從這個(gè)原始的模型來(lái)，所有設(shè)計(jì)過(guò)程都必須遵循參數(shù)化關(guān)聯(lián)的原則，各模塊之間應(yīng)用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)，在每個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的每一項(xiàng)操作，實(shí)際上都是在對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新，所以設(shè)計(jì)開(kāi)始就強(qiáng)調(diào)了參數(shù)化的概念。那么這樣做最大的好處是什么呢？當(dāng)設(shè)計(jì)者在任意一個(gè)模塊中（這些模塊包括：三維建模、模具設(shè)計(jì)、加工程序生成、二維圖紙、裝配運(yùn)動(dòng)）更改設(shè)計(jì)特征，那么由于各模塊都應(yīng)用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)并通過(guò)參數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，于是，這個(gè)特征更新自動(dòng)帶入所有的設(shè)計(jì)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)牽一發(fā)而動(dòng)全身的效果。這樣，設(shè)計(jì)者不會(huì)錯(cuò)過(guò)任何模塊的改動(dòng)，因?yàn)檫@些改動(dòng)是關(guān)聯(lián)自動(dòng)生成的。不會(huì)漏改，錯(cuò)改，不用重復(fù)任何一個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程是自動(dòng)的。

模具加工中應(yīng)用參數(shù)化數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一這一原則，給現(xiàn)行的模具制作帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)是巨大的，不但大大提高了模具的工作效率，還避免了大量不必要的工作量和出錯(cuò)的機(jī)率。

將參數(shù)化理念應(yīng)用到加工、工藝等領(lǐng)域，實(shí)踐證明參數(shù)化設(shè)計(jì)、工藝和加工，有效提高了生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。實(shí)踐證明，在模具制作工作當(dāng)中，參數(shù)化模型引入是事半功倍的應(yīng)用。

（編輯：劉楠）

CAD，CAM Industry Mold of Parametric Methods Practice Parametric Design（a）

Bai Qiumin1，Zheng Qingfeng2，Cao Shihong1，Du Yapu1
（1.Shijiazhuang Orson Automation Instrumentation Co.，Ltd.，Shijiazhuang Hebei 050081；2.Shijiazhuang Jingcheng Stainless Steel Products Co.，Ltd.，Shijiazhuang Hebei 050000）

The mold industry characteristics，combined with the author's many years of work experience and presents a parametric database of the same concept，aimed at addressing many factors to consider，more associative dimensions，the special structure of the mold design multi-sizing，late changes to modify more and more problems related to the workload.The practice has proved that the concept can be applied to improve the operation of the mold design，production efficiency，to avoid the chance of a lot of unnecessary work and reduce errors.

mold design；fully parametric model of the same database model；associative dimensions；dimension chain contradiction；modify mold change

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.14.13

TP391.72

A

2095-0748（2016）14-0030-02

2016-06-06

白秋敏（1977—），女，河北冀州人，本科，中級(jí)工程師，研究方向：CADCAM在模具行業(yè)中的應(yīng)用。