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

        2016-04-29 03:10:58王中華
        中國(guó)科技博覽 2016年10期
        關(guān)鍵詞:模具設(shè)計(jì)

        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(mǎn)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(kāi)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(lèi)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(chē)、摩托車(chē)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(hù)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(xiàn)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(kāi)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(lèi)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(kāi)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(mǎn)足模具的設(shè)計(jì)與制造的需要。因此,必須重新研制開(kāi)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(mǎn)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(hù)自己來(lái)進(jìn)行設(shè)置,但是軟件本身不能夠?yàn)橛脩?hù)提供合適的判斷。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(hù)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)

        [1] 任志宇,施于慶.模具CAD/CAM技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].機(jī)電工程. 2001(05).

        [2] 張夕琴,張金標(biāo).CAD/CAE技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)與模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 裝備制造技術(shù).2007(11).

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