外文翻譯--模具與光纖.doc

外文翻譯資料1引言模具CAD/CAE/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工程。它以計算機軟件的形式，為企業(yè)提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員借助于計算機對產(chǎn)品性能、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進行設(shè)計和優(yōu)化。模具CAD/CAE/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計與制造周期、降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為模具界的共識。與任何新生事物一樣，模具CAD/CAE/CAM在近二十年中經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜，從試點到普及的過程。進入本世紀(jì)以來，模具CAD/CAE/CAM技術(shù)發(fā)展速度更快、應(yīng)用范圍更廣，為了使廣大模具工作者能進一步加深對該技術(shù)的認(rèn)識，更好發(fā)揮模具CAD/CAE/CAM的作用，本文針對模具中應(yīng)用最廣泛、最具有代表性的鑄造模、鍛模、級進模、汽車覆蓋件模和塑料注射模CAD/CAE/CAM的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢作概括性的介紹和分析。鑄造模CAD/CAE/CAM的發(fā)展概況鑄造成形過程模擬的探索性工作始于求解鑄件的溫度場分布。1962年丹麥的Fursund用有限差分法首次對二維形狀的鑄件進行了凝固過程的傳熱計算，1965年美國通用汽車公司Henzel等對汽輪機鑄件成功進行了溫度場模擬，從此鑄件在模具型腔內(nèi)的傳熱過程數(shù)值分析技術(shù)在全世界范圍內(nèi)迅速開展。從上世紀(jì)70年代到80年代，美國、英國、法國、日本、丹麥等相繼在鑄件凝固模擬研究和應(yīng)用上取得了顯著成果，并陸續(xù)推出一批商品化模擬軟件。進入90年代后，我國的高等院校，如清華大學(xué)和華中科技大學(xué)在該領(lǐng)域也取得了矚目的成就。單純的傳熱過程模擬并不能準(zhǔn)確計算出鑄件的溫度變化和預(yù)測鑄造中可能產(chǎn)生的缺陷，充模過程對鑄件初始溫度場分布的影響以及凝固過程中液態(tài)金屬的流動對鑄件缺陷形成的影響都是不可忽視的。鑄件充模過程的模擬技術(shù)始于上世紀(jì)80年代，它以計算流體力學(xué)的理論和方法為基礎(chǔ)，經(jīng)歷十余載，從二維簡單形狀開始，逐步深化和擴展，現(xiàn)已成功實現(xiàn)了三維復(fù)雜形狀鑄件的充模過程模擬，并能將流動和傳熱過程相耦合。目前國外已有一批商品化的三維鑄造過程模擬軟件，如日本的SOLIDIA、英國的SOLSTAR、法國的SIMULOR、瑞典的NOVACAST、德國的MAGMA和美國的AFSOLID、PROCAST等。國內(nèi)也有清華大學(xué)的鑄造之星、華中科技大學(xué)的華鑄CAE等。這些鑄造模CAE軟件已覆蓋鑄鋼、鑄鐵、鑄鋁和鑄銅等各類鑄件，大到數(shù)百噸，小至幾千克，無論是在消除縮孔和縮松，還是在優(yōu)化澆冒口設(shè)計，改進浮渣夾渣等方面都發(fā)揮了顯著的作外文翻譯資料2用。伴隨著CAE技術(shù)在鑄造領(lǐng)域的成功應(yīng)用，鑄造工藝及模具結(jié)構(gòu)CAD的研究和應(yīng)用也在不斷深入，國外已陸續(xù)推出了一些應(yīng)用軟件，如美國鑄造協(xié)會的AFS-SOFTWARE，可用于鑄鋼和鑄鐵件的澆冒口設(shè)計，英國FOSECO公司的FEEDERCALK軟件，可以計算鑄鋼件的澆冒口尺寸和選擇保溫冒口套的類型。我國華中科技大學(xué)和清華大學(xué)在鑄造工藝及模具結(jié)構(gòu)CAD方面也做了許多工作，如清華大學(xué)開發(fā)的THFSCAD軟件，主要由圖形掃描及矢量化和鑄造工藝CAD兩部分組成。前一部分對掃描輸入的圖形進行消藍(lán)去污和矢量化，后一部分用來建立參數(shù)化圖形、計算鑄件的加工余量、繪制工藝卡等。THFSCAD是在二維圖形學(xué)的基礎(chǔ)上開發(fā)的，采用了AUTOCAD軟件為開發(fā)平臺。隨著CAD技術(shù)的快速進步，三維CAD系統(tǒng)在鑄造生產(chǎn)領(lǐng)域會逐步取代二維CAD系統(tǒng)而成為主流設(shè)計系統(tǒng)。鍛模CAD/CAE/CAM的發(fā)展概況自上世紀(jì)70年代以來，國內(nèi)外許多學(xué)術(shù)機構(gòu)和公司對鍛模CAD/CAE/CAM技術(shù)進行了廣泛的研究，在鍛造工藝過程設(shè)計、鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計和金屬流動模擬等方面均取得了顯著的成績。軸對稱鍛件約占鍛件總數(shù)的30%左右，加上軸對稱鍛件幾何形狀簡單，易于描述和定義，所以開發(fā)鍛模CAD/CAM系統(tǒng)時國內(nèi)外大多數(shù)機構(gòu)和人都是從軸對稱鍛模入手。軸對稱鍛模CAD/CAM系統(tǒng)的主要組成部分包括鍛件設(shè)計、模鍛工藝設(shè)計、鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計和NC編程。鍛件設(shè)計指的是設(shè)計冷鍛件圖和熱鍛件圖，包括選擇分模面、補充機加工余量、添加圓角和拔模斜度等。模鍛工藝設(shè)計決定是否采用預(yù)成形工序、怎樣采用預(yù)成形工序以及如何選擇鍛壓設(shè)備的噸位。另一類廣泛應(yīng)用的鍛件是長軸類鍛件，其成形工序設(shè)計和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計遠(yuǎn)比軸對稱鍛模復(fù)雜，因此開發(fā)長軸類鍛模的CAD/CAM系統(tǒng)的難度更大、通用性也低，目前在許多通用商品化CAD/CAM軟件上二次開發(fā)的長軸類鍛模的CAD/CAM系統(tǒng)僅限于特定產(chǎn)品和特定場合的應(yīng)用，鍛模CAD/CAM系統(tǒng)的發(fā)展方向是成組技術(shù)和模具標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的進一步貫徹執(zhí)行以及CAE技術(shù)和人工智能技術(shù)的深入應(yīng)用。在CAE技術(shù)方面，有限元法一直是分析和研究金屬鍛造成形的主要數(shù)值分析方法，多年來已取得不少階段性的成果。1973年Lee和Kobayashi以矩陣分析外文翻譯資料3法導(dǎo)出了剛塑性有限元的Lagrange算法，成功分析了鍛造成形過程。1974年Zienkiewicz提出了剛粘塑性有限元的罰函數(shù)法，分析了軋制、擠壓和拉拔等成形工藝。1982年Mori和Osakada提出了剛塑性有限元中的材料可壓縮法并用于軋制和擠壓中。上世紀(jì)80年代初，Oh和Altan用大型剛塑性有限元分析軟件ALPID對各類塑性變形問題進行了深入研究。90年代以后，國外一些商品化的專業(yè)有限元分析軟件，如法國的FORGE2、美國的DEFORM、ABAQUS、MSC/AutoForge等，都已成功地應(yīng)用于鍛造領(lǐng)域。這些軟件不僅可以預(yù)測鍛件成形的全過程，而且可以定量地給出與變形有關(guān)的各種物理量，如位移、速度、應(yīng)力、應(yīng)變和載荷等，為獲得最優(yōu)的模具設(shè)計、最合理的工藝方案和最少的試模時間提供了技術(shù)保證。塑料注射模CAD/CAE/CAM的發(fā)展概況塑料注射模CAD/CAM是伴隨著通用機械CAD/CAM技術(shù)發(fā)展而不斷深化的。從上世紀(jì)60年代基于線框模型的CAD系統(tǒng)開始,到70年代以曲面造型為核心的CAD/CAM系統(tǒng)，80年代實體造型技術(shù)的成功應(yīng)用，90年代基于特徵的參數(shù)化實體/曲面造型技術(shù)的完善，為塑料注射模采用CAD/CAE/CAM技術(shù)提供了可靠的保證。目前在國內(nèi)外巿場已涌現(xiàn)出一批成功應(yīng)用于塑料注射模的CAD/CAE/CAM系統(tǒng)?，F(xiàn)在國外一些著名的商品化三維造型軟件都帶有獨立的注射模設(shè)計模塊，如美國PTC公司的Pro/E、UGS公司的UG-II、SDRC公司的I-DEAS系統(tǒng)。這三個CAD/CAM系統(tǒng)目前在塑料模具工業(yè)中的應(yīng)用最為廣泛。此外還有美國CV公司的CADDS系統(tǒng)、法國MATRA公司的EUCLID系統(tǒng)、法國DASSAULT公司的CATIA系統(tǒng)、英國DELCAM公司的DUCT系統(tǒng)、日本造船信息系統(tǒng)株式會社的Space-E系統(tǒng)和日本UNISYS株式會社的CADCEUS系統(tǒng)等都各具特色，擁有各自的用戶群。塑料注射模CAE技術(shù)的發(fā)展也十分迅速，從上世紀(jì)60年代的一維流動和冷卻分析到70年代的二維流動和冷卻分析再到90年代的準(zhǔn)三維流動和冷卻分析，其應(yīng)用范圍已擴展到保壓分析、纖維分子取向和翹曲預(yù)測等領(lǐng)域并且成效卓著。塑料注射成型CAE商品化軟件中應(yīng)用最廣泛的當(dāng)數(shù)美國Moldflow公司的模擬軟件MF，該軟件主要包括流動模擬（MF/FLOW）、冷卻分析（MF/COOL）、翹曲分析（MF/WARP）、氣輔分析(MF/GAS)和應(yīng)力分析（MF/STRESS）等。外文翻譯資料4該公司于1998年推出準(zhǔn)三維的雙面流軟件（PartAdviser），2002年推出真三維的實體流軟件模塊，目前該公司在世界上擁有較大的用戶群。近十余年來，我國對塑料注射成型CAE技術(shù)也開展了系統(tǒng)而深入的研究。華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、鄭州大學(xué)和南昌大學(xué)等都相繼取得了可喜的成果。如華中科技大學(xué)模具技術(shù)國家重點實驗室在最近推出的商品化塑料注射成型集成化仿真系統(tǒng)HSCAE6.10，從1989年推出的HSCAE1.0版到如今的6.10版，經(jīng)歷了從二維分析到三維分析，從實用化到商品化，從局部試點到大面積推廣應(yīng)用的進程，已成為塑料制品設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化和工程師培訓(xùn)的有力工具，HSCAE仿真系統(tǒng)目前已在國內(nèi)80多家工廠和學(xué)校推廣應(yīng)用。模具CAD/CAE/CAM的發(fā)展趨勢本世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)正處于日新月異的變革之中，通過與計算機技術(shù)的緊密結(jié)合，人工智能技術(shù)、并行工程、面向裝配、參數(shù)化特徵建模以及關(guān)聯(lián)設(shè)計等一系列與模具工業(yè)相關(guān)的技術(shù)發(fā)展之快、學(xué)科領(lǐng)域交叉之廣前所未見。今后十年新一代模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)必然是當(dāng)今最好的設(shè)計理念、最新的成形理論和最高水平的制造方法相結(jié)合的產(chǎn)物，其特點將反映在專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化和智能化四個方面。隨著模具工業(yè)的快速發(fā)展，近幾年來世界各國的軟件開發(fā)商投入了巨大的人力和物力，針對各類模具的特點，將通用的CAD/CAM系統(tǒng)改造為模具行業(yè)專用的系統(tǒng)，取得了較大成效。已投入使用的有美國UGS公司的級進模設(shè)計系統(tǒng)NX-PDW、塑料注射模設(shè)計系統(tǒng)MoldWizard、以色列Cimatron公司的模具設(shè)計和制造系統(tǒng)Quick、英國DELCAM公司的塑料模設(shè)計和制造系統(tǒng)PS-Moldmaker、法國Misslelsoftware公司的注射模專用軟件TopMold和級進模專用軟件TopProgress、日本UNISYS株式會社的塑料模設(shè)計和制造系統(tǒng)CADCEUS等。這些軟件的技術(shù)特點是能在統(tǒng)一的系統(tǒng)環(huán)境下，使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，完成特定模具的設(shè)計。NX-PDW初步實現(xiàn)了模具零件的結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián),CADCEUS的