模具的發(fā)展和模具文獻綜述

1、模具的發(fā)展和模具cad/cae/cam10721470151 喻奇林摘要: 本文就cad/cae/cam技術的定義、功能、模具cad/cae/cam技術優(yōu)越性、組成、發(fā)展現(xiàn)狀等進行了分析,綜述了國內外模具cad/cae/cam技術的發(fā)展概況，指出了模具設計過程的規(guī)范化、設計方法的算法化及數(shù)據(jù)結構的合理設計將是該項技術的關鍵所在；闡明了幾何造型在模具cad/cae/cam過程中的重要性，它將為整個設計過程提供完整的原始設計信息。 關鍵詞：模具 cad/cae/cam 發(fā)展 技術abstract: the cad/cae/cam technology definition of the die c

2、ad/cae/cam technical advantages of the status quo, and development made an analytical review and die cad/cae/cam of technology survey indicates the die design of the normalization process, design and structure of the data reasonable design would be the technology crucial ；the geometric shape is die

3、cad/cae/cam process of importance for the design process the entire original design information.keywords: mold cad/cae/cam development technology1現(xiàn)代模具設計與制造已步入信息化時代改革開放30多年來,中國模具生產(chǎn)作為一個產(chǎn)業(yè)有了翻天覆地的變化。這種變化主要體現(xiàn)在三個方面:產(chǎn)能變化、生產(chǎn)方式變化、技術革命。大多數(shù)人看到的是中國模具產(chǎn)業(yè)作為一個行業(yè)的從無到有、從小到大、從拾漏補缺到成為主力,以及模具需求和產(chǎn)量的快速增長變化。但更重要的是生產(chǎn)方式轉變和技術

4、革命。后兩種變化是一種更加深刻、更加根本性的變化。生產(chǎn)方式的轉變主要體現(xiàn)在,從過去傳統(tǒng)的小而全的后方車間、作坊式的生產(chǎn),轉變?yōu)楦叨仁袌鰧I(yè)協(xié)作的大規(guī)模生產(chǎn)方式;從完全非標生產(chǎn)到相對標準化和準標準化生產(chǎn)。模具生產(chǎn)技術革命,濃縮到一點就是企業(yè)信息化也就是數(shù)字化制造和信息化管理。20世紀80年代前,很多模具是靠鉗工用手打磨出來的;90年代,由于引入了數(shù)控加工機床、edm等較先進的設備,大大地提高了模具的生產(chǎn)工藝水平,生產(chǎn)周期及模具的品質也有了很大的縮短和改進。高精度加工己經(jīng)把工人從繁重的體力勞動中解放出來。另一方面,cad/cam/cae等計算機輔助技術在模具行業(yè)也得到了廣泛的應用,模具的設計及數(shù)控

5、加工水平有了很大的提高,cad/cam/cae軟件對于模具技術人員的工作效率和設計的可靠性已經(jīng)有了很大的提高。目前各模具企業(yè)又面臨著一個新的課題,如何把企業(yè)管理也同樣從煩瑣的事務中解放出來,讓信息化管理為企業(yè)的生產(chǎn)效率提升作出貢獻。所以模具企業(yè)管理的信息化己經(jīng)成為模具行業(yè)發(fā)展和進步的必然趨勢。模具生產(chǎn)是單件訂單式生產(chǎn),在管理信息化中有其強烈的特殊性。設計是制造的一部分,工藝設計不充分,設計與工藝信息可直接重復利用價值不大。因此,根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)特點把握全面信息化管理與實用、簡化管理的平衡點,是信息化的關鍵。這就造成很難照搬成熟的管理軟件。例如汽車模具企業(yè)沒有傳統(tǒng)意義上的原材料,倉庫管理等等。購置的

6、都是部件與部件的半成品,不存在入庫出庫過程,制造費用的攤銷每個企業(yè)也是都不一樣。又比如成本核算更應該采用項目管理的辦法,而不是采用一般加工制造業(yè)的辦法,什么pdm、erp等軟件不經(jīng)過徹底的改造是完全不適應的。2現(xiàn)代模具設計的cad/cae技術的應用 模具設計是隨工業(yè)產(chǎn)品零件的形狀、尺寸與尺寸精度、表面質量要求以及其成型工藝條件的變化而變化的,所以每副模具都必須進行創(chuàng)造性的設計。模具設計的內容包括產(chǎn)品零件(常稱為制件)成型工藝優(yōu)化設計與力學計算和尺寸與尺寸精度確定與設計等,因此模具設計常分為制件工藝分析與設計、模具總體方案設計、總體結構設計、施工圖設計四個階段。cad/cae,計算機輔助設計和輔

7、助工程,它包括概念設計、優(yōu)化設計、有限元分析、計算機仿真、計算機輔助繪圖和計算機輔助設計過程管理等。應用cad技術可以設計出產(chǎn)品的大體結構,再通過cae技術進行結構分析、可行性評估和優(yōu)化設計。采用模具cad/cae集成技術后,制件一般不需要再進行原型試驗,采用幾何造型技術,制件的形狀能精確、逼真地顯示在計算機屏幕上,有限元分析程序可以對其力學性能進行檢測。借助于計算機,自動繪圖代替了人工繪圖,自動檢索代替了手冊查閱,快速分析代替了手工計算,使模具設計師能從繁瑣的繪圖和計算中解放出來,集中精力從事諸如方案構思和結構優(yōu)化等創(chuàng)造性的工作。在模具投產(chǎn)之前,cae軟件可以預測模具結構有關參數(shù)的正確性。當

8、今的概念設計已不僅僅是停留在對外觀和結構的設計上,它已經(jīng)擴展到對模具結構分析的領域。對于運用cad技術設計出的模具,可運用先進的cae軟件(尤其是有限元軟件)對其進行強度、剛度、抗沖擊實驗模擬、跌落實驗模擬、散熱能力、疲勞和蠕變等分析。通過這些分析,可以檢驗前面的概念性結構設計是否合理,分析出結構不合理的原因和部位,然后再在cad軟件中進行相應的修改。修改后再在cae中進行各種性能的檢測,最終確定滿足要求的模具結構。 當今cad技術的發(fā)展使得概念設計思想體現(xiàn)在相應的模塊中。概念設計不再只是設計師的思維,系統(tǒng)模塊也融合了一般的概念設計理念和方法。目前,世界上大型的cad/cae軟件系統(tǒng),如pro

9、/engineer、ug、solidworke、alias等,都提供了有關產(chǎn)品早期設計的系統(tǒng)模塊,我們稱之為工業(yè)設計模塊或概念設計模塊。例如,pro/engineer就包含一個工業(yè)設計模塊prodesign,用于支持自上而下的投影設計,以及在復雜產(chǎn)品設計中所包含的許多復雜任務的自動設計。此模塊工具包括概念設計的二維非參數(shù)化的裝配布局編輯器。這些系統(tǒng)模塊的應用大大減少了設計師的工作量,節(jié)約了工作時間,提高了工作效率,使設計師把更多的精力用在新產(chǎn)品的開發(fā)及創(chuàng)新上。 3現(xiàn)代模具制造的cad/cae/cam技術應用現(xiàn)代經(jīng)濟的飛速發(fā)展,推動了我國模具工業(yè)的前進。cad/cae/cam技術的日臻完善和在模

10、具制造上的應用,使其在現(xiàn)代模具的制造中發(fā)揮越來越重要的作用,cad/cae/cam技術已成為現(xiàn)代模具的制造的必然趨勢。 (1) cad/cae/cam計算機輔助設計、模擬與制造一體化,cad/cae/cam一體化集成技術是現(xiàn)代模具制造中最先進、最合理的生產(chǎn)方式。使用計算機輔助設計、輔助工程與制造系統(tǒng),按設計好的模具零件分別編制該零件的數(shù)控加工程序是從設計到制造的一個必然過程。在具有現(xiàn)代模具設計制造能力的工廠內,該過程都是在cad/cae/cam系統(tǒng)內進行的,其加工程序直接由聯(lián)機電纜輸入加工機臺,在編制程序時可利用系統(tǒng)中的加工模擬功能進行細致的模擬,將零件,刀具、刀柄、夾具,平臺及刀具移動速度、

11、路徑等顯示出來,以便觀察整個模具零件的切削過程和前后的形狀,進而檢查程序編制的正確性,這對于復雜的多曲面的模具零件尤為重要。 (2) 模具的零部件除了有高精度的幾何要求外,其形位精度要求也較高,一般的量具是很難達到理想的目的的,這時就要依賴精密零件測量系統(tǒng)。這種精密零件測量系統(tǒng)簡稱cmm,即coordinate measuring maching,是數(shù)控加工中心的一種變形。它的測量精度可達0.25m,其測量工件的方式如下:將經(jīng)由cad/cam系統(tǒng)或cmm專用軟件所產(chǎn)生的零件數(shù)據(jù)選送至cmm的計算機系統(tǒng),經(jīng)過適當?shù)脑O置后,即按照所給出的數(shù)據(jù)去測量工件,將所得結果與原始數(shù)據(jù)比較,得出工件加工后的誤

12、差。如果原始數(shù)據(jù)是從設計圖紙得來的,則可直接將設計數(shù)據(jù)送入cmm專用軟件,然后進行測量,將取得的加工誤差數(shù)據(jù)進行質量分析,以判斷工件的加工質量。如果檢測的不是單個零件而是若干個零件的組件,則由各零件的誤差積累而導致總偏差被顯示出來。(3) 現(xiàn)代模具制造的必然趨勢,就是用機械加工盡可能地取代人工加工。這就確定了先進設備在現(xiàn)代制造中的作用,尤其現(xiàn)在加工中心、數(shù)控高速成型銑床、數(shù)控銑床、數(shù)控車床、多軸聯(lián)動機床、數(shù)控模具雕刻機、電火花加工機床、數(shù)控精密磨床、三坐標測量機、掃描儀等現(xiàn)代化設備在工廠中的廣泛使用。而且這些設備大部分所用的程序基本上都是應用cad/cae/cam系統(tǒng)產(chǎn)生的。機臺與計算機聯(lián)機,

13、加工程序是通過聯(lián)機電纜輸入機臺的。操作人員按照規(guī)定的程序裝夾工件,配備刀具和操作,機臺就能自動地完成該機臺上應該完成的加工任務,并將理想的模具零件制造出來或為下一加工工序完成規(guī)定的部分。操作人員的熟練程度和情緒變化基本不影響加工質量和加工效益,這也是現(xiàn)代模具加工優(yōu)于傳統(tǒng)機械加工的一個方面。 總之,cad/cae/cam集成技術就是在這種情況下應運而生的,它已成為現(xiàn)代模具制造技術發(fā)展的必然趨勢,并以科學合理的方法給模具制造者提供了一種行之有效的輔助工具。該技術可使模具制造者在模具制造之前能借助于計算機對制件、模具結構、加工、成本等進行反復修改和優(yōu)化,直至獲得最佳結果。參考文獻1 李德群，肖祥芷。

14、模具cad/cae/cam的發(fā)展概況及趨勢j.模具工業(yè)，2005(7):9-122李碩本等編著。沖壓工藝理論與新技術m.北京：機械工業(yè)出版社，2002.113中國模具工業(yè)協(xié)會，模具行業(yè)“十一五”規(guī)劃j.模具工業(yè)，2005(7)：3-84李大鑫，張秀錦。模具技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述j.模具制造，2005(2)：1-45 劉占軍，張凌云。彈力支座多工位級進模設計j.模具工業(yè)，2006(3):42-43 6杜繼濤，甘屹，支架精密多工位級進模設計j.模具工業(yè)，2005(9)：15-177姜奎華主編。沖壓工藝與模具設計m.北京，機械工業(yè)出版，1998.58薛奕翔等編著。沖壓模具設計制造難點與竅門m.機械工業(yè)出版，2003.79模具實用技術叢書編委會編。沖壓模具設計應用實例m.北京：機械工業(yè)出版社，1999.610鄭家賢編著。沖壓工藝與模具設計實用技術m.北京：機械工業(yè)出版，2005.111沖模設計手冊編寫組編著。沖模設計手冊m.北京機械工業(yè)出版，1999.6 12竇智。級進模設計中的要點及生產(chǎn)中的故障排除j.沖模技術，2005(3)13百度14yazh