模具CADCAM軟件的應用與開發(fā)現(xiàn)狀

1、模具CAD/CAM軟件的應用與開發(fā)現(xiàn)狀         模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分別發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是計算機技術(shù)在模具生產(chǎn)中綜合應用的一個新的飛躍。模具CAD/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)工種。它以計算機軟件的形式，為用戶提供一種有效的輔助工具，使工種技術(shù)人員能借助于計算機對產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進行設(shè)計和優(yōu)化。模具CAD/CAE在技術(shù)的迅猛發(fā)展，軟件，硬件水平的進一步完善，為模具工業(yè)提供了強有力的技術(shù)支持，為企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計，制造和生產(chǎn)水

2、平的發(fā)展帶來了質(zhì)的飛躍，已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)信息化，集成化、網(wǎng)絡(luò)化的最優(yōu)選擇。一 、模具CAD/CAM發(fā)展概況    模具CAD/CAM的發(fā)展狀況符合通用CAD/CAM 軟件的發(fā)展進程。目前通用CAD/CAM 軟件的發(fā)展現(xiàn)狀如下:CAD技術(shù)經(jīng)歷了二維平面圖形設(shè)計，交互式圖形設(shè)計、三維線框模型設(shè)計、三維實體造型設(shè)計、自由曲面造型設(shè)計、參數(shù)化設(shè)計、特征造型設(shè)計等發(fā)展過程。近年來又出現(xiàn)了許多先進技術(shù)，如變量化技術(shù)、虛擬產(chǎn)品建模技術(shù)等。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，智能化(intelligent)、協(xié)同化(collaborative )、集成化(integrated)成為技術(shù)新的發(fā)展特點

3、，使CAD技術(shù)得以更廣泛的應用，發(fā)展成為支持協(xié)同設(shè)計、異地設(shè)計和信息共享的網(wǎng)絡(luò)CAD。二、模具CAD/CAM的特點    一個穩(wěn)定的、可以滿足實際生產(chǎn)設(shè)計需要的模具CAD/CAM系統(tǒng)應該具備下列特點:    (l)模具CAD/CAM系統(tǒng)必須具備描述物體幾何形狀的能力。模具設(shè)計中因為模具的工作部分(如拉深模、鍛模和注射模的型腔)是根據(jù)產(chǎn)品零件的形狀設(shè)計的。所以無論設(shè)計什么類型的模具，開始階段必須提供產(chǎn)品零件的幾何形狀。否則，就無法輸人關(guān)于產(chǎn)品零件的幾何信息，設(shè)計程序便無法運行。另外，為了編制NC加工程序，計算刀具軌跡，也需要建立模具零件

4、的幾何模型。因此，幾何造型是模具CAD/CAM中的一個重要問題。    (2)標準化是實現(xiàn)模具CAD的必要條件。模具設(shè)計一般不具有唯一性。為了便于實現(xiàn)模具CAD，減少數(shù)據(jù)的存儲量，在建立模具CAD系統(tǒng)時首先要解決的問題便是標準化問題，包括設(shè)計準則的標準化、模具零件和模具結(jié)構(gòu)的標準化。有了標準化的模具結(jié)構(gòu)，在設(shè)計模具時可以選用典型的模具組合，調(diào)用標準模具零件，需要設(shè)計的只是少數(shù)工作零件。    (3)設(shè)計準則的處理是模具CAD中的一個重要問題。人工設(shè)計模具所依據(jù)的設(shè)計準則大部分是以數(shù)表和線圖形式給出的。三、模具CAD/CAM的優(yōu)勢

5、60;   計算機與設(shè)計人員交互作用，有利于發(fā)揮人機各自的特長，使模具設(shè)計和制造工藝更加合理化。系統(tǒng)采用的優(yōu)化設(shè)計方法有助于某些工藝參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。    (1) CAD/CAM可以節(jié)省時間，提高生產(chǎn)率。設(shè)計計算和圖樣繪制的自動化大大縮短了設(shè)計時間。CAD與CAM的一體化可顯著縮短從設(shè)計到制造的周期。    (2) CAD/CAM可以較大幅度地降低成本。計算機的高速運算和自動繪圖大大節(jié)省了勞動力。優(yōu)化設(shè)計帶來了原材料的節(jié)省，例如，沖壓件的毛坯優(yōu)化排樣可使材料利用率提高5%7%。采用CAM可加工傳統(tǒng)方法難以加工

6、的復雜模具型面，可減少模具的加工和調(diào)試工時，使制造成本降低。CAD/CAM的>' target='_blank' class='infotextkey'>經(jīng)濟效益有些可以估算、有些則難以估算。由于采用CAD/CAM術(shù)，生產(chǎn)準備時間縮短，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，大大增強了產(chǎn)品的市場競爭能力。    (3) CAE/CAM技術(shù)將技術(shù)人員從繁冗的計算、繪圖和NC編程工作中解放出來，使其可以從事更多的創(chuàng)造性勞動。    (4) 隨著塑性成形過程計算機模擬技術(shù)的提高，模具CAD/CAM/CAE一體化

7、技術(shù)可以大大增加模具的可靠性，減少直至不需要試模修模過程，提高模具設(shè)計、制造的一次成功率。四 、模具行業(yè)采用模具CAD/CAM技術(shù)的原因    傳統(tǒng)的模具設(shè)計與制造方法不能適應工業(yè)產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求。因此國內(nèi)外企業(yè)紛紛采用模具CAD/CAM技術(shù)。模具行業(yè)采用模具CAD/CAM技術(shù)的主要理由是:    (1) 利用幾何造型技術(shù)獲得的幾何模型可供后續(xù)的設(shè)計分析和數(shù)控編程等方面使用。    (2) 可以縮短新產(chǎn)品的試制周期，例如在汽車工業(yè)中，可縮短模具的設(shè)計制造周期。  

8、60; (3) 提高產(chǎn)品質(zhì)量的需要，如汽車車身表面等形狀，需要利用計算機準備數(shù)據(jù)和完成隨后的制造工作。    (4) 模具制造廠和用戶對CAD/CAM的需要增加。例如，利用磁盤進行數(shù)據(jù)傳送，用戶要求模具制造單位能夠交換信息和處理這些數(shù)據(jù)。    (5) 模具加工設(shè)備的效率不斷提高，需要計算機輔助處理數(shù)據(jù)，以提高設(shè)備利用率。    (6) 在企業(yè)中建立聯(lián)系各個部門的信息處理系統(tǒng)。五 、模具CAD/CAM技術(shù)在模典行業(yè)的應用現(xiàn)狀    模具 CAD/CAM技術(shù)發(fā)展很快。應用范圍日

9、益擴大。在沖模、鍛模、擠壓模、注射模和壓鑄模等方面都有比較成功的CAD/CAM系統(tǒng)。采用CAD/CAM技術(shù)是模具技術(shù)、生產(chǎn)革新化的措施，是模具技術(shù)發(fā)展的一個顯著特點。    目前我國模具行業(yè)應用的模具CAD/CAM軟件可以分為兩大類:一是機械行業(yè)內(nèi)通用的的CAD/CAM，如前面介紹的Unigraphics(UG)、SOLIDEDGE、AutoCAD、SolidWorks 、Pro/Engneer等。二是專門針對模具行業(yè)開發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)，如:上海交大模具CAD國家工程中心開發(fā)的冷沖模CAD系統(tǒng)等。    (1) 國外模具CA

10、D/CAM技術(shù)的應用現(xiàn)狀    工業(yè)發(fā)達國家較大的模具生產(chǎn)廠家在CAD/CAM上進行了較大的投資，正大力開發(fā)這一技術(shù)。目前，應用CAD/CAM技術(shù)較普遍的為美、日、德等國。例如，日本豐田汽車公司于1965 年將數(shù)控用于模具加工。20世紀80 年代初期開始采用覆蓋件沖模CAD/CAM系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括設(shè)計覆蓋件的NTDFB和CADEIT軟件和加工凸、凹模的TINCA軟件。利用三坐標測量儀測量粘土模型，并將數(shù)據(jù)送人計算機。將所得圖形經(jīng)平滑處理后，再把這些數(shù)據(jù)用于覆蓋件設(shè)計、沖模的設(shè)計與制造。該系統(tǒng)有較強的三維圖形功能，可在屏幕上反復修改曲面形狀，使工件在沖壓成形時不致產(chǎn)

11、生工藝缺陷，從而保證了模具和工件的質(zhì)量。模具型面的模型保存在數(shù)據(jù)庫中，TINCA軟件可利用這些數(shù)據(jù)，進行模具型面的數(shù)控加工。    (2) 國內(nèi)模具CAD/CAM技術(shù)的應用現(xiàn)狀    經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，在國內(nèi)的模具生產(chǎn)中，CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的應用。模具行業(yè)已引進相當數(shù)量的國外CAD/CAE系統(tǒng)， 如: Unigraphics(UG)、SOLIDEDGE、AutoCAD、SolidWorks、Pro/Engineer等。并配置了運行速度快、性能高的計算機。    但是對于國內(nèi)一些大型模具企業(yè)，它們的CAD/CAM應用狀