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(lái)的侦演，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)在模具生產(chǎn)中綜合應(yīng)用的一個(gè)新的飛躍兔辅。模具CAD/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)肤频，是一項(xiàng)高科技粪摘、高效益的系統(tǒng)工種瀑晒。它以計(jì)算機(jī)軟件的形式，為用戶提供一種有效的輔助工具徘意，使工種技術(shù)人員能借助于計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品苔悦、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝椎咧、數(shù)控加工及成本等進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化玖详。模具CAD/CAE在技術(shù)的迅猛發(fā)展，軟件勤讽，硬件水平的進(jìn)一步完善蟋座，為模具工業(yè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，為企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)脚牍，制造和生產(chǎn)水平的發(fā)展帶來(lái)了質(zhì)的飛躍向臀，已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)信息化，集成化碗品、網(wǎng)絡(luò)化的最優(yōu)選擇隆文。

　　一、模具CAD/CAM發(fā)展概況

　　模具CAD/CAM的發(fā)展?fàn)顩r符合通用CAD/CAM軟件的發(fā)展進(jìn)程芽嗓。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(jì)韧践，交互式圖形設(shè)計(jì)轿战、三維線框模型設(shè)計(jì)、三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)随象、自由曲面造型設(shè)計(jì)享积、參數(shù)化設(shè)計(jì)、特征造型設(shè)計(jì)等發(fā)展過(guò)程蘑弊。近年來(lái)又出現(xiàn)了許多先進(jìn)技術(shù)履岂，如變量化技術(shù)、虛擬產(chǎn)品建模技術(shù)等掘缭。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及函强，智能化(intelligent)、協(xié)同化(collaborative )觅冈、集成化(integrated)成為技術(shù)新的發(fā)展特點(diǎn)反璃，使CAD技術(shù)得以更廣泛的應(yīng)用，發(fā)展成為支持協(xié)同設(shè)計(jì)假夺、異地設(shè)計(jì)和信息共享的網(wǎng)絡(luò)CAD淮蜈。

　　二、模具CAD/CAM的特點(diǎn)

　　一個(gè)穩(wěn)定的已卷、可以滿足實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì)需要的模具CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)該具備下列特點(diǎn):

　　(l)模具CAD/CAM系統(tǒng)必須具備描述物體幾何形狀的能力梧田。模具設(shè)計(jì)中因?yàn)槟＞叩墓ぷ鞑糠?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(jì)的侧蘸。所以無(wú)論設(shè)計(jì)什么類型的模具裁眯，開(kāi)始階段必須提供產(chǎn)品零件的幾何形狀。否則讳癌，就無(wú)法輸人關(guān)于產(chǎn)品零件的幾何信息穿稳，設(shè)計(jì)程序便無(wú)法運(yùn)行。另外晌坤，為了編制NC加工程序逢艘，計(jì)算刀具軌跡，也需要建立模具零件的幾何模型骤菠。因此它改，幾何造型是模具CAD/CAM中的一個(gè)重要問(wèn)題。

　　(2)標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)模具CAD的必要條件裁愉。模具設(shè)計(jì)一般不具有唯一性驳辖。為了便于實(shí)現(xiàn)模具CAD，減少數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)量属缚，在建立模具CAD系統(tǒng)時(shí)首先要解決的問(wèn)題便是標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題，包括設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的標(biāo)準(zhǔn)化护狠、模具零件和模具結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化隧鸠。有了標(biāo)準(zhǔn)化的模具結(jié)構(gòu)飒迅，在設(shè)計(jì)模具時(shí)可以選用典型的模具組合，調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)模具零件懊玖，需要設(shè)計(jì)的只是少數(shù)工作零件泌弧。

　　(3)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的處理是模具CAD中的一個(gè)重要問(wèn)題。人工設(shè)計(jì)模具所依據(jù)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則大部分是以數(shù)表和線圖形式給出的力鹰。

　　三翻框、模具CAD/CAM的優(yōu)勢(shì)

　　計(jì)算機(jī)與設(shè)計(jì)人員交互作用，有利于發(fā)揮人機(jī)各自的特長(zhǎng)腺首，使模具設(shè)計(jì)和制造工藝更加合理化信粮。系統(tǒng)采用的優(yōu)化設(shè)計(jì)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(shí)間趁啸，提高生產(chǎn)率强缘。設(shè)計(jì)計(jì)算和圖樣繪制的自動(dòng)化大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間。CAD與CAM的一體化可顯著縮短從設(shè)計(jì)到制造的周期不傅。

　　(2) CAD/CAM可以較大幅度地降低成本旅掂。計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算和自動(dòng)繪圖大大節(jié)省了勞動(dòng)力。優(yōu)化設(shè)計(jì)帶來(lái)了原材料的節(jié)省访娶，例如商虐，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)方法難以加工的復(fù)雜模具型面崖疤，可減少模具的加工和調(diào)試工時(shí)称龙，使制造成本降低。CAD/CAM的經(jīng)濟(jì)效益有些可以估算戳晌、有些則難以估算鲫尊。由于采用CAD/CAM術(shù)，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間縮短沦偎，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快模博，大大增強(qiáng)了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

　　(3) CAE/CAM技術(shù)將技術(shù)人員從繁冗的計(jì)算鹤仲、繪圖和NC編程工作中解放出來(lái)攘调，使其可以從事更多的創(chuàng)造性勞動(dòng)。

　　(4)隨著塑性成形過(guò)程計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的提高壕赘，模具CAD/CAM/CAE一體化技術(shù)可以大大增加模具的可靠性拾哈，減少直至不需要試模修模過(guò)程，提高模具設(shè)計(jì)铐儡、制造的一次成功率染痊。

　　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(jì)與制造方法不能適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求庆葱。因此國(guó)內(nèi)外企業(yè)紛紛采用模具CAD/CAM技術(shù)组救。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(jì)分析和數(shù)控編程等方面使用喧丛。

　　(2)可以縮短新產(chǎn)品的試制周期，例如在汽車工業(yè)中辰车，可縮短模具的設(shè)計(jì)制造周期缔直。

　　(3)提高產(chǎn)品質(zhì)量的需要，如汽車車身表面等形狀博其，需要利用計(jì)算機(jī)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)和完成隨后的制造工作套才。

　　(4)模具制造廠和用戶對(duì)CAD/CAM的需要增加。例如慕淡，利用磁盤進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送背伴，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)備的效率不斷提高儡率，需要計(jì)算機(jī)輔助處理數(shù)據(jù)挂据，以提高設(shè)備利用率。

　　(6)在企業(yè)中建立聯(lián)系各個(gè)部門的信息處理系統(tǒng)儿普。

　　五崎逃、模具CAD/CAM技術(shù)在模典行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀

　　模具CAD/CAM技術(shù)發(fā)展很快。應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大眉孩。在沖模个绍、鍛模、擠壓模浪汪、注射模和壓鑄模等方面都有比較成功的CAD/CAM系統(tǒng)巴柿。采用CAD/CAM技術(shù)是模具技術(shù)、生產(chǎn)革新化的措施书吗，是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)栓属。

　　目前我國(guó)模具行業(yè)應(yīng)用的模具CAD/CAM軟件可以分為兩大類:一是機(jī)械行業(yè)內(nèi)通用的的CAD/CAM，如前面介紹的Unigraphics(UG)女践、SOLIDEDGE周矢、AutoCAD、SolidWorks盹斟、Pro/Engneer等沟赏。二是專門針對(duì)模具行業(yè)開(kāi)發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)，如:上海交大模具CAD國(guó)家工程中心開(kāi)發(fā)的冷沖模CAD系統(tǒng)等焰垄。

　　(1)國(guó)外模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

　　工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家較大的模具生產(chǎn)廠家在CAD/CAM上進(jìn)行了較大的投資提钟，正大力開(kāi)發(fā)這一技術(shù)。目前藐檀，應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)較普遍的為美锻转、日、德等國(guó)。例如拍随，日本豐田汽車公司于1965年將數(shù)控用于模具加工傍菇。20世紀(jì)80年代初期開(kāi)始采用覆蓋件沖模CAD/CAM系統(tǒng)猾瘸。該系統(tǒng)包括設(shè)計(jì)覆蓋件的NTDFB和CADEIT軟件和加工凸界赔、凹模的TINCA軟件。利用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量粘土模型牵触，并將數(shù)據(jù)送人計(jì)算機(jī)淮悼。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(jì)揽思、沖模的設(shè)計(jì)與制造袜腥。該系統(tǒng)有較強(qiáng)的三維圖形功能，可在屏幕上反復(fù)修改曲面形狀钉汗，使工件在沖壓成形時(shí)不致產(chǎn)生工藝缺陷羹令，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(kù)中损痰，TINCA軟件可利用這些數(shù)據(jù)福侈，進(jìn)行模具型面的數(shù)控加工。

　　(2)國(guó)內(nèi)模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

　　經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展卢未，在國(guó)內(nèi)的模具生產(chǎn)中肪凛，CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。模具行業(yè)已引進(jìn)相當(dāng)數(shù)量的國(guó)外CAD/CAE系統(tǒng)躏宗，如: Unigraphics(UG)邦霸、SOLIDEDGE、AutoCAD根爆、SolidWorks幕封、Pro/Engineer等。并配置了運(yùn)行速度快英鸵、性能高的計(jì)算機(jī)铁磕。

　　但是對(duì)于國(guó)內(nèi)一些大型模具企業(yè)，它們的CAD/CAM應(yīng)用狀況多停留在從國(guó)外購(gòu)買先進(jìn)的CAD/CAM系統(tǒng)和設(shè)備妙旅，但在其上進(jìn)行的二次開(kāi)發(fā)較少军裂，資源利用率低;對(duì)于國(guó)內(nèi)一些中小型模具企業(yè)，它們的CAD/CAM應(yīng)用很少战覆，有些僅停留在以計(jì)算機(jī)代替畫(huà)板繪圖威沙。所以有必要改善國(guó)內(nèi)模具企業(yè)的CAD/CAM應(yīng)用狀況，使它們真正做到快速柬乓、準(zhǔn)確地對(duì)市場(chǎng)做出反應(yīng)攘活，并使制造的模具產(chǎn)品質(zhì)量高、成本低玄呛，即達(dá)到敏捷制造的目的阅懦。

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