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1、CAD與CAM技術在模具設計中的應用 【摘要】在模具設計的過程中，利用先進的CAD技術進行模具設計省事、省力，而且最為重要的是保證了成型后制品的準確性，減少了試模的次數(shù)，縮短了模具的設計及生產的周期。 【關鍵詞】模具設計CAD與CAM應用形式 1.模具CAD的基本概念 CAD（ComputerAidedDesign）是利用計算機硬、軟件系統(tǒng)輔助人們對產品或工程進行總體設計、繪圖、工程分析與技術文檔等設計活動的總稱，是一項綜合性技術?！ ?.CAD技術的發(fā)展過程 第一，20世紀50年代后期至70年代初期，此階段為初級階段――線框造型技術?！ 〉诙?，2
2、0世紀70年代初期至80年代初，此階段是第一次CAD技術革命――曲面（表面）造型技術。 第三，20世紀80年代中期至90年代初期，此階段是第三次CAD技術革命――參數(shù)化技術。參數(shù)化設計是用幾何約束、工程方程與關系來定義產品模型的形狀特征，也就是對零件上的各種特征施加各種約束形式，從而達到設計一組在形狀或功能上具有相似性的設計方案。目前能處理的幾何約束類型基本上是組成產品形體的幾何實體公稱尺寸關系和尺寸之間的工程關系，故參數(shù)化技術又稱為尺寸驅動幾何技術。4 3.CAD技術和模具結構設計 模具機構設計應用相應的CAD軟件，根據(jù)要實現(xiàn)的功能、外觀和結構要求，
3、先設計草圖，然后生成相應的實體，接著子裝配和總體裝配，仿真模具開模過程，檢查干涉情況，并進行真實渲染。整個過程也可以從上到下進行修改，每個過程的參數(shù)都可以改變，并可以設定參數(shù)間的關聯(lián)性?！ ?.1草圖重建技術?！ 〔輬D設計是整個模具設計的基礎。現(xiàn)在的草圖重建技術已經發(fā)展的非常成熟，這種技術是模具設計人員用二維和三維設計草圖進行三維建模的關鍵技術。這種技術能夠對草圖的各個尺寸和相關的約束進行修改和重建。目前草圖重建技術已經比較成熟，一些大型的CAD軟件系統(tǒng)如Pro/Engineer、UG等都提供草圖設計模塊?！ ?.2曲面特征設計。 隨著人們對產品質量和美觀
4、性要求的不斷提高，又由于曲面特征具有的諸多有點，在產品外形設計重，曲面特征設計成為模具設計的一個重要部分。目前CAD業(yè)界涌現(xiàn)出一批像EDS的UG、PTC的Pro/Engineer等等一系列的優(yōu)秀的CAD軟件，它們的三維實體建模、參數(shù)建模及復合建模技術，實體與曲面相結合的造型方法，以及自由形式特征技術為模具設計提供了強有力的工具?！ ?.3變量裝配設計技術。4 裝配設計建模的方法主要有自底向上、概念設計、自頂向下等三種方法。自底向上方法是先設計出詳細零件，再拼裝產品。而自頂向下是先有產品的整個外形和功能設想，再在整個外形里一級一級地劃分出產品的部件、子部件，
5、一直到底層粗糙的零件。在模具中，由于有些模具的結構非常的復雜，在模具設計時只有采用自頂向下的設計方法，變量裝配設計才支持自頂向下的設計。 4.CAD技術在模具設計中的發(fā)展方向 模具CAD技術在傳統(tǒng)的應用基礎上還要不斷的適應新的環(huán)境和新的挑戰(zhàn)，尋求新的發(fā)展?！ ?.1逐步提高CAD系統(tǒng)的智能化程度?！ ∪斯ぶ悄苁怯嬎銠C的幾大功能之一，將人工智能引入CAD系統(tǒng)，使其具有專家的經驗和知識，具有學習、推理、聯(lián)想和判斷的能力，從而達到設計自動化的目的。目前提高智能化程度的路徑有兩條：一是繼續(xù)研究專家系統(tǒng)技術的應用；二是開展KBE（基于知識工程）技術的研究，主要是開
6、發(fā)基于KBE的專用工具，如Pr/E. 4.2研究模具的運動仿真技術，即沖模的沖壓過程與注射模的運動仿真?！ ∫驗闆_模與注射模的結構復雜，在沖壓與注射過程中，一些模具零件的運動難免產生干涉現(xiàn)象，特別是級進模還可能存在條料運動與模具運動的干涉，而在設計中這些現(xiàn)象難以發(fā)現(xiàn)，故只有采用仿真技術在計算機上顯示其運動狀態(tài)，即時改正錯誤的設計，以避免生產中出現(xiàn)問題?！ ?.3協(xié)同創(chuàng)新設計將成為模具設計的主要方向。4 制造業(yè)垂直整合的模式使得世界范圍內的產品銷售、產品設計、產品生產和模具制造分工更明確。模具企業(yè)間通過Internet網(wǎng)絡進行異地協(xié)同設計和制造。根據(jù)企業(yè)自
7、身的信息化程度和企業(yè)間合作的層次不同，采用的技術手段和方案有很大不同?！ ‰S著科技的不斷進步，制造業(yè)正向數(shù)字化、全球化、網(wǎng)絡化的方向發(fā)展，產品的生命周期越來越短，新產品的上市速度越來越快。模具是制造業(yè)的基本工藝設備，模具設計的、制造的效率對產品的開發(fā)效率有決定性影響。因此在模具設計的過程中，利用先進的CAD技術進行模具設計省事、省力，而且最為重要的是保證了成型后制品的準確性，減少了試模的次數(shù)，縮短了模具的設計及生產的周期。4
