模具制造過(guò)程中CAD技術(shù)的應(yīng)用.doc

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1、模具制造過(guò)程中CAD技術(shù)的應(yīng)用摘要：作為一種高附加值和高技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，模具工業(yè)已成為當(dāng)今工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。而模具工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵主要依靠先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，本文在介紹瞭模具制造技術(shù)的性質(zhì)和特點(diǎn)的同時(shí),試析現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)、制造中應(yīng)用的各種先進(jìn)制造及3D技術(shù)的應(yīng)用，揭示瞭當(dāng)前模具制造領(lǐng)域的發(fā)展方向關(guān)鍵詞：GD技術(shù)模具制造應(yīng)用一、模具制造技術(shù)的性質(zhì)和特點(diǎn)模具的制造和使用方式形式多樣，技術(shù)含量高，生產(chǎn)工藝獨(dú)特，所牽系的生產(chǎn)要素多，應(yīng)用范圍廣等幾方面。除此之外,模具制造技術(shù)對(duì)生產(chǎn)者的業(yè)務(wù)能力和職業(yè)素質(zhì)都有很高的要求。模具制造技術(shù)具有以下

2、兩個(gè)方面的原因特點(diǎn):一，模具是單件生產(chǎn)的產(chǎn)品，即模具是根據(jù)成品之間的結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行和制造的專用成型工具；二，模具制造的關(guān)鍵主要是制造凸模、凹模及相關(guān)成型零件的專門(mén)工藝，以及模具制造工藝過(guò)程的優(yōu)化設(shè)計(jì)與高度節(jié)約問(wèn)題二、模具設(shè)計(jì)，加工的幾種技術(shù)1.高速加工技術(shù)高速加工概念起源於德國(guó),在常規(guī)切削范圍內(nèi)切削溫度隨著切削速度的增大而升高，當(dāng)切削速度達(dá)到臨界切削速度後，切削速度再增大，切削溫度反而下降，從而大大地減少加工時(shí)間，成倍地提高機(jī)床的生產(chǎn)率。高速加工的特點(diǎn)及在模具工業(yè)中的應(yīng)用：加工效率高由於切削速度高，進(jìn)給速度一般也提高5-1

3、0倍，這樣，單位時(shí)間材料切除率可提高3-6倍,因此加工效率大大提高；切削力小高速加工由於切削速度高，切屑流出的速度快，減少瞭切屑與刀具前面的摩擦，從而使切削力大大降低；熱變形小高速加工過(guò)程中，由於極高的進(jìn)給速度,95%的切削熱被切屑帶走，工件基本保持冷態(tài)，這樣零件不會(huì)由於溫升而導(dǎo)致變形;加工精度高高速加工機(jī)床激振頻率很高,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出"機(jī)床-刀具-工件"工藝系統(tǒng)的固有頻率范圍，這使得零件幾乎處?kù)丁盁o(wú)振動(dòng)"狀態(tài)加工，同時(shí)在高速加工速度下，積屑瘤、表面殘餘應(yīng)力和加工硬化均受到抑制，因此用高速加工的表面幾乎可與磨削相比另外，簡(jiǎn)化

4、工藝流程由於高速銃削的表面質(zhì)量可達(dá)磨削加工的效果，因此有些場(chǎng)合高速加工可作為零件的精加工工序,從而簡(jiǎn)化瞭工藝流程，縮短瞭零件加工時(shí)間。高速加工是以高切削速度、高進(jìn)給速度和高加工精度為主要特征的加工技術(shù)。其工件熱變形小，加工精度高，表面質(zhì)量好;非常適合模具加工中的薄壁、剛性較差、容易產(chǎn)生熱變形的零件，可以直接加工模具中使用的淬硬材料，特別是硬度在FRC46?60范圍內(nèi)的材料1.逆向工程技術(shù)按照傳統(tǒng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程，開(kāi)發(fā)過(guò)程是市場(chǎng)調(diào)研一概念設(shè)計(jì)一總體設(shè)計(jì)一詳細(xì)設(shè)計(jì)一制定工藝流程一設(shè)計(jì)工裝夾具一加工、檢驗(yàn)、裝配及性能測(cè)試一完成產(chǎn)

5、品。即從"設(shè)計(jì)思路一產(chǎn)品"的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程,這被稱為正向工程或順向工程。模具工業(yè)中的逆向T程應(yīng)用大致可分為以下幾種情況：在沒(méi)有設(shè)計(jì)圖樣以及設(shè)計(jì)圖樣不完整或沒(méi)有3D模型的情況下，在對(duì)零件原型進(jìn)行測(cè)量的基礎(chǔ)上形成零件的設(shè)計(jì)圖樣或GAD模型;某些難以直接用計(jì)算機(jī)進(jìn)行三維幾何設(shè)計(jì)的物體，目前常用黏土、本材或泡沫塑料進(jìn)行初始外形設(shè)計(jì)，再通過(guò)逆向工程將實(shí)物模型轉(zhuǎn)化為三維GXD模型;人們經(jīng)常需要對(duì)已有的產(chǎn)品進(jìn)行局部修改。原始設(shè)計(jì)沒(méi)有三維3D模型的情況，應(yīng)用逆向工程技術(shù)建立CAD模型，再對(duì)CAD模型進(jìn)行修改，這將大火縮短產(chǎn)品改型周期,提高

6、生產(chǎn)效率三、GAD技術(shù)的應(yīng)用模具設(shè)計(jì)是隨工業(yè)產(chǎn)品零件的形狀、尺寸與尺寸精度、表面質(zhì)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(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)。模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括產(chǎn)品零件成型工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)與力學(xué)計(jì)算和尺寸與尺寸精度確定與設(shè)計(jì)等，因此，模具設(shè)計(jì)常分為制件工藝分析與設(shè)計(jì)、模具總體方案設(shè)計(jì)、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)四個(gè)階段。3D,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助工程，它包括概念設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元分析、計(jì)算機(jī)仿真、計(jì)算機(jī)輔助繪圖和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過(guò)程管理等。應(yīng)用CAD技術(shù)可以設(shè)計(jì)出產(chǎn)品的大體結(jié)構(gòu)，再通過(guò)C7XE技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析

7、、可行性評(píng)估和優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用模具0D集成技術(shù)後，制件一般不需要再進(jìn)行原型試驗(yàn)，采用幾何造型技術(shù),制件的形狀能精確、逼真地顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，有限元分析程序可以對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)。借助於計(jì)算機(jī)，自動(dòng)繪圖代替瞭人工繪圖，自動(dòng)檢索代替瞭手冊(cè)查閱，快速分析代替瞭手工計(jì)算，使模具設(shè)計(jì)師能從繁瑣的繪圖和計(jì)算中解放出來(lái),集中精力從事諸如方案構(gòu)思和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等創(chuàng)造性的工作。在模具投產(chǎn)之前,3D軟件可以預(yù)測(cè)模具結(jié)構(gòu)有關(guān)參數(shù)的正確性目前,世界上大型的3DE軟件系統(tǒng)，如Pro/ENShEER.UG.Solidvorke、Alims等，都提供

8、瞭有關(guān)產(chǎn)品早期設(shè)計(jì)的系統(tǒng)模塊，我們稱之為工業(yè)設(shè)計(jì)模塊或概念設(shè)計(jì)模塊。例如，Pro/ENShEER就包含一個(gè)工業(yè)設(shè)計(jì)模塊一一ProDesign,用於支持自上而下的投影設(shè)計(jì)，以及在復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)中所包含的許多復(fù)雜任務(wù)的自動(dòng)設(shè)計(jì)。此模塊工具包括概念設(shè)計(jì)的二維非參數(shù)化的裝配佈局編輯器。這些系統(tǒng)模塊的應(yīng)用大大減少瞭設(shè)計(jì)師的工作量