CAD/CAM在模具工业上的应用
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2020-10-19
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CAD/CAM在模具工业上的应用在模具工业上的应用
模具制造业是最早应用计算机技术来提高设计、制造水平的机械行业之一。自从高速加工技术被引进模具工业
以来，计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助测量（CAT）、反求工程（RE）、计算机辅助工程（CAE）、计
算机辅助制造（CAM）和快速原型制造（RP）等在模具制造中获得了广泛而有效的应用。下面只简要介绍高速
加工中CAD技术和CAM技术的应用情况。
模具制造业是最早应用计算机技术来提高设计、制造水平的机械行业之一。自从高速加工技术被引进模具工业以来，计算机辅
助设计（CAD）、计算机辅助测量（CAT）、反求工程（RE）、计算机辅助工程（CAE）、计算机辅助制造（CAM）和快速
原型制造（RP）等在模具制造中获得了广泛而有效的应用。下面只简要介绍高速加工中CAD技术和CAM技术的应用情况。
计算机辅助设计（CAD）主要用来解决产品造型设计问题，可完成模具设计和产品可装配性检查等工作。常用的软件有 UG
，Pro/Engineer，Mastercam和Cimatron等，这些软件都具有模具设计开发功能。运用知识工程技术（KBE），把模具设计的
原理、经验、技能和规範等结合到系统中，设计人员只要输入工况参数、工程参数或应用要求，系统就能自动推理构造出符合
要求的数字化几何模型。有的设计软件（如UG）还具有数据读入、零件建模、缩放控制、自动模型布局、分模等功能，通过
使用过程模板和标准件库，把过程向导技术应用於模具的优化设计中，使只有最基础模具设计概念的初级设计人员也能设计出
高质量的模具来，大大提高了模具设计工作的效率。
由于模具的型腔大多由复杂曲面构成，在高速数控机床上加工时，CAM的数控编程是一项繁重的工作，编程质量在很大程
度上决定了模具的加工质量。影响模具零件编程质量的主要因素有：加工工艺路线、刀具类型、切削用量、转角清根的处理以
及加工精度与过切的检查等。高速加工的工艺路线是影响模具制造质量的主要因素。以往加工工艺是否合理完全决定于编程人
员的个人经验，一不小心，常会忽略一些技术细节，如：下刀点不正确、抬刀的安全高度不够、没有定义过切检查面等。如果
复查不严，不及时纠正，轻者会降低模具制造质量，造成工件返工；重者造成工件报废，甚至发生人身设备事故。
在高级CAM软件的虚拟加工仿真环境下，这个问题可以得到很好的解决：在计算机上虚构出高速数控机床的加工环境，放
上一个预先做好的“毛坯”，让 “刀具”进行动态模拟仿真，其情形就像真实加工过程一样。但仿真过程可以随时暂停，仿真时间
可以自由控制，以便编程人员进行检查。模拟仿真结束後，编程人员即可根据“刀具”运行的情况和“工件”加工後的形状来调整
加工工艺路线。这种虚拟加工技术，既可减轻编程人员的精神负担，又可保证模具的制造质量。釆用高速切削技术（HSC）
和CAD/CAM技术後，模具的生产周期可缩短约40%。
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