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1、关于模具的CAD/CAM技术发展摘要:介绍铸造模、锻模、级进模、汽车覆盖件模和塑料注射模CAD/CAM技术的发展概况,并论述了模具CAD/CAM技术的最新开发成果和发展趋势。关键词：汽车覆盖件模;塑料注射模;CAD/CAM模具CAD/CAM既是改造传统模具生产方式的关键技术,又是一项高科技、高效益的系统工程。它以计算机软件的形式,为企业生产提供了一种有效的辅助工具,使工程技术人员借助于计算机对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化。模具CAD/CAM技术对缩短模具设计与制造周期,降低生产成本和提高产品质量所起
2、的显著作用已成为模具界的共识。与任何新生事物一样,模具CAD/CAM在近20年中经历了从简单到复杂、从试点到普及的过程,进入本世纪以来,它的发展速度更快、应用范围更广。为了使广大模具工作者能进一步加深对该技术的认识,更好发挥模具CAD、CAM的作用。图1模具并行设计1塑料注射模CAD/CAM的发展概况塑料注射模CAD/CAM是伴随着通用机械CAD/CAM技术发展而不断深化的。从20世纪60年代基于线框模型的CAD系统开始,到70年代以曲面造型为核心的CAD/CAM系统,80年代实体造型技术的成功应用,90年代基于特征的参数化实体/曲
3、面造型技术的完善,为塑料注射模采用CAD/CAM技术提供了可靠的保证。目前在国内外市场已涌现出一批成功应用于塑料注射模的CAD/CAM系统。现在国外一些著名的商品化三维造型软件都带有独立的注射模设计模块,如美国PTC公司的Pro/E、UGS公司的UGII、SDRC公司的IDEAS系统。这3个CAD/CAM系统目前在塑料模具工业中的应用最为广泛。此外还有美国CV公司的CADDS系统、法国MATRA公司的EUCLID系统、法国DASSAULT公司的CATIA系统、英国DELCAM公司的DUCT系统、日本造船信息系统株式会社的SpaceE
4、系统和日本UNISYS株式会社的CADCEUS系统等都各具特色,拥有各自的用户群。塑料注射模CAE技术的发展也十分迅速,从20世纪60年代的一维流动和冷却分析到70年代的二维流动和冷却分析再到90年代的准三维流动和冷却分析,其应用范围已扩展到保压分析、纤维分子取向和翘曲预测等领域并且成效卓著。塑料注射成形CAE商品化软件中应用最广泛的当数美国Moldflow公司的模拟软件MF,该软件主要包括流动模拟(MF/FLOW)、冷却分析(MF/COOL)、翘曲分析(MF/WARP)、气辅分析(MF/GAS)和应力分析(MF/STRESS)等。
5、该公司于1998年推出准三维的双面流软件(partadviser),2002年推出真三维的实体流软件模块,目前该公司在世界上拥有较大的用户群。近十余年来,我国对塑料注射成形CAE技术也开展了系统而深入的研究。华中科技大学、上海交通大学、郑州大学和南昌大学等都相继取得了可喜的成果。如华中科技大学模具技术国家重点实验室在最近推出的商品化塑料注射成形集成化仿真系统HSCAE6.10,从1989年推出HSCAE1.0版到如今的6.10版,经历了从二维分析到三维分析,从实用化到商品化,从局部试点到大面积推广应用的进程。该软件系统已成为塑料制品
6、设计、模具结构优化和工程师培训的有力工具,HSCAE仿真系统目前已在国内80多家工厂和学校推广应用。图2注塑模型腔2模具CAD/CAM的发展趋势本世纪的科学技术正处于日新月异的变革之中,通过与计算机技术的紧密结合,人工智能技术、并行工程、面向装配、参数化特征建模及关联设计等一系列与模具工业相关的技术发展之快、学科领域交叉之广前所未见。今后10年新一代模具CAD/CAE/CAM系统必然是当今最好的设计理念、最新的成形理论和最高水平的制造方法相结合的产物,其特点将反映在专业化、网络化、集成化和智能化4个方面。随着模具工业的快速发展,近几
7、年来世界各国的软件开发商投入了巨大的人力和物力,针对各类模具的特点,将通用的CAD/CAM系统改造为模具行业专用的系统,并取得了较大成效。已投入使用的有美国UGS公司的级进模设计系统NX?PDW、塑料注射模设计系统MoldWizard、以色列Cimatron公司的模具设计和制造系统Quick、英国DELCAM公司的塑料模设计和制造系统PSMoldmaker、法国Misslelsoftware公司的注射模专用软件TopMold和级进模专用软件TopProgress、日本UNISYS株式会社的塑料模设计和制造系统CADCEUS等。这些软
8、件的技术特点是都能在统一的系统环境下,使用统一的数据库,完成特定模具的设计。NXPDW初步实现了模具零件的结构关联,CADCEUS的特色在于三维设计与二维视图的联动,PSMoldmaker做到了加工信息的自动封装,这些特点使得专业软件
