CAD／CAM／CAE在模具设计中的应用2

《CAD／CAM／CAE在模具设计中的应用2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、1CAD过程（1）直接通过CAD/CAM进行图形设计随着技术的发展，CAD/CAM技术在模具的生产中，将普遍采用经过市场调查及其周密的研究，进行生产决策，下达生产计划及实施措施，紧接着模具开发设计者使用模CAD工作站，完成模具设计中的造型、计算、分析以及绘制工程图，而且可在设计阶段对产品性能进行评价，可使设计者从繁重的绘图中解放出来，能有更多的时间作创造性的工作。（2）利用现有客户提供的CAD数据模型，转换成所需图形模具企业有的客户提供绘制好的图形。客户方和模具企业制造方若使用不同的软件，就会出现图纸数据交流的困难。这需要解决数据接口问题。因为大多数CAD程序有其

2、各自不同的数据库形式而不能和其它程序共用几何数据。因此客户方的CAD的几何体必须翻译成模具企业制造方的接受程序能读取的东西。通常的办法是使用通用几何体转换标准如“IGES”或“STEP”，以及一些专用的转化器进行数据转换。2CAE过程模具CAE技术已较广泛的应用在注塑模、压铸模、锻模、挤压模、冲压模等模具的优化设计中，并在实际中指导生产。注塑模CAE主要包括模具结构分析、运动分析、装配及干涉检查、成型过程分析等。压铸模CAE目前主要以压铸件充型的流场数值模拟、压铸模件的温度场模拟、压铸模件的应力场数值模拟为主。挤压模CAE主要对生产过程中模具的变形过程、应力场和温

3、度场分布及变化、摩擦、润滑等问题进行分析和实验，实现模具的优化设计。以注射成型为例。其充模流动过程是一个相当复杂的物理过程，高温塑料熔体在压力的驱动下通过流道、浇口向型腔内充填，将型腔内的气体排出，这需要确定排气的位置；多股流料在某处汇合会形成熔接痕，这需要确定熔接痕的位置；这些以前需要经过多次试模之后才能够得到圆满解决，既浪费了资源又延长了模具生产周期。现在这些问题可以通过计算机辅助工程分析来解决（CAE），在计算机上进行塑料熔体的液态流动性分析，确定浇口的位置、大小，排气的位置、熔接痕的位置及可能产生充模不满的位置，这样在模具设计时就可以采取有效手段来避免这些

4、问题的产生。3CAM过程（1）CAD/CAM用于模具高速加工60多年前，Salomon提出高速加工的概念，并对高速加工进行了深入的研究。高速加工不仅取决于主轴速度与刀具直径，还与所切削的材料、刀具寿命及加工工艺等综合因素有关。一般认为，对于小型模具细节结构的加工，主轴速度可达40000r/min以上，而对大型汽车覆盖件模具的加工，一般主轴速度12000r/min以上的加工即可称为高速加工。与传统模具加工方式相比，高速加工的优势是：提高了模具加工的速度；可获得高质量的模具表面；简化了模具加工工序；使模具修复过程变得更加方便。由于高速加工有着不同于传统加工的特殊的加工

5、工艺要求，而数控加工的数控指令包含了所有的工艺过程，故应用于高速加工的数控自动编程系统的CAM系统必须能够满足相应的特殊要求：CAM系统应具有很高的计算编程速度；全程自动防过切处理能力及自动刀柄干涉检查；进给率优化处理功能；符合高速加工要求的丰富的加工策略；模具高速加工对编程人员的要求与编程方式的改变。（2）CAD/CAM用于提高模具精度在模具制造过程中引入CAD/CAM系统后，对于冲压模具而言，不需要再使用主模型和靠模，加工精度也得到了提高。例如加工公差要求很严且主要型腔面磨削后需手工抛光的模具时，用CAD数据进行加工比用主模型和靠模的效果好，其主要差别是对尺寸

6、的控制从根本上得到了改善。通常的方法是用CAD数据精确地加工出模具的主要型腔表面，然后将其他零件与主要型腔面进行配合加工。目前，各种CAD/CAM软件可以帮助模具工程师进行模具设计和生成CNC机床的刀具轨迹，并且还可以提供用于改进铸造品质的有限元分析和模具的热性能分析。（3）CAD/CAM用于模具检测用于配合CAD/CAM系统进行检验的三坐标测量仪与原来的适用于传统模具加工的可移动式三坐标测量仪不同。这种三标测量仪在3250mm×2090mm×1370mm的测量空间中的任何一点的定位精度为0.015mm。能够测量冲模或塑料模的零件质量可达40t。为了使测量仪保持其

7、最高的测量精度，应将它放在与外界环境隔绝的独立机房中，室温应保持20°C。为了防止振动对测量带来不良影响，应将三坐标测量仪安装在由气垫支承的质量为100t的混凝土底座上。三坐标测量仪不仅可作为一种最终检验模具品质的工具，也应该作为一种对加工过程进行检测的工具，即对各道工序加工后进行中间检验，以便确定如何更精确地达到加工而所需的几何形状。在对模具进行检验时，需以较密的轨迹通过检测零件的各部位。每一副模具一般需检验两次，一次在冲压加工之前，另一次在冲压加工以后。检验时，应采用理论计算厚度对上、下模型腔的对合状况进行测量，以便掌握CAD设计数据精度达到的实际状况。（4）

8、CAD/C