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陈江虎
（广西机电职业技术学院,广西 南宁 530007）
摘 要：现今,传统模具设计制造技术已经非常落后,难以满足市场对模具的要求,所以新模具设计、制造技术的开发和研制迫在眉睫.基于这种形势,模具CAD/CAM技术得以迅速发展,并在现代模具生产中占据重要地位.目前在模具的设计制造过程中已较广泛应用CAD/CAM技术,CAD/CAM技术能够使生产周期和生产成本显著缩减,使经济效益和生产效率明显提高.文章对CAD/CAM的技术特点进行了总结,阐述了CAD/CAM在高精密模具设计制造中的应用.
关键词：CAD/CAM；高精密模具；模具设计制造；模具精度；模具检测
中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）19-0044-03
随着我国社会经济的发展,家电、汽车、摩托车等工业也得以快速发展,工业产品在性能达到要求的条件下,它的外形产生越来越复杂的变化,另外,产品更新换代的速度也不断加快,而模具与这些产品的制造紧密相关,这就对模具制造行业提出了一个新的要求,要求其能以最高的质量、最低的成本、最快的速度进行模具生产.因此,模具企业通过利用集成制造技术CAD/CAM和先进的管理措施,从而在激烈的市场竞争中占据一席之地.CAD/CAM技术,也就是计算机辅助设计以及计算机辅助制造技术发展到现在已经较为完善.实践证明,各种数控（NC）加工编程问题和复杂形状模具的造型都得到了很好的处理,实现了良好的尺寸协调性及精度,提高了几倍生产效率,使产品生产周期和设计时间大大缩短,而且保证提高了模具质量,其技术广泛应用于数控加工及设计复杂型面模具.
模具加工厂:UG5.0模具加工实例解析1-1
1. CAD过程
1.1 利用的CAD数据模型可以是现有客户提供的,将其转换成所需图形
有的客户会把绘制好的图形提供给模具企业.模具企业制造方和客户方如果使用的软件不一致,图纸数据交流困难的情况就会产生,因此数据接口问题必须解决.由于大部分CAD程序的数据库形式各有不同,而与其他程序不能共同使用几何数据,所以CAD几何体在由客户方向企业制造方提供的时候,必须进行翻译,使其成为模具企业制造方能够接受并读取.一般情况下是通过如标准“IGES”或“STEP”通用几何体转换,或者专用的转化器实施数据转换.
1.2 设计图形直接利用CAD/CAM技术
随着科学技术的快速进步,在生产模具的过程中广泛应用CAD/CAM技术,通常情况下在以市场调查的基础上进行周密研究,然后进行生产决策,之后生产计划下达开始操作手段,紧接着开发设计模具的工作人员使用模CAD工作站,对模具设计中的分析、造型、计算以及绘制工程图等工作进行完成,而且评价产品性能在设计阶段就可以进行,设计者从繁重的绘图中可以得到解脱,可以在创造性的工作上应用更多的时间.
2. CAM过程
2.1 集成制造CAD/CAM技术
建立单一的图形数据库是模具CAD/CAM系统的集成重点,在CAD、CAM各单元间获得自动转换与传递数据,使CAM阶段能对CAD阶段的三维图形完全吸收,降低了中间建模的误差和时间；利用计算机反复优化和修改温度在模具工作中的分布情况,以及在模具中的模具结构、性能以及塑料液体流动、加工精度情况等,在正式生产前查找问题、发现问题,使制模时间大大减少,模具加工精度大大提高.模具集成制造运行图见图1,采用CAD/CAM软件具备详细设计、基础设计、概念设计等功能,面向的对象是参数化造型和统一数据库,它提供了一个良好的平台发展模具的集成制造技术.
2.2 模具高速加工应用CAD/CAM
Salomon于60多年前提出高速加工的概念,并进一步研究了高速加工技术.刀具直径与主轴速度对高速加工产生很大作用,刀具寿命、所切削的材料及加工工艺等对还高速加工也会产生一定的影响.通常来讲,达40000r/min以上主轴速度可加工小型模具细节结构,而称12000r/min以上的主轴加工速度为高速加工,通常可加工大型汽车覆盖件模具.
高速加工相比于传统模具的加工方式,其优点为：模具加工工序简化；模具表面的质量加强；模具加工的速度提高；利于模具修复.因高速加工与传统加工存在区别,高速加工的加工工艺要求比较特殊,所有的工艺过程都包含于数控加工的数控指令,所以,应用CAM系统在高速加工的系统中对其相应的特殊要求必须满足：具有全程自动刀柄干涉检查和自动防过切处理能力；CAM系统的计算编程速度必须很快；优化处理进给率功能；模具高速加工改变编程方式与要求编程人员；具有丰富的、与高速加工要求符合的加工策略.
2.3 生产过程管理应用CAD/CAM
基本由个人计算机和小型计算机终端组成CAD/CAM系统的应用网络,在整个生产过程中FMS管理系统软件可实施跟踪管理.如外购件的采购状况、流转零件状况、加工进度、加工品质、收货状况等都能够掌握.通过对这种软件的应用可以节省劳动力,帮助进行适当的外购物品时机选择.
完善的材料清单生成,就是在库存管理中使所有加工状况信息全部进入.然后以加工工艺路线为依据实施加工.停工待料的时间、机床运转时间的数据及操作人员加工工时都可以通过该系统逐日提供.这样不仅能够减少机床空耗的时间,还能计算出实际的生产成本,以此实现生产成本减少的目的.
2.4 模具检测应用CAD/CAM
可移动式三坐标测量仪在传统模具加工中的作用与三坐标测量仪在配合CAD/CAM系统进行检验中的作用有很大区别.CAD/CAM系统测量空间在3250×2090 ×1370mm中,三标测量仪的任何一点都为0.015mm精度定位,可达40t测量塑料模或冲模的零件质量.测量仪的测量精度如何保持最好的效果,应将它放在一个独立的机房中,与外界环境隔绝,保持室温20℃.为了避免振动影响测量结果,安装三坐标测量仪应在质量为100t的由气垫支承的混凝土底座上.
三坐标测量仪作为一种工具,不仅可以最终检验模具品质,也可以在加工过程实施检测,也就是中间检验各道加工工序,从而掌握所需的几何形状如何更精确地加工.在对模具实施检验的过程中,零件的各部位需以较密的轨迹进行检测.通常情况下检验每一副模具需两次,在冲压加工之前一次、之后一次.检验的过程中,上、下模型腔的对合状况应通过理论计算厚度方式测量,从而了解CAD设计数据精度的具体情况.
2.5 提高模具精度应用CAD/CAM
引入CAD/CAM系统实施模具制造,对于冲压模具来讲,提高了加工精度,而主模型和靠模不必再使用.如公差加工具有很严的要求,且磨削主要型腔面后需要的模具需手工抛光,具有良好效果的是用CAD数据加工,远胜于靠模和主模型的效果,其根本差距就是加强了控制尺寸.一般情况下模具的主要型腔表面是用CAD数据精确地加工出来的,然后把主要型腔面与其他零件一起配合加工.现阶段模具工程师可以利用各种CAD/CAM软件生成CNC机床的刀具轨迹和实施模具设计,并且还能够提供用于模具的热性能分析和铸造品质改进的有限元分析.
3. 结语
CAD/CAM将分析、设计、制造、生产管理模具有机融为一体,提供了先进的设计理念,提高模具制造水平.在设计制作模具的过程中,因用户将产品三维造型模型提供出来,我们在实施模具设计与编程的过程中就可以直接利用这个模型,使我们节省了建模时间,减少了模具设计时间,缩短了模具制造工期,极大加强了加工精度.随着科学技术的不断发展和CAD/CAM技术的不断进步,模具工业将会产生更大的变革.
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作者简介：陈江虎（1973-）,男,广西蒙山人,供职于广西机电职业技术学院,研究方向：模具设计与制造.
总结：本文关于模具加工论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
模具加工厂引用文献:
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