模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分別發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,它是計(jì)算機(jī)技術(shù)在模具生產(chǎn)中綜合應(yīng)用的一個(gè)新的飛躍。模具CAD/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù),是一項(xiàng)高科技、高效益的系統(tǒng)工種。它以計(jì)算機(jī)軟件的形式,為用戶提供一種有效的輔助工具,使工種技術(shù)人員能借助于計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。模具CAD/CAE在技術(shù)的迅猛發(fā)展,軟件,硬件水平的進(jìn)一步完善,為模具工業(yè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持,為企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì),制造和生產(chǎn)水平的發(fā)展帶來了質(zhì)的飛躍,已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)信息化,集成化、網(wǎng)絡(luò)化的最優(yōu)選擇。
一 、模具CAD/CAM發(fā)展概況
模具CAD/CAM的發(fā)展?fàn)顩r符合通用CAD/CAM 軟件的發(fā)展進(jìn)程。目前通用CAD/CAM 軟件的發(fā)展現(xiàn)狀如下:CAD技術(shù)經(jīng)歷了二維平面圖形設(shè)計(jì),交互式圖形設(shè)計(jì)、三維線框模型設(shè)計(jì)、三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)、自由曲面造型設(shè)計(jì)、參數(shù)化設(shè)計(jì)、特征造型設(shè)計(jì)等發(fā)展過程。近年來又出現(xiàn)了許多先進(jìn)技術(shù),如變量化技術(shù)、虛擬產(chǎn)品建模技術(shù)等。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及,智能化(intelligent)、協(xié)同化(collaborative )、集成化(integrated)成為技術(shù)新的發(fā)展特點(diǎn),使CAD技術(shù)得以更廣泛的應(yīng)用,發(fā)展成為支持協(xié)同設(shè)計(jì)、異地設(shè)計(jì)和信息共享的網(wǎng)絡(luò)CAD。
二、模具CAD/CAM的特點(diǎn)
一個(gè)穩(wěn)定的、可以滿足實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì)需要的模具CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)該具備下列特點(diǎn):
(l)模具CAD/CAM系統(tǒng)必須具備描述物體幾何形狀的能力。模具設(shè)計(jì)中因?yàn)槟>叩墓ぷ鞑糠?如拉深模、鍛模和注射模的型腔)是根據(jù)產(chǎn)品零件的形狀設(shè)計(jì)的。所以無論設(shè)計(jì)什么類型的模具,開始階段必須提供產(chǎn)品零件的幾何形狀。否則,就無法輸人關(guān)于產(chǎn)品零件的幾何信息,設(shè)計(jì)程序便無法運(yùn)行。另外,為了編制NC加工程序,計(jì)算刀具軌跡,也需要建立模具零件的幾何模型。因此,幾何造型是模具CAD/CAM中的一個(gè)重要問題。
(2)標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)模具CAD的必要條件。模具設(shè)計(jì)一般不具有唯一性。為了便于實(shí)現(xiàn)模具CAD,減少數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)量,在建立模具CAD系統(tǒng)時(shí)首先要解決的問題便是標(biāo)準(zhǔn)化問題,包括設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的標(biāo)準(zhǔn)化、模具零件和模具結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化。有了標(biāo)準(zhǔn)化的模具結(jié)構(gòu),在設(shè)計(jì)模具時(shí)可以選用典型的模具組合,調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)模具零件,需要設(shè)計(jì)的只是少數(shù)工作零件。
(3)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的處理是模具CAD中的一個(gè)重要問題。人工設(shè)計(jì)模具所依據(jù)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則大部分是以數(shù)表和線圖形式給出的。
三、模具CAD/CAM的優(yōu)勢(shì)
計(jì)算機(jī)與設(shè)計(jì)人員交互作用,有利于發(fā)揮人機(jī)各自的特長,使模具設(shè)計(jì)和制造工藝更加合理化。系統(tǒng)采用的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法有助于某些工藝參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。
(1) CAD/CAM可以節(jié)省時(shí)間,提高生產(chǎn)率。設(shè)計(jì)計(jì)算和圖樣繪制的自動(dòng)化大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間。CAD與CAM的一體化可顯著縮短從設(shè)計(jì)到制造的周期。
(2) CAD/CAM可以較大幅度地降低成本。計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算和自動(dòng)繪圖大大節(jié)省了勞動(dòng)力。優(yōu)化設(shè)計(jì)帶來了原材料的節(jié)省,例如,沖壓件的毛坯優(yōu)化排樣可使材料利用率提高5%—7%。采用CAM可加工傳統(tǒng)方法難以加工的復(fù)雜模具型面,可減少模具的加工和調(diào)試工時(shí),使制造成本降低。CAD/CAM的經(jīng)濟(jì)效益有些可以估算、有些則難以估算。由于采用CAD/CAM術(shù),生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間縮短,產(chǎn)品更新?lián)Q代加快,大大增強(qiáng)了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。
(3) CAE/CAM技術(shù)將技術(shù)人員從繁冗的計(jì)算、繪圖和NC編程工作中解放出來,使其可以從事更多的創(chuàng)造性勞動(dòng)。
(4) 隨著塑性成形過程計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的提高,模具CAD/CAM/CAE一體化技術(shù)可以大大增加模具的可靠性,減少直至不需要試模修模過程,提高模具設(shè)計(jì)、制造的一次成功率。