CAD/CAM技术在模具设计中的应用

[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。文章对CAD/CAM常用软件进行介绍，阐述了CAD/CAM在模具设计制造中的应用。

[关键词]模具设计 CAD CAM

中图分类号：R62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）10-0228-01

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。

1.CAD/CAM常用软件概述

1.1 CAD常用软件

Auto CAD的平面功能已很完善，三维功能不全，故而多作为一个二维的平面软件应用到相关行业。Pro/E具有较强的CAD功能，同时也具有CAM功能，它主要是作一个CAD软件在使用的，非常适用于结构设计和模具设计。但因为在建模过程中各特征的严密父子关系使得修改特征不那么容易，同时由于它不支持布尔运算和其它局部造型操作，故而其适用范围受到限制。

Solidworks是一款参变量式三维CAD设计软件，具有表现卓越的几何造型和分析功能，操作灵活，运行速度快，设计过程简单、便捷，在机械制图和结构设计领域已受到广大用户青睐并成为三维CAD设计的主流软件。

1.2 CAM常用软件

UG是当今世界最先进的CAD/CAM软件，采用复合建模技术可将实体建模，曲面建模，线框建模，显示几何建模与参数化建模融为一体，具有强大的复杂曲面造型建模功能以及CAM能力，支持定轴，多轴和变轴铣削功能，可加工UG造型模块中生成的任何几何体。缺点是不允许在零件之间定义约束。

I-deas是高度集成化的CAD/CAM软件系统。在单一数字模型中完成从产品设计、仿真分析、测量直至数控加工的产品研发全过程，附加的CAM部分IDeasCamand可以方便地仿真刀具及机床的运动，并可以对数控加工过程进行自动控制和优化。其模型修改允许形状几何拓扑关系变化，操作简便，还支持动态导航、登陆、核对等功能。它的二维工程制图（Drafting）功能也相当好用，界面窗口友好，工具按键形象生动，可以绘制任何复杂形状的零件，支持GB、ANSI、BS308、DIN、lSO及JIS等绘图标准。

Mastercam是美国CNC software公司开发的基于微机的CAD/CAM软件。在CAD方面它可以轻松快捷的构建各种二维三维图形，特别适用于具有复杂外形及各种空间曲面模具类零件的建模和设在CAM方面，它提供了各种加工方式以及完善的刀具库、材料军和加工参数资料库，通过创建可靠、精确的刀具路径，可以直接在曲面和实体上加工。以注塑模具为例运用Mastercam进行模具设计与制造的流程如图1所示：

2.CAD/CAM在模具设计与制造中的应用

2.1 大量的三维技术应用到模具的设计中

现如今，很多产品的制造与生产都要求极高的美学欣赏价值，除此之外还要顾及到产品所用材料的各种性能，在制作时所用的设备，产品的数量，还要考虑到生产产品所需的成本。当模具设计中应用到三维技术后，就为设计人员在进行产品的设计时，提供了更多的选择，可以根据三维技术的特点，迅速的对于模具进行设计与制造，为后期的工作提供了基础。

2.2 CAD/CAM技术通过PC平台在模具制造与设计上的应用

进入上世纪90年代后，CAD/CAM 技术主要采用的是UNIX操作系统，随着技术的发展和科技的进步，各个软件的工作站和平台都已经开发和应用了微机版，并能根据不同的计算机系统，做出不同风格的软件。在有些模具的制作和加工中进行了大量的编程，同时获得较大的收益。

2.3 远程技术在模具制造与设计中的应用

在模具设计与制造中，如果想顺利的完成，必然要用到CAD/CAM软件。但是，这些软件之间由于各种各样的原因，数据之间不能够进行及时的交换，因此必须通过远程技术对其进行合理的集成。传统的CAD/CAM 集成已经无法满足模具的设计与制造的需要。因此，必须重新研制开发新的集成。随着经济的发展，科技的进步，包含了各种设计需求的高端集成应运而生，满足了新形势下模具设计与制造的需要。过去，CAD/CAM 软件使用起来比较麻烦，各项数据都必须用户自己来进行设置，但是软件本身不能够为用户提供合适的判断。模具设计与制造的一些环节还使用比较复杂，各种项的选择及参数的设置必须由用户作出正确的判断，模具设计与制造的某些环节的功能不能够实现。在这种情况下，更加智能化的CAD/CAM软件的出现，其功能更加完善，提高了模具设计与制造的效率。

3.结语

由于CAD/CAM技术的应用，提高了模具设计质量，缩短了模具设计周期，提高了零件的制造精度。特别是随着零件复杂程度的增加，CAD/CAM技术一体化使模具设计制造更加便捷，具有广泛的应用前景。

参考文献

[1] 任志宇，施于庆.模具CAD/CAM技术的现状与发展趋势[J].机电工程. 2001（05）.

[2] 张夕琴，张金标.CAD/CAE技术在机械设计与模具设计中的应用[J]. 装备制造技术.2007（11）.