基于CADCAM模具设计与制造的研究

摘 要：随着社会经济的飞速发展，工业在国民经济中的比重越来越大，就制造业来说，从原始的工人制作到现在的数控技术，发生了质的飞跃。本文首先叙述了工厂中模具的种类以及设计加工制造的一般流程，了解到可以改进的程序和步骤，知道了要重视实际加工中的关键步骤，进行深入的发现和研究，这样才能有利于制造业的发展，有利于国家经济的增长。

关键词：CADCAM模具；设计；制造

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.031

0 引言

模具即是可以用来制造机器零件和设备的，一个小小的零件都是需要具体的模具来制造的，不管零件有多小，都是需要模具的存在的，所以模具是非常重要的。模具从设计到加工再到制造出来需要很长的步骤，而且还涉及到模具材质的选取，以及之后的回收利用，还有模具的种类的挑选，是非常复杂的过程，而数控技术就轻松的解决了这件事情，将复杂的事情简单化，给工业生产创造力很大的便利。

1 模具的N类

模具自身比较特殊，这决定了模具的设计和制造是合为一体的，是不可分割的。由于模具的型腔大多数由曲线构成的，所以制造的过程中多数情况下应用了数控技术。近些年来，CAD、CAE等商业软件的普及，使得模具的设计和生产过程都利用了数控技术。模具根据不同的标准，可以分为很多种，其中根据成型加工的对象和各种工艺过程的不同可以分为冲压模、塑料膜、锻造模、铸造模、玻璃膜等等，他们分别是金属钢板的成型模具、金属体的成型模具、还有非金属制品的成型模具。如果不考虑模具的原材料，那么可以将成型的模具称为型腔模。在设计制造的过程中，完全可以利用CAD、CAE等软件做出一定的设计方案，按照一定的设计要求加工制造出来。

2 模具设计与加工的一般流程

模具的设计和加工一般要按照一定的步骤：

首先材料的选择非常重要，要选择绿色的材料，即低成本、低污染、可降解和重复利用的材料。放弃过去的化学处理方法，采用物理方法进行处理，从而达到易于脱模和防腐的效果。

其次是设计要规范化和标准化。规范化和标准化的模具是模具的专业化生产的前提，这样才能提高模具的质量，缩短制造和生产产品的周期，降低生产成本。企业可以通过购买标准的模具进行生产，实现资源的有效利用和优化配置。其实模具在长时间利用之后就不能再用了，但是模架还是可以利用的，可以实现废物再利用，节约资源。而且模具的标准化可以使得制造模具的机器也同样标准化，大大节省了购买设备的成本，还可以加快设计速度，加快加工制造的速度。

要实行可拆卸性设计，在长期加工和利用的过程中，模具会受到很大的摩擦，使得模具本身收到一定的损耗，假如是不可拆卸的模具的话，一个小零件模具的损坏就影响了整个部件模具的报废，造成了材料的不必要的浪费，这与“和谐发展，绿色生产”的理念相悖。所以可拆卸性设计就可以避免这种问题的发生，还可以使得专业大生产分工更加具体详细，不过在设计的过程中还要考虑到尽量选择通用结构，方面更换，在连接处也要尽量选择可拆卸式的联接。

最后模具在生产的过程会产生噪音和污染，这对周边的人有很大的影响，所以对制造环境也要有一定的要求。要尽量有传送带代替齿轮转动，修建隔离墙，对污染物进行净化在排放。对模具的包装方案也要进行一定的设计，因为包装材料的使用和丢弃对环境产生了很大的影响，所以要选用一些低成本、可回收、易降解的绿色包装，这样既能节约资源还能减少对环境的压力。还有模具的使用都有一定的寿命，使用终期就会被抛弃，那么模具的回收利用就非常的重要，这就对模具刚开始材料的选取和设计有一定的要求，要选用无毒无害的材料、可再生、可回收利用甚至可以重复利用的材料，这对于成本的降低和效率的提高都有很大的意义。

3 模具设计与加工中的关键技术

3.1 模具设计中建模方法的灵活运用

模具设计的方法很多，需要进行灵活运用，就以注塑模具为例进行研究。注塑模具可以利用CAD、CAM模具进行设计，根据他提供的知识库模块装配插件，可以为多种品牌提供标准的模块框架，还可以随时定义不同的模具尺寸，方便零件的设计和修改，为设计省时省力。还可以运用改变参数的方法对模具的编程进行改变，可以随时根据需要改变计算机软件程序的参数来变换模具的尺寸。为生产产生了很大的便利。其实一个零件的创建是有很多种方法，如果构件流程不合理那么这个零件甚至是整个零件都会报废，所以要将创建模具的方法更加灵活可以改变，这样可以为生产减少不必要的浪费，减少很多后续工作的麻烦。

3.2 模具加工仿真中的关键技术

随着计算机技术的发展，数控技术的水平也越来越高，模具的精加工程度也越来越高，CAD、CAM的无缝连接技术使得模具从设计到加工制造的时间大大缩短，自动化程度也大大提高。其实模具经过设计后还要转化成数据，输入计算机生成数控程序才能应用到机床进行加工生产。Pro/E自带一个NC模块，可以进行参数设置，并进行模型的模拟和方针，最后生成数控代码，但是其在加工方面对于参数的设置比较繁琐，而Master CAM在参数设置和数控加工方面比较有优势。所以两者可以相结合，Pro/E进行设计，然后Master CAM进行参数设置和加工，这样就可以充分利用两者的优势进行生产，提高生产效率，有利于工业的发展。

4 结语

通过对模具的研究，认识到了数控技术在工业中的重要性，认识到了科技的重要性，所以我们国家实行了科教兴国的战略，作为我们国家的小小的成员也要为国家献出一份力，加强学习，重视教育。

参考文献：

[1]薛文军，严长浩.基于“模具设计与制造”专业一体化教学模式的研究[J].科技风，2016（23）：46.

[2]姚小强，范同华，管林东.五年制高职模具设计与制造专业“三合一”人才培养模式研究[J].当代职业教育，2016（08）：80-83.

[3]季恺.基于UG的型腔模具CADCAM系统研究与开发[J].山西煤炭管理干部学院学报，2016（02）：203-204.

[4]史朝辉.模具设计与制造专业课程标准理论与实践探索[J].模具制造，2014（11）：88-91.

[5]张坚.高职院校模具设计与制造专业教学改革与创新[D].南昌大学，2013.

[6]徐庆华.胶鞋模具CAD/CAM一体化[D].武汉理工大学，2002.