CAD/CAM在模具工業(yè)中的應(yīng)用

　　模具制造業(yè)是最早應(yīng)用計算機技術(shù)來提高設(shè)計、制造水平的機械行業(yè)之一。自從高速加工技術(shù)被引進模具工業(yè)以來，計算機輔助設(shè)計(CAD)、計算機輔助測量(CAT)、反求工程(RE)、計算機輔助工程(CAE)、計算機輔助制造(CAM)和快速原型制造(RP)等在模具制造中獲得了廣泛而有效的應(yīng)用。下面只簡要介紹高速加工中CAD技術(shù)和CAM技術(shù)的應(yīng)用情況。

　　計算機輔助設(shè)計(CAD)主要用來解決產(chǎn)品造型設(shè)計問題，可完成模具設(shè)計和產(chǎn)品可裝配性檢查等工作。常用的軟件有UG，Pro/Engineer，Mastercam和Cimatron等，這些軟件都具有模具設(shè)計開發(fā)功能。運用知識工程技術(shù)(KBE)，把模具設(shè)計的原理、經(jīng)驗、技能和規(guī)範(fàn)等結(jié)合到系統(tǒng)中，設(shè)計人員只要輸入工況參數(shù)、工程參數(shù)或應(yīng)用要求，系統(tǒng)就能自動推理構(gòu)造出符合要求的數(shù)字化幾何模型。有的設(shè)計軟件(如UG)還具有數(shù)據(jù)讀入、零件建模、縮放控制、自動模型布局、分模等功能，通過使用過程模板和標(biāo)準(zhǔn)件庫，把過程向?qū)Ъ夹g(shù)應(yīng)用於模具的優(yōu)化設(shè)計中，使只有最基礎(chǔ)模具設(shè)計概念的初級設(shè)計人員也能設(shè)計出高質(zhì)量的模具來，大大提高了模具設(shè)計工作的效率。

　　由于模具的型腔大多由復(fù)雜曲面構(gòu)成，在高速數(shù)控機床上加工時，CAM的數(shù)控編程是一項繁重的工作，編程質(zhì)量在很大程度上決定了模具的加工質(zhì)量。影響模具零件編程質(zhì)量的主要因素有：加工工藝路線、刀具類型、切削用量、轉(zhuǎn)角清根的處理以及加工精度與過切的檢查等。高速加工的工藝路線是影響模具制造質(zhì)量的主要因素。以往加工工藝是否合理完全決定于編程人員的個人經(jīng)驗，一不小心，常會忽略一些技術(shù)細(xì)節(jié)，如：下刀點不正確、抬刀的安全高度不夠、沒有定義過切檢查面等。如果復(fù)查不嚴(yán)，不及時糾正，輕者會降低模具制造質(zhì)量，造成工件返工;重者造成工件報廢，甚至發(fā)生人身設(shè)備事故。

　　在高級CAM軟件的虛擬加工仿真環(huán)境下，這個問題可以得到很好的解決：在計算機上虛構(gòu)出高速數(shù)控機床的加工環(huán)境，放上一個預(yù)先做好的“毛坯”，讓“刀具”進行動態(tài)模擬仿真，其情形就像真實加工過程一樣。但仿真過程可以隨時暫停，仿真時間可以自由控制，以便編程人員進行檢查。模擬仿真結(jié)束後，編程人員即可根據(jù)“刀具”運行的情況和“工件”加工後的形狀來調(diào)整加工工藝路線。這種虛擬加工技術(shù)，既可減輕編程人員的精神負(fù)擔(dān)，又可保證模具的制造質(zhì)量。釆用高速切削技術(shù)(HSC)和CAD/CAM技術(shù)後，模具的生產(chǎn)周期可縮短約40%。