畢業(yè)論文--cadcam技術(shù)在模具中的發(fā)展

1、<p><b>　　畢業(yè)論文（設(shè)計）</b></p><p>　　論文題目： CAD/CAM技術(shù)在模具中的發(fā)展 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　專 業(yè)

2、： 數(shù) 控 技 術(shù) </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　提交日期： 2013/05/10 </p><p><b>　　目 錄&#

3、160;</b></p><p>　　摘 要… ……………………………………………………………………………4</p><p>　　第一章、 我國模具CAD/CAM的現(xiàn)狀………………………………………………5</p><p>　　1.1我國模具CAD/CAM的現(xiàn)狀…………………………………………………5</p><p>　　1.2

4、 CAD/CAM技術(shù)與傳統(tǒng)技工方法比較具有的先進性………………………6</p><p>　　1.3我國CAD/CAM技術(shù)存在的主要問題………………………………………7</p><p>　　第二章、我國模具CAD/CAM的發(fā)展趨勢…………………………………………9</p><p>　　2.1模具CAD/CAE/CAM正向集成、三維、智能和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展…………………9 &

5、lt;/p><p>　　2.2基于知識設(shè)計技術(shù)的提出…………………………………………………10</p><p>　　2.3與先進制造技術(shù)的結(jié)合……………………………………………………11</p><p>　　2.4模具標(biāo)準(zhǔn)件選擇向智能化發(fā)展…………………………………………11</p><p>　　2.5我國模具CAD/CAM軟件自主開發(fā)和二次開發(fā)

6、情況………………………12</p><p>　　第三章、CAD/CAM在模具加工中的應(yīng)用………………………………………… 13</p><p>　　3.1 CAD/CAM在模具加工中的應(yīng)用…………………………………………13</p><p>　　3.2鑄造模CAD/ CAM技術(shù)……………………………………………………14</p><p>　　

7、3.3鍛模CAD /CAM技術(shù)………………………………………………………14</p><p>　　3.4級進模CAD/ CAM技術(shù)……………………………………………………15</p><p>　　3.5汽車覆蓋件模CAD/ CAM技術(shù)……………………………………………15</p><p>　　3.6塑料注射模CAD/ CAM技術(shù)………………………………………………1

8、6</p><p>　　第四章、CAD/CAM系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)……………………………………… 18</p><p>　　4.1面向?qū)ο笤O(shè)計技術(shù)……………………………………………………… 18</p><p>　　4.2模塊組件設(shè)計思想……………………………………………………… 18</p><p>　　4.3參數(shù)化設(shè)計技術(shù)……………………

9、…………………………………… 19</p><p>　　4.4ODBC數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)…………………………………………………… 19</p><p>　　4.5“橡皮筋”技術(shù)……………………………………………………………19</p><p>　　4.6選擇集技術(shù)…………………………………………………………………20 </p><p>　　4.

10、7CAD系統(tǒng)功能的實現(xiàn)及應(yīng)用………………………………………………20</p><p>　　致 謝 ……………………………………………………………………………24</p><p>　　參考文獻 ……………………………………………………………………………25</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>

11、;　　模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一。模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝設(shè)備，是一種高附加值的高精密集型產(chǎn)品，也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域，其技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。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，它是計算機技術(shù)在模具生產(chǎn)中綜合應(yīng)用的一個新的飛躍。模具CAD/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工種。它以計算機軟件的形式，為用戶提供一種有

12、效的輔助工具，使技術(shù)人員能借助于計算機對產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進行設(shè)計和優(yōu)化。模具CAD/CAM技術(shù)的迅猛發(fā)展，軟件，硬件水平的進一步完善，為模具工業(yè)提供了強有力的技術(shù)支持，為企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計，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。</p><p>　　關(guān)鍵字：模具、發(fā)展、工業(yè) 第一章、我國模具CAD/CAM的現(xiàn)狀

13、</p><p>　　1.1我國模具CAD/CAM的現(xiàn)狀</p><p>　　由于對模具要求的越來越高，傳統(tǒng)的制模方法已經(jīng)不能滿足需要，這就促使了CAD/CAM技術(shù)在模具業(yè)中的應(yīng)用。發(fā)達國家從20世紀(jì)50年代就開始模具CAD/CAM的研究。到20世紀(jì)80年代，模具CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于冷沖模具、鍛造模具、注射模具、壓鑄模具的設(shè)計與制造。</p><p>　

14、　我國的計算機技術(shù)起步較晚，模具CAD/CAM的開發(fā)始于20世紀(jì)70年代末，但發(fā)展也相當(dāng)迅速。到目前為止，通過國家有關(guān)部門鑒定的有精沖模、普通沖裁模、輥鍛模、錘模和注塑模等CAD/CAM系統(tǒng)，它們在生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的示范作用并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。80年代中、后期，我國的沖模CAD研制工作進入了全面發(fā)展階段，不少企業(yè)、科研院所大專院校都開發(fā)了面向中國制造的CAD軟件，強調(diào)軟件產(chǎn)品的專業(yè)化和本地化[2]。從上世紀(jì)90年代開始，華中科技大學(xué)、

15、西安交通大學(xué)和北京機電研究院等相繼開展了級進模CAD/CAM系統(tǒng)的研究和開發(fā)。近年來，我國模具標(biāo)準(zhǔn)件庫的應(yīng)用也日益增多。為了減輕重復(fù)勞動，提高工作效率，許多研究機構(gòu)和設(shè)計生產(chǎn)部門都在各種CAD平臺上利用其提供的二次開發(fā)接口進行二次開發(fā)。大多數(shù)的CAD系統(tǒng)不含有標(biāo)準(zhǔn)件庫，尤其是對特定行業(yè)的專用標(biāo)準(zhǔn)件庫，不能滿足設(shè)計人員的需求，因此相關(guān)的設(shè)計部門和科研機構(gòu)采用不同的方法開發(fā)了行業(yè)內(nèi)適用的標(biāo)準(zhǔn)件系統(tǒng)，很大程度上提高了設(shè)計效率。但是單純的標(biāo)準(zhǔn)件

16、庫往往存在以下不足：</p><p>　?。?）設(shè)計人員要根據(jù)模具類型手工選擇所需標(biāo)準(zhǔn)件的尺寸和種類；</p><p>　?。?）對于由若干標(biāo)準(zhǔn)件組成的典型組合；</p><p>　?。?）在模具設(shè)計中對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)件在模具活塊或者非標(biāo)常用件上要配合生成相應(yīng)的定位孔、安裝孔或槽腔，而這些結(jié)構(gòu)的生成仍需要通過設(shè)計人員手工造型并和模具活塊作布爾運算生成[3]。</p&g

17、t;<p>　　總體我國CAD/CAM的研究應(yīng)用與工業(yè)發(fā)達國家相比還有較大差距，主要表現(xiàn)在：</p><p>　　（1）CAD/CAM的應(yīng)用集成化程度較低，很多企業(yè)的應(yīng)用仍停留在繪圖、NC編程等單項技術(shù)的應(yīng)用上。</p><p>　　（2）CAD/CAM系統(tǒng)的軟、硬件均依靠進口，自主版權(quán)的軟件較。</p><p>　?。?）缺少設(shè)備和技術(shù)力量，有些企業(yè)

18、盡管引進CAD/CAM系統(tǒng)，但其功能沒能充分發(fā)揮。近年來模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，特別是微機的普及應(yīng)用，更為廣大模具企業(yè)普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好的條件。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，技術(shù)培訓(xùn)工作也日趨簡化。在普及推廣模具CAD/CAM技術(shù)的過程中，，應(yīng)進一步擴大CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用范圍[4]。</p><p>　　1.2CAD/CAM技術(shù)與傳統(tǒng)加工方法比

19、較具有的先進性</p><p>　　開發(fā)CAD/CAM軟件的目的是應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)，應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)的目的是提高企業(yè)的設(shè)計和制造水平，增強企業(yè)在國際市場的競爭能力。根據(jù)傳統(tǒng)做法，一個新產(chǎn)品的開發(fā)過程總是分為設(shè)計與制造兩大部分。模具生產(chǎn)也不例外，模具屬單件生產(chǎn)，設(shè)計與制造往往是一一對應(yīng)的，所以模具設(shè)計的工作特別繁重。傳統(tǒng)的模具設(shè)計采用手工設(shè)計方法，工作繁瑣，模具設(shè)計所占工時約為模具總工時的20％左右，模

20、具設(shè)計工作量大、周期長、任務(wù)急。</p><p>　　引入模具CAD技術(shù)后，模具設(shè)計可借助計算機完成傳統(tǒng)手工設(shè)計中各個環(huán)節(jié)的設(shè)計工作，并自動繪制模具裝配圖和零件圖。模具CAM最初應(yīng)用于模具型腔等復(fù)雜形狀自動加工的計算機輔助編制，后又逐步擴展為工藝準(zhǔn)備和生產(chǎn)準(zhǔn)備過程中的許多功能，例如計算機輔助模具制造工藝過程的設(shè)計、計算機輔助模具生產(chǎn)管理等各方面的應(yīng)用。開發(fā)模具CAM最原始的依據(jù)是模具的幾何信息-----圖形。&l

21、t;/p><p>　　最初的模具CAD/CAM技術(shù)，盡管使用計算機代替了大量的繁重手工勞動，取得很大成績，但是從整個模具生產(chǎn)過程看，卻沒有什么本質(zhì)的變化。整個模具生產(chǎn)與傳統(tǒng)模具生產(chǎn)類似，設(shè)計與制造環(huán)節(jié)間有著嚴(yán)格的分界，二個環(huán)節(jié)間傳遞信息的最重要手段只靠圖樣。</p><p>　　模具CAD/CAM技術(shù)的主要特點是設(shè)計與制造過程的緊密聯(lián)系----設(shè)計制造一體化，其實質(zhì)是設(shè)計和制造的綜合計算機化。

22、在模具CAD/CAM系統(tǒng)中，產(chǎn)品的幾何模型（有些綜合系統(tǒng)還要求附加工藝和組織管理方面信息）是關(guān)于產(chǎn)品的最基本核心數(shù)據(jù)，并作為設(shè)計、計算、分析中最原始的依據(jù)。通過模具CAD/CAM系統(tǒng)的計算、分析和設(shè)計而得到的大量信息，可運用數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將其存儲并直接傳送到生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的各個方面，從而實現(xiàn)設(shè)計制造一體化。采用了CAD/CAM技術(shù)以后，圖樣的作用大大減弱，大部分設(shè)計和制造信息由系統(tǒng)直接傳送，圖樣不再是設(shè)計與制造環(huán)節(jié)的分界線，也不再是制造

23、、生產(chǎn)過程中的唯一依據(jù)，它將被逐步簡化，甚至最終消失[1]。</p><p>　　1.3我國CAD/CAM 技術(shù)存在的主要問題</p><p>　　近幾年來，我國CAD/CAM系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用取得了一些成績，國內(nèi)已初步形成了CAD/CAM商品化軟件市場。盡管如此，我國CAD/CAM技術(shù)發(fā)展在設(shè)計水平、開發(fā)能力、開發(fā)規(guī)模、技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量上還無法與發(fā)達國家相比。在CAD/CAM軟件應(yīng)用與開發(fā)存

24、在的不足主要有以下幾點：</p><p>　　(1)不少的企業(yè)對CAD的認(rèn)識還僅僅停留在繪圖階段，缺乏設(shè)計方法和設(shè)計理論的指導(dǎo)，從而使CAD產(chǎn)生的效益尚未得到充分發(fā)揮[5]。</p><p>　　(2)CAD/CAM軟件應(yīng)用人員層次不齊，不能讓CAD軟件得到的高效率應(yīng)用。</p><p>　　(3)在引進模具CAD/CAM技術(shù)時存在著盲目性傾向，許多企業(yè)沒有充分考慮

25、各種CAD/CAM軟件的特點，購買回來的CAD/CAM軟件不能完全適用于本企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)工作[6]。</p><p>　　(4)引進的模具CAD/CAM系統(tǒng)的二次開發(fā)跟不上，致使引進軟件的效率不能完全發(fā)揮[7]。</p><p>　　(5)國內(nèi)模具CAD/CAM技術(shù)水平還處于高技術(shù)集成和向產(chǎn)業(yè)化、商品化過渡的時期，自主開發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)商品化程度不夠高，功能和穩(wěn)定方面與國外

26、先進軟件還有很大差距[8][9]。</p><p>　　(6)我國CAD技術(shù)開發(fā)創(chuàng)新少、仿制多。沒有創(chuàng)新就沒有競爭力，只仿制就不能開發(fā)出有競爭力的產(chǎn)品。從我國二維CAD到目前研制的三維CAD都存在這一問題。用戶提出的參數(shù)設(shè)計問題[10]、數(shù)據(jù)管理問題及特征造型問題。這些技術(shù)，我國CAD研究開發(fā)者都沒有引起注意。</p><p>　　(7)我國CAD軟件的開發(fā)缺乏理論和算法的研究。CAD技術(shù)

27、是一項綜合性的高新技術(shù)，涉及面廣而復(fù)雜，技術(shù)變化快，競爭激烈。就建模技術(shù)而言會涉及很多模型建立的理論和算法，這些都是為解決用戶需求而研究開發(fā)的，每種理論和算法用于CAD系統(tǒng)中，會產(chǎn)生新的CAD軟件，如著名的CSG、B-rep、NURBS等，而我國CAD軟件開發(fā)者缺乏這方面的研究[44]。</p><p>　　(8)信息集成技術(shù)落后。信息技術(shù)的廣泛集成是以產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）和過程管理（PM）為基礎(chǔ)，實現(xiàn)CAD/

28、CAPP/CAM和ERP的有機集成，在并行工程中PDM也是重要的基礎(chǔ)。而我國在這方面的研究剛剛開始，至今也沒有一個在國內(nèi)市場上成熟的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）[12]。因此，這類基礎(chǔ)性軟件也被國外的系統(tǒng)占領(lǐng)了市場，而我們的CAD/CAPP/CAM集成技術(shù)又是建立在國外基礎(chǔ)系統(tǒng)上。</p><p>　　(9)CAD中的數(shù)據(jù)交換格式和標(biāo)準(zhǔn)化落后。在CAD技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化方面，我國由于技術(shù)落后，資金投入不足，至今仍未提出一

29、個有關(guān)CAD方面的標(biāo)準(zhǔn)，完全是采用國際標(biāo)準(zhǔn)，而且有的已用作國家標(biāo)準(zhǔn)（IGES、STEP等），另外由于種種因素也跟不上國際標(biāo)準(zhǔn)的更新和發(fā)展，因此造成國內(nèi)CAD軟件系統(tǒng)在數(shù)據(jù)交換、標(biāo)準(zhǔn)化等方面存在不少問題[13]。</p><p>　　第二章、模具CAD/CAM 的發(fā)展趨勢</p><p>　　2.1 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、并行化</p><

30、p><b>　　(1)集成化</b></p><p>　　集成化是CAD/CAM技術(shù)發(fā)展的一個最為顯著的趨勢。它是指把CAD、CAE、CAPP、CAM以至PPC（生產(chǎn)計劃與控制）等各種功能不同的軟件有機地結(jié)合起來，用統(tǒng)一的執(zhí)行控制程序來組織各種信息的提取、交換、共享和處理，保證系統(tǒng)內(nèi)部信息流的暢通并協(xié)調(diào)各個系統(tǒng)有效地運行。國內(nèi)外大量的經(jīng)驗表明，CAD系統(tǒng)的效益往往不是從其本身，而是通過

31、CAM和PPC系統(tǒng)體現(xiàn)出來；反過來，CAM系統(tǒng)假如沒有CAD系統(tǒng)的支持，花巨資引進的設(shè)備往往很難得到有效地利用；PPC系統(tǒng)假如沒有CAD和CAM的支持，既得不到完整、及時和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)作為計劃的依據(jù)，訂出的計劃也較難貫徹執(zhí)行，所謂的生產(chǎn)計劃和控制將得不到實際效益。因此，人們著手將CAD、CAE、CAPP、CAM和PPC等系統(tǒng)有機地、統(tǒng)一地集成在一起，從而消除"自動化孤島"，取得最佳的效益[14]。</p>

32、<p>　　CIM是CAD/CAM集成技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。CIM的最終目標(biāo)是以企業(yè)為對象，借助于計算機和信息技術(shù)，使生產(chǎn)中各部分從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備到生產(chǎn)實施及銷售過程中，有關(guān)人、技術(shù)、經(jīng)營管理三要素及其形成的信息流、物流和價值流有機集成并優(yōu)化運行，從而達到產(chǎn)品上市快、高質(zhì)、低耗、服務(wù)好、環(huán)境清潔，使企業(yè)贏得市場競爭的目的[15]。CIMS是一種基于CIM哲理構(gòu)成的計算機化、信息化、智能化、集成化的制造系統(tǒng)。它適應(yīng)

33、多種、小批量市場需求，可有效地縮短生產(chǎn)周期，強化人、生產(chǎn)和經(jīng)營管理的聯(lián)系，壓縮流動資金，提高企業(yè)的整體效益。</p><p><b>　　(2)網(wǎng)絡(luò)化</b></p><p>　　21世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)將全球化，制造業(yè)也將全球化，從獲取需求信息，到產(chǎn)品分析設(shè)計、選購原輔材料和零部件、進行加工制造，直至營銷，整個生產(chǎn)過程也將全球化。CAD/CAM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化能使設(shè)計人員對產(chǎn)品方案

34、在費用、流動時間和功能上并行處理的并行化產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)；能提供產(chǎn)品、進程和整個企業(yè)性能仿真、建模和分析技術(shù)的擬實制造系統(tǒng)；能開發(fā)自動化系統(tǒng)，產(chǎn)生和優(yōu)化工作計劃和車間級控制，支持靈敏制造的制造計劃和控制應(yīng)用系統(tǒng)；對生產(chǎn)過程中物流，能進行治理的物料治理應(yīng)用系統(tǒng)等[16]。</p><p><b>　　(3)智能化</b></p><p>　　人工智能在CAD中的應(yīng)用主要

35、集中在知識工程的引入，發(fā)展專家CAD系統(tǒng)。專家系統(tǒng)具有邏輯推理和決策判定能力[17]。它將許多實例和有關(guān)專業(yè)范圍內(nèi)的經(jīng)驗、準(zhǔn)則結(jié)合在一起, 給設(shè)計者更全面，更可靠的指導(dǎo)。應(yīng)用這些實例和啟發(fā)準(zhǔn)則，根據(jù)設(shè)計的目標(biāo)不斷縮小探索的范圍，使問題得到解決。</p><p><b>　　(4)并行工程</b></p><p>　　并行工程（Concurrent Ensineerin

36、g）是隨著CAD/CAM、CIMS技術(shù)發(fā)展提出的一種新哲理、新的系統(tǒng)工程方法。這種方法和思路，就是并行的、集成的設(shè)計產(chǎn)品及其開發(fā)的過程[18]。它要求產(chǎn)品開發(fā)人員在設(shè)計的階段就考慮產(chǎn)品整個生命周期的所有要求，包括質(zhì)量、成本、進度、用戶要求等，以便最大限度地提高產(chǎn)品開發(fā)效率及一次成功率。并行工程的關(guān)鍵是用并行設(shè)計方法代替串行設(shè)計方法。隨著市場競爭的日益激烈，并行工程必將引起越來越多的重視。但其實施也決非一朝一夕的事情，目前應(yīng)為并行工程的實

37、現(xiàn)創(chuàng)造條件和環(huán)境。其中，與CAD/CAM技術(shù)發(fā)展密切相關(guān)的有如下幾項要求：1）研究特征建模技術(shù)，發(fā)展新的設(shè)計理論的方法；2）開展制造仿真軟件及虛擬制造技術(shù)的研究，提供支持并行工程運行的工具和條件；3）探索新的工藝過程設(shè)計方法，適應(yīng)可制造性設(shè)計（DFM）的要求[19]；4）借助網(wǎng)絡(luò)及統(tǒng)一DBMS技術(shù)，建立并行工程中數(shù)據(jù)共享的環(huán)境；5）提供多學(xué)科開發(fā)小組的協(xié)同工作環(huán)境，充分發(fā)揮人在并行工程中作用。以上要求將極大地促進CAD/CAPP/CAM

38、技術(shù)的變革和發(fā)展。</p><p>　　2.2 基于知識設(shè)計技術(shù)的提出</p><p>　　模具設(shè)計和制造在很大程度上仍然依靠著模具工作者的經(jīng)驗，僅憑計算機的數(shù)值計算功能去完成諸如模具設(shè)計方案的選擇、工藝參數(shù)與模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、成型缺陷的診斷以及模具成形性能的評價是不現(xiàn)實的。新一代模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)正在利用KBE（基于知識的工程）技術(shù)進行脫胎換骨的改造。知識集成的主要目的是將分散

39、的知識按照一定的邏輯規(guī)則有機的結(jié)合起來，使知識有序化、層次化，從而高效地利用知識資源，有利于知識創(chuàng)新。網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)的發(fā)展為知識集成發(fā)展提供了很好的外部條件，而模塊化的工程設(shè)計方法為知識集成的實現(xiàn)提供了必要的內(nèi)部條件。如UG-II中所提供的人工智能模塊KF（KnowledgeFus-ion）20。</p><p>　　利用KF可將設(shè)計知識融入系統(tǒng)之中，以便進行圖形識別與推理。國內(nèi)研究工作者在此方面做了大量的研究工

40、作，并在某些方面取得了長足發(fā)展。</p><p>　　2.3 與先進制造技術(shù)的結(jié)合</p><p>　　采用高速加工技術(shù)，得到的產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高。高速加工過程中，機床主軸以極高的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，激振頻率遠遠離開了“機床—刀具—工件”系統(tǒng)的固有頻率范圍，零件加工過程平穩(wěn)無沖擊，因此加工精度高，表面質(zhì)量好，經(jīng)過高速銑削得型腔表面可以到達磨削的水平，省了很多精加工[21]。用高速銑加工中心加工零

41、件，可以在一次裝夾中完成型腔的粗精加工和模具零件其他部位的機械加工，并且不需要做電極，不需要手工研磨和拋光。</p><p>　　虛擬產(chǎn)品設(shè)計和制造。虛擬現(xiàn)實技術(shù)集成了計算機圖形學(xué)、多媒體、人工智能、網(wǎng)絡(luò)、多傳感器、并行處理等技術(shù)。模具虛擬產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在模具產(chǎn)品制造中的應(yīng)用或?qū)崿F(xiàn)，是模具現(xiàn)實設(shè)計環(huán)境和制造環(huán)境的計算機內(nèi)部映射，是虛擬制造的重要內(nèi)容；虛擬制造是以仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等為支撐，對模具設(shè)

42、計、加工、裝配、維護經(jīng)過統(tǒng)一建模形成虛擬的環(huán)境、虛擬的過程和虛擬的產(chǎn)品[22]。虛擬技術(shù)使得產(chǎn)品的設(shè)計和制造更加直觀化，并且有利于發(fā)現(xiàn)問題，即使修正，避免了在真正設(shè)計制造中出現(xiàn)問題引發(fā)的資源損耗。</p><p>　　2.4 模具標(biāo)準(zhǔn)件選擇向智能化發(fā)展</p><p>　　由于人工智能、知識和知識表示的引入，使得模具標(biāo)準(zhǔn)件選擇智能化，減少了人工操作量，提高了模具設(shè)計的效率，同時減少了設(shè)計中

43、錯誤紕漏的發(fā)生。國內(nèi)的許多專家對此提出了先進的理論，比如：卜昆提出設(shè)計一個參數(shù)化的尺寸驅(qū)動的三維建庫工具[23]；莫蓉分析了面向轉(zhuǎn)配的標(biāo)準(zhǔn)件庫的信息結(jié)構(gòu)，提出和實現(xiàn)了滿足裝配建模的一種標(biāo)準(zhǔn)件建庫方法和建庫工具。這些理論對模具標(biāo)準(zhǔn)件選擇向智能化發(fā)展都有深遠的影響。</p><p>　　2.5我國模具CAD/CAM軟件自主開發(fā)和二次開發(fā)情況</p><p>　　我國模具CAD/CAM的開發(fā)開始

44、于20世紀(jì)70年代末，發(fā)展也很迅速。在微機平臺上開發(fā)CAD/CAM軟件方面我國與國外起點差不多，都是使用Visual C++，OpenGL等工具進行軟件開發(fā)，國內(nèi)許多高校、軟件公司和企業(yè)在此基礎(chǔ)上開發(fā)出了先進的，有自己特色，符合中國用戶習(xí)慣的CAD/CAM軟件或模塊，其中有一些成果已經(jīng)得到了推廣和使用。到目前為止，先后通過國家有關(guān)部門鑒定的有精沖模、普通沖裁模、鍛模、錘模和注塑模等CAD/CAM系統(tǒng)。但是，直到現(xiàn)在這些系統(tǒng)大多

45、數(shù)尚未在生產(chǎn)中廣泛推廣應(yīng)用 國內(nèi)開發(fā)適合模具行業(yè)的CAD/CAM軟件，主要采用兩種途徑—CAD/CAM上開發(fā)和開發(fā)擁有自主版權(quán)的CAD/CAM系統(tǒng)</p><p>　　(1)基于現(xiàn)有模具CAD/CAM平臺二次開發(fā)成果 華中科技大學(xué)1997年推出了HSC2.0注射模CAD/CAE/CAM集成系統(tǒng)，HSC2.0系統(tǒng)以AUTOCAD軟件包為圖形支撐平臺，包括模具結(jié)構(gòu)設(shè)計子系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)及工藝參數(shù)計算較核子系統(tǒng)，塑

46、料流動、冷卻等子系統(tǒng)等。合肥工業(yè)大學(xué)基于AUTOCAD與MDT的三維參數(shù)化注射模系統(tǒng)IPMCADV4.0。另外眾多的科研單位和企業(yè)也針對具體應(yīng)用開發(fā)了眾多的插件和模塊，如武漢汽車工業(yè)大學(xué)開發(fā)了基于SOLIDWORKS的三維標(biāo)準(zhǔn)件庫3DPARTLIB等。 </p><p>　　(2)自行開發(fā)的擁有自主版權(quán)的模具CAD/CAM系統(tǒng) 由北京北航海爾軟件有限公司推出的三維電子圖板和CAXA-ME制造工程師200

47、0，能進行3D零件設(shè)計與NC加工，其特點是基于3D參數(shù)化的特征設(shè)計，實現(xiàn)了實體、曲面和NC加工的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一。上海交通大學(xué)中模公司開發(fā)的金屬塑性成型三維有限元仿真系統(tǒng)，其剛（粘）塑性有限元分析器和動態(tài)邊界處理技術(shù)達到了國際先進水平。吉林金網(wǎng)格模具工程研究中心所開發(fā)的沖壓模具CAD/CAE/CAM1體化系統(tǒng)，將設(shè)計、模擬與制造有機結(jié)合起來。浙江大天電子信息工程有限公司開發(fā)的基于特征的參數(shù)化造型系統(tǒng)GS-CAD98。金銀花系統(tǒng)是由廣州紅地技術(shù)

48、有限公司開發(fā)的基于STEP標(biāo)準(zhǔn)的CAD/CAM系統(tǒng)。開目CAD是華中理工大學(xué)機械學(xué)院開發(fā)的具有自主版權(quán)的基于微機平臺的CAD和圖紙管理軟件。中科院凱思軟件集團及北京凱思博宏應(yīng)用工程公司開發(fā)了具有自主版權(quán)的PICAD系統(tǒng)及系列軟件。這些軟件已經(jīng)在許多模具行業(yè)中的企業(yè)得到推廣和應(yīng)用。</p><p>　　第三章、CAD/CAM在模具加工中的應(yīng)用</p><p>　　3.1 CAD/CAM在模具

49、加工中的應(yīng)用</p><p>　　計算機輔助制造（CAM）主要用來解決產(chǎn)品造型設(shè)計和分析、加工問題，可完成模具產(chǎn)品造型、產(chǎn)品可裝配性檢查、動態(tài)流體分析等工作。常用軟件有UG、Pro/Engineer、Mastercam、Cimatron和CAXA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)計原理、經(jīng)驗、技能和規(guī)范等結(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

50、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)用于模具的優(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。 </p><p>　　高速加工對加工工藝、走刀方式比傳統(tǒng)方式有著特殊要求，因而要求CAM系統(tǒng)能夠滿足這些特定工藝要求。為了能夠確保最大

51、切削效率，又保證在高速切削時加工安全性，CAM系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)加工瞬時余量大小，自動對進給率進行優(yōu)化處理，以確保高速加工刀具受力狀態(tài)的平穩(wěn)性，提高刀具使用壽命。CAM軟件在生成刀具軌跡方面具備了以下功能： </p><p>　　1.應(yīng)保持刀具軌跡的平穩(wěn)，避免突然加速或減速 </p><p>　　2.應(yīng)避免刀具軌跡中走刀方向的突然變化，以免因局部過切而造成刀具或設(shè)備的損壞。 </p>

52、<p>　　3.殘余余量加工或清根加工是提高加工效率的重要手段，一般應(yīng)采用多次加工或采用系列刀具從大到小分層加工，避免用小刀一次加工完成，還應(yīng)避免全力寬切削。 </p><p>　　4.下刀或行間過度部分最好采用傾斜式下刀、螺旋下刀或圓弧下刀，避免垂直下刀直接接近工件材料；行間連接采用圓弧連接。</p><p>　　5.刀具軌跡裁剪修復(fù)功能也很重要，可通過精確裁剪減少空刀，提

53、高效率，也可用于零件局部變化時的編程，此時只需修改變化的部分，無須對整個模型重編。 </p><p>　　6.刀具軌跡編輯功能非常重要，避免多余空走刀、抬刀，可通過對刀具軌跡鏡像、復(fù)制、旋轉(zhuǎn)等操作，避免重復(fù)計算。 </p><p>　　7.可提供優(yōu)秀的可視化仿真加工模擬與過切檢查。 </p><p>　　生產(chǎn)實踐表明，高速加工技術(shù)在模具制造中有加工精度高、表面質(zhì)量好

54、和生產(chǎn)效率高等特點。舉幾個典型應(yīng)用實例。 </p><p>　　用制造插座的壓鑄模具為例，材料硬度為54HRC。釆用傳統(tǒng)加工時的工藝過程是：粗加工-線切割-淬火-EDM 成形-拋光，加工總工時為55h。釆用高速加工時工藝過程是：粗加工-淬火-HSC-拋光，加工總工時僅為14.5h。工效提高近4倍。高速加工后的模具表面質(zhì)量極佳，還可大幅度降低生產(chǎn)成本。 </p><p>　　以生產(chǎn)卡車外殼的

55、大型模具為例，現(xiàn)在釆用高速加工方法制造，粗加工刀具為直徑25.4mm 的球頭銑刀，主軸轉(zhuǎn)速9000r/min，進給速度5000mm/min；精加工刀具為直徑8mm的球頭銑刀，主軸轉(zhuǎn)速20000r/min，進給量2000mm/min，高速銑削后達到的表面粗糙度為1um。因此不必再進行手工研磨，只需用油石拋光。和原來釆用的電加工工藝相比，手工操作時間減少了40%。</p><p>　　3.2鑄造模CAD/ CAM技術(shù)

56、</p><p>　　鑄造成形過程模擬的探索性工作始于求解鑄件的溫度場分布。 1962年丹麥的Fursund用有限差分法首次對二維形狀的鑄件進行了凝固過程的傳熱計算，1965年美國通用汽車公司Henzel等對汽輪機鑄件成功進行了溫度場模擬，從此鑄件在模具型腔內(nèi)的傳熱過程數(shù)值分析技術(shù)在全世界范圍內(nèi)迅速開展。從上世紀(jì)70年代到80年代，美國、英國、法國、日本、丹麥等相繼在鑄件凝固模擬研究和應(yīng)用上取得了顯著成果，并陸續(xù)

57、推出一批商品化模擬軟件。進入90年代后，我國的高等院校，如清華大學(xué)和華中科技大學(xué)在該領(lǐng)域也取得了矚目的成就。 </p><p>　　單純的傳熱過程模擬并不能準(zhǔn)確計算出鑄件的溫度變化和預(yù)測鑄造中可能產(chǎn)生的缺陷，充模過程對鑄件初始溫度場分布的影響以及凝固過程中液態(tài)金屬的流動對鑄件缺陷形成的影響都是不可忽視的。鑄件充模過程的模擬技術(shù)始于上世紀(jì)80年代，它以計算流體力學(xué)的理論和方法為基礎(chǔ)，經(jīng)歷十余載，從二維簡單形狀開始

58、，逐步深化和擴展，現(xiàn)已成功實現(xiàn)了三維復(fù)雜形狀鑄件的充模過程模擬，并能將流動和傳熱過程相耦合。目前國外已有一批商品化的三維鑄造過程模擬軟件，如日本的SOLIDIA、英國的SOLSTAR、法國的SIMULOR、瑞典的NOVACAST、德國的MAGMA和美國的 AFSOLID、PROCAST等。國內(nèi)也有清華大學(xué)的鑄造之星、華中科技大學(xué)的華鑄CAE等。這些鑄造模CAE軟件已覆蓋鑄鋼、鑄鐵、鑄鋁和鑄銅等各類鑄件，大到數(shù)百噸，小至幾千克，無論是在消

59、除縮孔和縮松，還是在優(yōu)化澆冒口設(shè)計，改進浮渣夾渣等方面都發(fā)揮了顯著的作用。 </p><p>　　3.3鍛模CAD /CAM技術(shù) </p><p>　　自上世紀(jì)70年代以來，國內(nèi)外許多學(xué)術(shù)機構(gòu)和公司對鍛模CAD/ CAM技術(shù)進行了廣泛的研究，在鍛造工藝過程設(shè)計、鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計和金屬流動模擬等方面均取得了顯著的成績。</p><p>　　軸對稱鍛件約占鍛件總數(shù)的30

60、%左右，加上軸對稱鍛件幾何形狀簡單，易于描述和定義，所以開發(fā)鍛模CAD/ CAM系統(tǒng)時國內(nèi)外大多數(shù)機構(gòu)和人都是從軸對稱鍛模入手。軸對稱鍛模CAD/ CAM系統(tǒng)的主要組成部分包括鍛件設(shè)計、模鍛工藝設(shè)計、鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計和NC編程。鍛件設(shè)計指的是設(shè)計冷鍛件圖和熱鍛件圖，包括選擇分模面、補充機加工余量、添加圓角和拔模斜度等。模鍛工藝設(shè)計決定是否采用預(yù)成形工序、怎樣采用預(yù)成形工序以及如何選擇鍛壓設(shè)備的噸位。 </p><p&g

61、t;　　3.4級進模CAD/ CAM技術(shù)</p><p>　　國外級進模CAD/ CAM的研究始于上世紀(jì)60年代末，70年代便有初步應(yīng)用，但僅限于二維圖形的簡單沖裁級進模，其主要功能如條料排樣、凹模布置、工藝計算和NC編程等。彎曲級進模CAD/CAM系統(tǒng)出現(xiàn)在80年代，如日本日立公司和富士通公司的彎曲級進模系統(tǒng)等。為了能夠適應(yīng)復(fù)雜模具的設(shè)計，富士通系統(tǒng)采用了自動設(shè)計和交互設(shè)計相結(jié)合的方法，在該系統(tǒng)中除毛坯展開、彎

62、曲回彈計算和工步排序為自動處理外，其余均需要設(shè)計人員的參與。 </p><p>　　應(yīng)用三維幾何造型技術(shù)的級進模系統(tǒng)始于80年代末，如美國Auto-trol公司的Die-Design系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用三維幾何模型來描述鈑金零件，并將三維圖形技術(shù)應(yīng)用于模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，顯示出三維圖形軟件在模具設(shè)計中的重要作用。 </p><p>　　進入90年代，國際著名商品化三維CAD/CAM系統(tǒng)，如美國的

63、Pro/E、UG-II、 CADD5、Solidworks、MDT等均陸續(xù)在模具界得到應(yīng)用。美國PTC公司基于Pro/E系統(tǒng)開發(fā)了鈑金零件造型模塊Pro/Sheet Metal。UG Solution公司在UG-II的基礎(chǔ)上開發(fā)了同類型的模塊UG/Sheet Metal。以上兩個系統(tǒng)都缺乏面向級進成形工藝及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的專用模塊，但這方面的工作進展很快，有的已經(jīng)初見成效。 </p><p>　　本世紀(jì)之初，美

64、國UGS公司與我國華中科技大學(xué)合作在UG-II （現(xiàn)為NX）軟件平臺上開發(fā)出基于三維幾何模型的級進模CAD/CAM軟件NX-PDW。該軟件包括工程初始化、工藝預(yù)定義、毛坯展開、毛坯排樣、廢料設(shè)計、條料排樣、壓力計算和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計等模塊。具有特徵識別與重構(gòu)、全三維結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)等顯著特色，已在2003年作為商品化產(chǎn)品投入巿場。我國從上世紀(jì)90 年代開始，華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)和北京機電研究院等相繼開展了級進模CAD/CAM系統(tǒng)

65、的研究和開發(fā)。如華中科技大學(xué)模具技術(shù)國家重點實驗室在AutoCAD軟件平臺上開發(fā)出基于特徵的級進模CAD/CAM系統(tǒng)HMJC，包括鈑金零件特徵造型、基于特徵的沖壓工藝設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)件及典型結(jié)構(gòu)建庫工具和線切割自動編程五個模塊。上海交通大學(xué)為瑞士法因托（Finetool）精沖公司開發(fā)成功精密沖裁級進模CAD/CAM系統(tǒng)。西安交通大學(xué)開發(fā)出多工位彎曲級進模CAD系統(tǒng)等。近年來，國內(nèi)一些軟件公司也競相加入了級進模CAD/CAM系統(tǒng)的

66、開發(fā)行列，如深圳雅明軟件制作室開發(fā)的級進模系統(tǒng)CmCAD、富士康公司開發(fā)的用于單沖模與復(fù)合模的CAD系統(tǒng)F</p><p>　　3. 5汽車覆蓋件模CAD/ CAM技術(shù)</p><p>　　國際上最早開展汽車覆蓋件模CAD/CAM系統(tǒng)研究與開發(fā)的是各個大汽車制造公司。早在1965年日本豐田汽車公司已將數(shù)控技術(shù)用于汽車覆蓋件的模具加工，取得了很好的經(jīng)濟效果。上世紀(jì)80年代豐田汽車公司所采用的

67、汽車覆蓋件CAD/CAM系統(tǒng)包括了NTDFB和CADETT兩個設(shè)計軟件及加工凸、凹模的 TINCA軟件，可完成車身外形設(shè)計、車身結(jié)構(gòu)設(shè)計、沖模CAD、主模型與沖模加工和夾具加工等任務(wù)。據(jù)報道，該系統(tǒng)投入使用后可使豐田公司的汽車覆蓋件成形模設(shè)計與制造時間減少50%，本世紀(jì)之初豐田汽車公司又采用了美國PDC公司基于Pro/E軟件平臺開發(fā)的面向拉延模設(shè)計的專業(yè)化軟件 Pro/Dieface。 </p><p>　　美

68、國通用汽車公司依托美國UGS公司在UG-II軟件平臺上也開發(fā)了用于汽車覆蓋件模具設(shè)計的專用模塊，如鈑金件設(shè)計、車身設(shè)計、復(fù)蓋件沖壓工藝設(shè)計（包括沖壓方向選擇、工藝余量補充、壓邊面形狀設(shè)計和修邊線確定）和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計等，目前該系統(tǒng)正處于試運行階段。與此同時，美國福特汽車公司、英國PSF公司、日本獲原鐵工所、富士鐵工所等國外生產(chǎn)汽車覆蓋件模具的公司也開發(fā)了各自公司專用的汽車覆蓋件模 CAD/CAM系統(tǒng)。目前這些系統(tǒng)尚不對外出售。 <

69、/p><p>　　如湖南大學(xué)以先進沖壓CAE技術(shù)為突破口，開發(fā)出一套包括沖壓工藝設(shè)計和汽車覆蓋件模具設(shè)計和制造的系列化軟件。其沖壓仿真CAE自動建模系統(tǒng)CADEM- I能夠利用模具表面數(shù)控軌跡數(shù)據(jù)作為網(wǎng)格生成的幾何數(shù)據(jù)源，使建模效率成倍的提高，對于汽車覆蓋件成形，在同樣精度下可使仿真模型網(wǎng)格單元減少近20% ~40%。沖壓仿真CAE系統(tǒng)CADEM-II采用先進的理論和算法，在保證沖壓件大變形計算精度的前提下顯著地提高

70、了分析速度。沖壓工藝分析與設(shè)計系統(tǒng) CADEM-III采用殼體失穩(wěn)理論預(yù)測覆蓋件成形中的起皺趨勢，采用基于仿真的毛坯反算技術(shù)，實現(xiàn)了復(fù)雜零件的毛坯形狀和尺寸的迭代反求。 </p><p>　　3.6塑料注射模CAD/ CAM技術(shù)</p><p>　　塑料注射模CAD/CAM是伴隨著通用機械CAD/CAM技術(shù)發(fā)展而不斷深化的。從上世紀(jì)60年代基于線框模型的CAD系統(tǒng)開始, 到70年代以曲面

71、造型為核心的CAD/CAM系統(tǒng)，80年代實體造型技術(shù)的成功應(yīng)用，90年代基于特徵的參數(shù)化實體/曲面造型技術(shù)的完善，為塑料注射模采用 CAD/ CAM技術(shù)提供了可靠的保證。目前在國內(nèi)外巿場已涌現(xiàn)出一批成功應(yīng)用于塑料注射模的CAD/ CAM系統(tǒng)。 </p><p>　　現(xiàn)在國外一些著名的商品化三維造型軟件都帶有獨立的注射模設(shè)計模塊，如美國PTC公司的Pro/E、UGS公司的UG-II、SDRC公司的I-DEAS系統(tǒng)

72、。這三個CAD/CAM系統(tǒng)目前在塑料模具工業(yè)中的應(yīng)用最為廣泛。此外還有美國CV公司的CADDS系統(tǒng)、法國MATRA公司的EUCLID系統(tǒng)、法國 DASSAULT公司的CATIA系統(tǒng)、英國DELCAM公司的DUCT系統(tǒng)、日本造船信息系統(tǒng)株式會社的Space-E系統(tǒng)和日本UNISYS株式會社的CADCEUS系統(tǒng)等都各具特色，擁有各自的用戶群。 </p><p>　　塑料注射模CAE技術(shù)的發(fā)展也十分迅速，從上世紀(jì)60

73、年代的一維流動和冷卻分析到70年代的二維流動和冷卻分析再到90年代的準(zhǔn)三維流動和冷卻分析，其應(yīng)用范圍已擴展到保壓分析、纖維分子取向和翹曲預(yù)測等領(lǐng)域并且成效卓著。</p><p>　　第四章CAD/CAM系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)</p><p>　　4.1面向?qū)ο笤O(shè)計技術(shù)</p><p>　　面向?qū)ο蟪Ｖ冈诔绦蛟O(shè)計中采用封裝、繼承、抽象等設(shè)計方法，以提高軟件的重用性、靈活性

74、和擴展性。ObjectARX2006二次開發(fā)工具包，引入了面向?qū)ο蟮木幊虣C制，提供了大量的類庫，在C++的支持下，可以很好地運用各種面向?qū)ο蠹夹g(shù)，使開發(fā)者能夠更加深入的使用、用戶化和擴展AutoCAD。本研究中采用面向?qū)ο蟮姆椒ㄔO(shè)計冒口、補貼、冷鐵、澆注系統(tǒng)。</p><p>　　4.2模塊組件設(shè)計思想</p><p>　　模塊組件設(shè)計在功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計出一系列功能模塊，通過模

75、塊的選擇和組合構(gòu)成為用戶定制不同的產(chǎn)品，以滿足不同廠家的需求。鑄造工藝設(shè)計內(nèi)容繁多，受廠家各自的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和習(xí)慣影響大，使得鑄造工藝CAD通用性差，難以推廣使用。</p><p><b>　　計算和繪圖工作。</b></p><p>　　本研究開發(fā)的二維鑄造工藝CAD系統(tǒng)以鑄造工藝設(shè)計中的幾大工藝參數(shù)為核心，依據(jù)鑄造工藝手冊的鑄造工藝標(biāo)準(zhǔn)[9-10]，集成了整個鑄造工藝

76、設(shè)計過程各階段的功能，以輔助工藝人員快速高效地完成工藝設(shè)計過程。設(shè)計的CAD系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要功能包括：初始設(shè)置、工藝參數(shù)標(biāo)注、冒口系統(tǒng)設(shè)計及標(biāo)注。</p><p>　　本研究開發(fā)的鑄造工藝CAD以實用化、通用化為目標(biāo)，采用了模塊組件設(shè)計思想進行程序設(shè)計。首先，在開發(fā)上的功能細化，專業(yè)化，復(fù)雜化。通過和多家鑄造企業(yè)合作開發(fā)，將每個企業(yè)內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)、習(xí)慣都保留、歸類，即細化、專業(yè)化，開發(fā)過程中盡量尋求最簡化

77、、最具代表性的標(biāo)準(zhǔn)。然后采用組件設(shè)計實現(xiàn)復(fù)雜化向通用化的轉(zhuǎn)變。各企業(yè)實行各自的標(biāo)準(zhǔn)，但其中有些模塊是通用的，基本上都相差不大，開發(fā)時建立通用組件模塊。對廠家獨特的標(biāo)準(zhǔn)，可能要重新開發(fā)，形成新的模塊單元。隨著模塊單元的增加，功能覆蓋面會越來越大。通過用戶定制、合理組合，能較快地開發(fā)出實用化、通用化的鑄造工藝CAD系統(tǒng)。</p><p>　　4.3 參數(shù)化設(shè)計技術(shù)</p><p>　　參數(shù)化設(shè)

78、計方法就是指在保持圖形結(jié)構(gòu)的拓撲關(guān)系不變的情況下，通過設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)來控制圖形的幾何尺寸大小。部分參數(shù)值的改變可以導(dǎo)致設(shè)計圖形的自動修改。這種設(shè)計方式顯著地改善了圖形設(shè)計的重構(gòu)能力和設(shè)計柔性。</p><p>　　AutoCAD目前的參數(shù)化設(shè)計功能還遠達不到UG、Pro/E、CATIA等三維軟件的參數(shù)化設(shè)計功能。本研究的CAD系統(tǒng)開發(fā)中，冒口系統(tǒng)、冷鐵系統(tǒng)、砂芯系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)都采用參數(shù)化設(shè)計方法進行設(shè)計。繪圖人員

79、只要輸入要求的參數(shù)，就可以自動生成對應(yīng)的圖形，簡單、方便、實用。</p><p>　　4.4 ODBC數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)</p><p>　　在鑄造工藝設(shè)計過程中，會用到大量的數(shù)據(jù)，CAD 系 統(tǒng) 的 二 次 開 發(fā) 中 采 用 Microsoft Access 作 為DBMS （數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)） 存儲數(shù)據(jù)，依據(jù)鑄造手冊標(biāo)準(zhǔn)建立了分型負數(shù)、加工余量、冒口系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)、工藝卡的有關(guān)工藝參數(shù)等數(shù)

80、據(jù)庫，當(dāng)需要使用的時候可以從Access中讀出來或者寫進去，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互 。 二 次 開 發(fā) 中 常 利 用 開 放 數(shù) 據(jù) 庫 互 聯(lián)ODBC 的CRecordSet類和CDatabase類對數(shù)據(jù)庫進行操作。MFC的ODBC提供了應(yīng)用程序接口，使得任何一個數(shù)據(jù)庫都可以通過ODBC驅(qū)動器與指定的DBMS相聯(lián)，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫進行添加、修改、刪除等操作。</p><p>　　4.5 “橡皮筋”技術(shù)</p>

81、<p>　　圖形歸根結(jié)底還是由特殊點構(gòu)成的，繪圖時就是要利用這些特殊點來完成定位。特別是圖塊的輸入操作大都是由拾取定位點開始的。采用“橡皮筋”技術(shù)，能實現(xiàn)插入點的光標(biāo)動態(tài)定位?！跋鹌そ睢笔且环N形象稱呼，指的是繪制直線時緩沖區(qū)內(nèi)不斷重繪的線條，就像被拉扯的橡皮筋一樣?！跋鹌そ睢笔抢L制直線及繪圖操作的基礎(chǔ)之一，它可以給繪圖人員直觀的提示，提高繪圖的精度及易操作性。</p><p>　　4.6 選擇集技術(shù)

82、</p><p>　　選擇集也是緩沖區(qū)繪圖的基礎(chǔ)之一，利用它可以實現(xiàn)繪圖中光標(biāo)移動時實體的不斷重繪。不同于“橡皮筋”的是，該技術(shù)重繪的不再是單一的線條，而是復(fù)雜的實體，當(dāng)然選擇集中也可以實現(xiàn)某些線條“橡皮筋”似的拉扯。運用選擇集的基本過程為：創(chuàng)建一個選擇集、將實體加入選擇集、拖動選擇集內(nèi)圖形不斷緩沖重繪以及刪除選擇集。選擇集的應(yīng)用在整個軟件編寫中起到了極為重要的作用。</p><p>　　

83、4.7 CAD系統(tǒng)功能的實現(xiàn)及應(yīng)用</p><p>　　基于上述技術(shù)和方法，利用ObjectARX2006二次開發(fā)包，成功開發(fā)了基于AutoCAD2006平臺的二維鑄造工藝CAD系統(tǒng)—“華鑄二維CAD”，該系統(tǒng)包含鑄鋼、灰鐵、球鐵、有色合金等模塊功能。圖2是該系統(tǒng)的鑄鋼件CAD模塊功能菜單界面，該圖也是采用所開發(fā)的CAD系統(tǒng)繪制的一個鑄鋼件的鑄造工藝實例，其中深顏色的部位為添加的加工余量，最下面標(biāo)注的是分型面，并

84、添加了冒口，繪制了砂芯標(biāo)記及澆注系統(tǒng)。</p><p>　　圖3是熱節(jié)圓和冒口模數(shù)計算界面。將鑄件結(jié)構(gòu)簡化成10種典型結(jié)構(gòu)，分別采用不同的經(jīng)驗公式，計算熱節(jié)圓直徑，根據(jù)經(jīng)驗選擇放大系數(shù)，進而確定對應(yīng)的冒口模數(shù)。圖4是查詢標(biāo)準(zhǔn)冒口數(shù)據(jù)庫，以確定標(biāo)準(zhǔn)冒口參數(shù)的界面，可以選擇是否繪制標(biāo)準(zhǔn)視圖和標(biāo)注尺寸。圖5為水平芯頭繪制界面圖，圖6為鑄鋼件的滾圓法補貼設(shè)計界面圖，圖7為澆注系統(tǒng)的繪制界面。</p><

85、;p>　　通過多家企業(yè)的實際應(yīng)用，所開發(fā)的鑄造工藝CAD系統(tǒng)基本能實現(xiàn)大部分工藝設(shè)計與工藝圖繪制功能，提高了工藝設(shè)計的效率。采用模塊組件設(shè)計思想，ODBC數(shù)據(jù)庫管理、參數(shù)化設(shè)計 、 面向?qū)ο笤O(shè)計 、 選擇集等技術(shù)，基于AutoCAD2006平臺，利用VC++. NET2002開發(fā)環(huán)境和ObjectARX2006二次開發(fā)工具包進行了二維鑄造工藝CAD系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)。此系統(tǒng)的主要功能包括分型面、分模線、分型負數(shù)、不鑄孔、加工余量、工

86、藝補正量、拔摸斜度、補貼、冒口系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)、冷鐵系統(tǒng)、砂芯及砂芯符號、工藝要求、工藝卡、圖框設(shè)計及其他輔助設(shè)計模塊等。實際應(yīng)用表明，該鑄造工藝CAD系統(tǒng)可以輔助工藝人員快速完成鑄造工藝的設(shè)計及工藝圖的繪制，減輕了勞動強度，提高了工藝設(shè)計效率。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　大學(xué)三年學(xué)習(xí)時光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對我的母校，我的父母

87、、親人們，我的老師和同學(xué)們表達我由衷的謝意。感謝我的家人對我大學(xué)三年學(xué)習(xí)的默默支持；感謝我的母校xx學(xué)院給了我在大學(xué)三年深造的機會，讓我能繼續(xù)學(xué)習(xí)和提高；感謝各位老師和同學(xué)們?nèi)陙淼年P(guān)心和鼓勵。老師們課堂上的激情洋溢，課堂下的諄諄教誨；同學(xué)們在學(xué)習(xí)中的認(rèn)真熱情，生活上的熱心主動，所有這些都讓我的三年充滿了感動。 這次畢業(yè)論文設(shè)計我得到了很多老師和同學(xué)的幫助，其中我的論文指導(dǎo)老師xx老師對我的關(guān)心和支持尤為重要。每次遇到難題，我最先做的就

88、是向劉老師尋求幫助，而xx老師每次不管忙或閑，總會抽空來找我面談，然后一起商量解決的辦法。xx老師平日里工作繁多，但我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從選題到查閱資料，論文提綱的確定，中期論文的修改，后期論文格式調(diào)整等各個環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導(dǎo)。這幾個月以來，xx老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向xx老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。畢業(yè)設(shè)計是對畢業(yè)生所學(xué)專業(yè)知識的一個總結(jié)、歸納、深化的過程，其中包含了我

89、們需要時時加強的東西：分析解決問題能力、查閱文獻的能力、統(tǒng)籌編</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 姚英學(xué)，蔡穎. 計算機輔助設(shè)計與制造. 北京：高等教育出版社，2002.</p><p>　　[2] 寧汝新，趙汝佳. CAD/CAM技術(shù). 北京：機械工業(yè)出版社，1999</p><p&

90、gt;　　[3] 蔡 穎等. CAD/CAM原理與應(yīng)用. 北京：機械工業(yè)出版社，1998</p><p>　　[4] 童秉樞等. 機械CAD技術(shù)基礎(chǔ). 北京：清華大學(xué)出版社，1996</p><p>　　[5] xx雄偉，陳定華. 數(shù)控加工理論與編程技術(shù). 北京：機械工業(yè)出版社，2000</p><p>　　[7] 李德慶，吳錫英. 計算機輔助制造. 北京：機械工

91、業(yè)出版社，1991</p><p>　　[8] 董逸生等. CIMS中的數(shù)據(jù)庫技術(shù). 北京：機械工業(yè)出版社，1997</p><p>　　[9] 戴同主編. CAD/CAPP/CAM基礎(chǔ)教程. 北京：機械工業(yè)出版社，1997</p><p>　　[10] 顧京．現(xiàn)代機床設(shè)備[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.</p><p>　　[11]