計(jì)算機(jī)軟件在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用畢業(yè)論文

1、<p>　　計(jì)算機(jī)軟件在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　模具在汽車、拖拉機(jī)、飛機(jī)、家用電器、工程機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械、冶金、機(jī)床、兵器、儀器儀表、輕工、日用五金等制造業(yè)中，起著極為重要的作用。采用模具生產(chǎn)毛坯獲成品零件，是材料成形的重要方法之一，與切削加工相比，具有材料利用率

2、高、能耗低、產(chǎn)品性能好、生產(chǎn)效率高和成本低等顯著特點(diǎn)。沖壓模具是一種少、無(wú)切屑加工方法，在模具總產(chǎn)值中約占59%，其中在汽車制造業(yè)中，有60%～%70的零件時(shí)采用沖壓工藝制成的，沖壓生產(chǎn)所占的勞動(dòng)量為整個(gè)汽車工業(yè)勞動(dòng)量的25%～35%，在電子產(chǎn)品中沖壓件的數(shù)量占零件總數(shù)85%以上。在許多先進(jìn)的工業(yè)國(guó)家，沖壓生產(chǎn)和模具工業(yè)得到了高度重視，例如美國(guó)和日本，模具工業(yè)的年產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)年產(chǎn)值[1～3]。因此，模具工業(yè)已成為重要的產(chǎn)業(yè)，而沖壓

3、生產(chǎn)則成為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)先進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的重要手段之一。</p><p>　　模具CAD/CAE/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)工程。它以計(jì)算機(jī)軟件的形式，為企業(yè)提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員借助于計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品性能、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。模具CAD/CAE/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為模具界的共識(shí)。&

4、lt;/p><p>　　關(guān)鍵詞：模具設(shè)計(jì)；模具CAD/CAE/CAM；</p><p>　　AbstractDie</p><p>　　In automobile, tractor, aircraft, household appliances, engineering machinery, power machinery, metallurgy, machine to

5、ols, weapons, instruments, light industry, household hardware industry, plays a very important role. The mold blank was finished parts, is one of the important methods of material forming, cutting and processing, has hig

6、h material utilization rate, low energy consumption, good product performance, high production efficiency and low cost. A stamping die is a small, non-cutting pro</p><p>　　Die CAD/CAE/CAM is to transform the

7、 traditional mold production technology, is a hi-tech, cost-effective system engineering. It is based on computer software form, for enterprises to provide an effective auxiliary tool, the engineering and technical perso

8、nnel with the help of computer on the performance of the products, mold structure, forming process, CNC machining and production management for design and optimization. The mold CAD/CAE/CAM technology can shorten the mol

9、d design and manufacturin</p><p>　　Key words: mold design; mold CAD/CAE/CAM;</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1、模具設(shè)計(jì)中的常用計(jì)算機(jī)軟件</p><p>　　1.1 模具CAD/CAE/CAM的概念</

10、p><p>　　1.2 模具CAD/CAE/CAM的特點(diǎn)</p><p>　　1.3 CAD/CAE/CAM的優(yōu)越性</p><p>　　2、CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展過(guò)程</p><p>　　2.1 CAD技術(shù)的發(fā)展過(guò)程</p><p>　　2.2 CAE技術(shù)的發(fā)展過(guò)程</p><p>　　

11、2.3 CAM技術(shù)的發(fā)展過(guò)程</p><p>　　3、CAD/CAE技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用</p><p>　　3.1 CAD/CAE技術(shù)和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2 CAD/CAE技術(shù)和模具結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　3.3 CAD/CAE技術(shù)和模具成形仿真</p><p>　　模具CAD/CAM技術(shù)

12、在模具行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀</p><p>　　4.1 國(guó)內(nèi)模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀</p><p>　　4.2 國(guó)外模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀</p><p>　　5、我國(guó)模具CAD/CAM軟件自主開(kāi)發(fā)和2次開(kāi)發(fā)情況</p><p><b>　　6、結(jié)論</b></p><p><

13、b>　　7、致謝</b></p><p><b>　　8、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、模具設(shè)計(jì)中的常用計(jì)算機(jī)軟件</p><p>　　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2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

14、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(guò)程。近年來(lái)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CAD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。</p><p>　　1.1 模具CAD/CAE/CA

15、M的概念</p><p>　　CAD：（Computer Aided Design）是利用計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)輔助人們對(duì)產(chǎn)品或工程進(jìn)行總體設(shè)計(jì)、繪圖、工程分析與技術(shù)文檔等設(shè)計(jì)活動(dòng)的總稱，是一項(xiàng)綜合性技術(shù)。</p><p>　　CAE：(Computer Aided Engineering)即計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)，是以現(xiàn)代計(jì)算力學(xué)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)仿真為手段的工程分析技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)模具優(yōu)化的主要支持

16、模塊。對(duì)于模具CAE來(lái)講，目前局限于數(shù)值模擬方法，對(duì)未來(lái)模具的工作狀態(tài)和運(yùn)行行為進(jìn)行模擬，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷。 </p><p>　　CAM：(computer Aided Manufacturing）即計(jì)算機(jī)輔助制造，其核心是計(jì)算機(jī)數(shù)值控制（簡(jiǎn)稱數(shù)控），是將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于制造生產(chǎn)過(guò)程的過(guò)程或系統(tǒng)。1952年美國(guó)麻省理工學(xué)院首先研制成數(shù)控銑床。數(shù)控的特征是由編碼在穿孔紙帶上的程序指令來(lái)控制機(jī)床。此后發(fā)展了一系列的數(shù)控

17、機(jī)床，包括稱為“加工中心”的多功能機(jī)床，能從刀庫(kù)中自動(dòng)換刀和自動(dòng)轉(zhuǎn)換工作位置，能連續(xù)完成銳、鉆、餃、攻絲等多道工序，這些都是通過(guò)程序指令控制運(yùn)作的，只要改變程序指令就可改變加工過(guò)程，數(shù)控的這種加工靈活性稱之為“柔性”。 </p><p>　　1.2 模具CAD/CAE/CAM的特點(diǎn)</p><p>　　1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)：

18、 (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(wú)論設(shè)計(jì)什么類型的模具，開(kāi)始階段必須提供產(chǎn)品零件的幾何形狀。這就要求模具CAD系統(tǒng)具備描述物體幾何形狀的能力，即幾何造型的功能。否則，就無(wú)法輸入關(guān)于產(chǎn)品零件的幾何信息，設(shè)計(jì)程序便無(wú)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CA

19、D/CAM中的1個(gè)重要問(wèn)題［4］。 (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)1般不具有唯1性。對(duì)于同1產(chǎn)品零件，不同設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的模具不盡相同。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(wèn)題便是標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)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［4］。 (3)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

20、的處理是模具CAD中的1個(gè)重要問(wèn)題</p><p>　　1.3 CAD/CAE/CAM的優(yōu)越性</p><p>　　模具CAD/CAM的優(yōu)越性賦予了它無(wú)限的生命力，使其得可以迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。無(wú)論在提高生產(chǎn)率、改善質(zhì)量方面，還是在降低成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度方面，CAD/CAM技術(shù)的優(yōu)越性是傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)制造方法所不能比擬的。其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾方面： (1)CAD/CAM可以提高模

21、具的質(zhì)量。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)了各有關(guān)專業(yè)的綜合性的技術(shù)知識(shí)，為模具的設(shè)計(jì)和工藝的制定提供了的依據(jù)。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(zhǎng)，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［5］。 (2)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1體化可顯著縮短從設(shè)計(jì)到制造的周期。例如，采用沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)設(shè)計(jì)制

22、造模具，比傳統(tǒng)方法提高效率2~5倍。由于模具質(zhì)量提高，可靠性增加，裝修時(shí)間明顯減少，模具的交貨時(shí)間大大縮短［5］。 (3)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(lái)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</p><p>　　CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展過(guò)程</p><p>　　2.1 CAD技術(shù)的發(fā)展過(guò)程

23、 （1）20世紀(jì)50年代后期至70年代初期，此階段為初級(jí)階段——線框造型技術(shù)。 （2）20世紀(jì)70年代初期至80年代初，此階段是第一次CAD技術(shù)革命——曲面（表面）造型技術(shù)。 （3）20世紀(jì)80年代初期至80年代中期，此階段是第二次CAD技術(shù)革命——實(shí)體造型階段。 （4）20世紀(jì)80年代中期至90年代初期，此階段是第三次CAD技術(shù)革命——參數(shù)化技術(shù)。 參數(shù)化設(shè)計(jì)是用幾何約束、工程方程與關(guān)系來(lái)定義產(chǎn)品模型的形狀特征，也就是對(duì)

24、零件上的各種特征施加各種約束形式，從而達(dá)到設(shè)計(jì)一組在形狀或功能上具有相似性的設(shè)計(jì)方案。目前能處理的幾何約束類型基本上是組成產(chǎn)品形體的幾何實(shí)體公稱尺寸關(guān)系和尺寸之間的工程關(guān)系，故參數(shù)化技術(shù)又稱為尺寸驅(qū)動(dòng)幾何技術(shù)。 （5）20世紀(jì)90年代初期至今，此階段是第四次CAD技術(shù)革命——變量化技術(shù)。 變量化設(shè)計(jì)（Variational Design）是通過(guò)求解一組約束方程組，來(lái)確定產(chǎn)品的尺寸和形狀。約束方程組可以是幾何關(guān)系，也可以是工程計(jì)算條件

25、。約束結(jié)果的修改受到約束方程驅(qū)動(dòng)。變量化技術(shù)既保持了參數(shù)化原有的優(yōu)點(diǎn)（如基于特征、全尺寸約束</p><p>　　2.2 CAE技術(shù)的發(fā)展過(guò)程 （1）在20世紀(jì)60～70年代處于探索階段，有限元技術(shù)主要針對(duì)結(jié)構(gòu)分析問(wèn)題進(jìn)行發(fā)展，以解決航空航天技術(shù)發(fā)展過(guò)程中遇到的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度以及模擬實(shí)驗(yàn)和分析。 （2）20世紀(jì)70～80年代是CAE技術(shù)蓬勃發(fā)展時(shí)期，出現(xiàn)了大量的機(jī)械軟件，軟機(jī)的開(kāi)發(fā)主要集中在計(jì)算精度、硬件及

26、速度平臺(tái)的匹配、計(jì)算機(jī)內(nèi)存的有效利用以及磁盤空間利用上，而且有限元分析技術(shù)在結(jié)構(gòu)和場(chǎng)分析領(lǐng)域獲得了很大的成功。 （3）20世紀(jì)90年代CAE技術(shù)逐漸成熟壯大，軟件的發(fā)展向各CAD軟件的專用接口和增強(qiáng)軟件的前后置處理能力方向發(fā)展。 目前，CAE軟件系統(tǒng)的一個(gè)特點(diǎn)是與通用CAD軟件的集成使用，即在用CAD軟件完成零件或裝配部件的造型設(shè)計(jì)后，自動(dòng)生成有限元網(wǎng)格并進(jìn)行計(jì)算或進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)等方面的計(jì)算，如果分析計(jì)算的結(jié)果不符合設(shè)計(jì)要求

27、則重新修改造型和計(jì)算，直到滿足要求為止，極大地提高了設(shè)計(jì)水平和效率。 </p><p>　　2.3 CAM技術(shù)的發(fā)展過(guò)程</p><p>　　為了解決數(shù)控加工中的程序編制問(wèn)題，50年代，MIT設(shè)計(jì)了一種專門用于機(jī)械零件數(shù)控加工程序編制的語(yǔ)言，稱為APT（Automatically Programmed Tool）。其后，APT幾經(jīng)發(fā)展，形成了諸如APTII、APTIII（立體切削用）、A

28、PT（算法改進(jìn)，增加多坐標(biāo)曲面加工編程功能）、APT-AC（Advanced contouring）(增加切削數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng))和APT-/SS（Sculptured Surface）(增加雕塑曲面加工編程功能)等先進(jìn)版。</p><p>　　采用APT語(yǔ)言編制數(shù)控程序具有程序簡(jiǎn)煉，走刀控制靈活等優(yōu)點(diǎn)，使數(shù)控加工編程從面向機(jī)床指令的“匯編語(yǔ)言”級(jí)，上升到面向幾何元素.APT仍有許多不便之處：采用語(yǔ)言定義零件幾何形狀

29、，難以描述復(fù)雜的幾何形狀，缺乏幾何直觀性；缺少對(duì)零件形狀、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的直觀圖形顯示和刀具軌跡的驗(yàn)證手段；難以和CAD數(shù)據(jù)庫(kù)和CAPP系統(tǒng)有效連接；不容易作到高度的自動(dòng)化，集成化。</p><p>　　針對(duì)APT語(yǔ)言的缺點(diǎn)，1978年，法國(guó)達(dá)索飛機(jī)公司開(kāi)始開(kāi)發(fā)集三維設(shè)計(jì)、分析、NC加工一體化的系統(tǒng)，稱為為CATIA。隨后很快出現(xiàn)了象EUCLID，UGII，INTERGRAPH，Pro/Engineering，Ma

30、sterCAM及NPU/GNCP等系統(tǒng)，這些系統(tǒng)都有效的解決了幾何造型、零件幾何形狀的顯示，交互設(shè)計(jì)、修改及刀具軌跡生成，走刀過(guò)程的仿真顯示、驗(yàn)證等問(wèn)題，推動(dòng)了CAD和CAM向一體化方向發(fā)展。到了80年代，在CAD/CAM一體化概念的基礎(chǔ)上，逐步形成了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）及并行工程（CE）的概念。目前，為了適應(yīng)CIMS及CE發(fā)展的需要，數(shù)控編程系統(tǒng)正向集成化和智能化方向發(fā)展。</p><p>　　CAD

31、/CAE技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用</p><p>　　傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)是經(jīng)過(guò)概念設(shè)計(jì)—分析—樣品生產(chǎn)—分析—設(shè)計(jì)—分析—生產(chǎn)——這樣繁雜的過(guò)程后才最終確定那些復(fù)雜的模具原形。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，CAD/CAE技術(shù)逐漸取代了傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法，這種技術(shù)使得模具在進(jìn)行真是的生產(chǎn)（包括樣品生產(chǎn)）之前就已經(jīng)通過(guò)了計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件進(jìn)行了精確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析以及成形仿真過(guò)程。 </p><p>

32、　　3.1 CAD/CAE技術(shù)和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　模具機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用相應(yīng)的CAD軟件，根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的功能、外觀和結(jié)構(gòu)要求，先設(shè)計(jì)草圖，然后生成相應(yīng)的實(shí)體，接著子裝配和總體裝配，仿真模具開(kāi)模過(guò)程，檢查干涉情況，并進(jìn)行真實(shí)渲染。整個(gè)過(guò)程也可以從上到下進(jìn)行修改，每個(gè)過(guò)程的參數(shù)都可以改變，并可以設(shè)定參數(shù)間的關(guān)聯(lián)性。 （1）草圖重建技術(shù) 草圖設(shè)計(jì)是整個(gè)模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。現(xiàn)在的草圖重建技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的非常成熟

33、，這種技術(shù)是模具設(shè)計(jì)人員用二維和三維設(shè)計(jì)草圖進(jìn)行三維建模的關(guān)鍵技術(shù)。這種技術(shù)能夠?qū)Σ輬D的各個(gè)尺寸和相關(guān)的約束進(jìn)行修改和重建。目前草圖重建技術(shù)已經(jīng)比較成熟，一些大型的CAD/CAE軟件系統(tǒng)如Pro/Engineer、UG等都提供草圖設(shè)計(jì)模塊。 （2）曲面特征設(shè)計(jì) 隨著人們對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和美觀性要求的不斷提高，又由于曲面特征具有的諸多有點(diǎn)，在產(chǎn)品外形設(shè)計(jì)重，曲面特征設(shè)計(jì)成為模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要部分。目前CAD業(yè)界涌現(xiàn)出一批像EDS的UG、

34、PTC的Pro/Engineer等等一系列的優(yōu)秀的CAD軟件，它們的三維實(shí)體建模、參數(shù)建模及復(fù)合建模技術(shù)，實(shí)體與曲面相結(jié)合的造型方法，以及自由形式特征技術(shù)為模具設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的工具。 （3）變量裝配設(shè)計(jì)技</p><p>　　3.2 CAD/CAE技術(shù)和模具結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　模具設(shè)計(jì)已經(jīng)不僅僅停留在對(duì)外觀和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，它已經(jīng)擴(kuò)展到對(duì)模具結(jié)構(gòu)分析的領(lǐng)域。對(duì)已經(jīng)設(shè)計(jì)出的模具

35、，運(yùn)用CAE軟件（尤其是有限元軟件）對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、抗沖擊試驗(yàn)?zāi)M、跌落試驗(yàn)?zāi)M、散熱能力、疲勞和蠕變等分析。通過(guò)分析檢驗(yàn)前面的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，分析出結(jié)構(gòu)不合理的原因和位置，然后在CAD軟件中進(jìn)行相應(yīng)的修改，接著再在CAE軟件中進(jìn)行各種性能檢測(cè)，最終確定滿足要求的模具結(jié)構(gòu)。 基于有限元分析軟件的應(yīng)用，關(guān)鍵是網(wǎng)格的劃分、模擬計(jì)算方法和成形接觸處理等。此外，提供給軟件進(jìn)行CAE分析的數(shù)據(jù)也尤為重要，生產(chǎn)條件、設(shè)備性能、產(chǎn)品要求

36、、材料特性等都將給模具的CAE分析的準(zhǔn)確性帶來(lái)影響。 （1）強(qiáng)度和剛度分析 強(qiáng)度和剛度是模具設(shè)計(jì)中最重要的一項(xiàng)性能要求。運(yùn)用CAE技術(shù)，通過(guò)對(duì)模具施加約束和載荷等外部條件來(lái)模擬模具的真實(shí)應(yīng)用情況，分析模具的強(qiáng)度和剛度是否達(dá)到規(guī)定要求。模具CAE技術(shù)經(jīng)過(guò)短暫的時(shí)間已經(jīng)用在注塑模、壓鑄模、鍛模、擠壓模、沖壓模等模具的優(yōu)化，并在實(shí)際中指導(dǎo)生產(chǎn)。在工程實(shí)際中，一般應(yīng)用ANSYS、ALGOR、DEFORM等進(jìn)行分析計(jì)算。 （2）抗沖擊

37、試驗(yàn)?zāi)M CAE技</p><p>　　3.3 CAD/CAE技術(shù)和模具成形仿真</p><p>　　模具成形是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，有非常多的影響因素，因此對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的模具就需要進(jìn)行成形仿真，檢驗(yàn)前面所設(shè)計(jì)的模具在成形時(shí)的強(qiáng)度和剛度是否達(dá)到要求，只有滿足了成形要求，初步設(shè)計(jì)工作才最終完成。 （1）冷沖壓成形 冷沖壓模具主要用于金屬和非金屬材料的冷態(tài)成形。通過(guò)仿真，CAE技術(shù)可

38、以檢測(cè)成形過(guò)程中模具材料的強(qiáng)度水平是否達(dá)到要求，熱處理是否發(fā)揮了模具的強(qiáng)韌性等。 （2）熱作成形 熱作模具用于高溫條件下的金屬或非金屬成形，模具是在高溫下承受交變應(yīng)力和沖擊力，工作成形溫度往往較高，對(duì)于金屬模具還要經(jīng)受高溫氧化及燒損，在強(qiáng)烈的水冷條件下經(jīng)受冷熱變化引起的熱沖擊作用。熱作模具作為熱加工的成形工具，被廣泛的應(yīng)用于各類壓鑄模、擠壓模、注塑模、熱壓模和鍛模中。 </p><p>　　4、模具CA

39、D/CAM技術(shù)在模具行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀</p><p>　　模具CAD/CAE/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)工程。它以計(jì)算機(jī)軟件的形式, 為企業(yè)提供一種有效的輔助工具, 使工程技術(shù)人員借助于計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品性能、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。模具CADPCAEPCAM 技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期, 降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為模具界的共識(shí)。4.

40、1 國(guó)內(nèi)模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀</p><p>　　經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展，我國(guó)模具CAD/CAM有了長(zhǎng)足的發(fā)展，在國(guó)內(nèi)的模具生產(chǎn)中，CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。模具行業(yè)已引進(jìn)相當(dāng)數(shù)量的國(guó)外CAD/CAM系統(tǒng)，如： Unigraphics(UG)、SOLIDEDGE、AutoCAD、SolidWorks、Pro/Engineer等。并配置了運(yùn)行速度快、性能高的計(jì)算機(jī)。 但是對(duì)于國(guó)內(nèi)1些大

41、型模具企業(yè)，它們的CAD/CAM應(yīng)用狀況多停留在從國(guó)外購(gòu)買先進(jìn)的CAD/CAM系統(tǒng)和設(shè)備，但在其上進(jìn)行的2次開(kāi)發(fā)較少，資源利用率低;對(duì)于國(guó)內(nèi)1些中小型模具企業(yè)，它們的CAD/CAM應(yīng)用很少，有些僅停留在以計(jì)算機(jī)代替畫板繪圖。所以有必要改善國(guó)內(nèi)模具企業(yè)的CAD/CAM應(yīng)用狀況，使它們真正做到快速、準(zhǔn)確地對(duì)市場(chǎng)做出反應(yīng)，并使制造的模具產(chǎn)品質(zhì)量高、成本低，即達(dá)到敏捷制造的目的。 國(guó)內(nèi)廣泛采用了CADPCAEPCAM 技術(shù)并在應(yīng)用中取得

42、了顯著效益其中最大的技術(shù)進(jìn)步無(wú)疑是三維CAD 方面的重大突破。一汽模具、天汽模、東風(fēng)模具、福田濰坊模具等企業(yè)的三維CAD 普及率達(dá)到100% 。其他骨干企業(yè)正在加快進(jìn)行二維CAD 到三維CAD 的過(guò)渡。國(guó)外</p><p>　　4.2國(guó)外模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀 </p><p>　　工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家較大的模具生產(chǎn)廠家在CAD/CAM上進(jìn)行了較大的投資，正大力開(kāi)發(fā)這1技術(shù)。如法

43、國(guó)FOS模具公司已購(gòu)買了大型CAD/CAM系統(tǒng)，日本黑田精工株式會(huì)社已大力投資開(kāi)發(fā)CAD/CAM系統(tǒng)，瑞士法因圖爾公司采用大型CAD/CAM系統(tǒng)設(shè)計(jì)加工模具已占30%。目前，應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)較普遍的為美、日、德等國(guó)。例如，日本豐田汽車公司于1965年將數(shù)控用于模具加工。 20世紀(jì)80年代初期開(kāi)始采用覆蓋件沖模CAD/CAM系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括設(shè)計(jì)覆蓋件的NTDFB和CADEIT軟件和加工凸、凹模的TINCA軟件。利用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量粘

44、土模型，并將數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)。將所得圖形經(jīng)平滑處理后，再把這些數(shù)據(jù)用于覆蓋件設(shè)計(jì)、沖模的設(shè)計(jì)與制造。該系統(tǒng)有較強(qiáng)的三維圖形功能，可在屏幕上反復(fù)修改曲面形狀，使工件在沖壓成形時(shí)不致產(chǎn)生工藝缺陷，從而保證了模具和工件的質(zhì)量。模具型面的模型保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，TINCA軟件可利用這些數(shù)據(jù)，進(jìn)行模具型面的數(shù)控加工。</p><p>　　5、我國(guó)模具CAD/CAM軟件自主開(kāi)發(fā)和2次開(kāi)發(fā)情況</p><p&g

45、t;　　我國(guó)模具CAD/CAM的開(kāi)發(fā)開(kāi)始于20世紀(jì)70年代末，發(fā)展也很迅速。在微機(jī)平臺(tái)上開(kāi)發(fā)CAD/CAM軟件方面我國(guó)與國(guó)外起點(diǎn)差不多，都是使用Visual C++，OpenGL等工具進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，國(guó)內(nèi)許多高校、軟件公司和企業(yè)在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出了先進(jìn)的，有自己特色，符合用戶習(xí)慣的CAD/CAM軟件或模塊，其中有1些成果已經(jīng)得到了推廣和使用。到目前為止，先后通過(guò)國(guó)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)。

46、但是，直到現(xiàn)在這些系統(tǒng)大多數(shù)尚未在生產(chǎn)中廣泛推廣應(yīng)用。 國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)適合模具行業(yè)的CAD/CAM軟件，主要采用兩種途徑——在現(xiàn)有CAD/CAM平臺(tái)上進(jìn)行2次開(kāi)發(fā)和開(kāi)發(fā)擁有自主版權(quán)的CAD/CAM系統(tǒng)。 (1)基于現(xiàn)有模具CAD/CAM平臺(tái)2次開(kāi)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(tái)，包括模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)子系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)及工藝

47、參數(shù)計(jì)算較核子系統(tǒng)，塑料流動(dòng)、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。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　在模具CAD/CAM的應(yīng)用方面，經(jīng)過(guò)這幾十年的發(fā)展，我國(guó)模具CAD/CAM的應(yīng)用有了長(zhǎng)足的發(fā)展，模具CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于我國(guó)企業(yè)。在模具CAD/CAM系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方面，

48、我國(guó)研制模具CAD/CAM軟件的開(kāi)發(fā)水平也逐漸接近國(guó)外先進(jìn)水平。在模具CAD/CAM人才方面，在政府的大力支持下，高校和企業(yè)培養(yǎng)了1大批模具CAD/CAM軟件開(kāi)發(fā)及應(yīng)用人才。 但總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)目前模具行業(yè)使用CAD/CAM技術(shù)還存在著許多弊端， 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(guò)渡的時(shí)期，自主開(kāi)發(fā)的模具CAD/CAM軟件的開(kāi)發(fā)水平、商品化、市場(chǎng)化程度都不如發(fā)達(dá)國(guó)家。軟件在可靠性和穩(wěn)定性方面與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家

49、的軟件尚有1些差距［29］。 但是我們不但要看清我們的劣勢(shì)，也要看到我們的優(yōu)勢(shì)。與國(guó)外軟件相比我們的優(yōu)勢(shì)是：了解本國(guó)市場(chǎng)，提供技術(shù)支持方便，價(jià)格便宜等。在政府的大力支持下，我國(guó)模具CAD/CAM產(chǎn)業(yè)要充分利用優(yōu)勢(shì)，更要立足國(guó)內(nèi)，結(jié)合國(guó)情，面向國(guó)內(nèi)建設(shè)的需要，開(kāi)發(fā)出有自己特色，符合人習(xí)慣的CAD/CAM軟件，走1條適合自己的合理發(fā)展道路。</p><p><b>　　致謝</b><

50、;/p><p>　　我由衷的感謝我的指導(dǎo)老師**老師對(duì)我的學(xué)習(xí)、工作、以及課題的研究和論文撰寫過(guò)程中面臨的問(wèn)題所給的細(xì)心指導(dǎo)和無(wú)私幫助，也感謝全體老師、支持我的其他老師和同學(xué)對(duì)我的熱心幫助。</p><p>　　謹(jǐn)向?qū)徳u(píng)本文的各位專家、老師致意！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]洪慎章

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