模具软件实践

1、模具cad/cam/cae软件实践报 告班 级： 材控60901班 姓 名： 王 浩 班级序号： 21 指导教师： 江 山 管 锋 时 间： 2012.10.13-2012.10.27一、 模具cad/cam/cae软件的现状与发展模具cad/cam是在模具cad和模具cam分别发展的基础上发展起来的，它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。模具cad/cam是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工种。它以计算机软件的形式，为用户提供一种有效的辅助工具，使工种技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。模具cad/cae在技

2、术的迅猛发展，软件，硬件水平的进一步完善，为模具工业提供了强有力的技术支持，为企业的产品设计，制造和生产水平的发展带来了质的飞跃，已经成为现代企业信息化，集成化、网络化的最优选择。 （一）模具cad/cam发展概况模具cad/cam的发展状况符合通用cad/cam 软件的发展进程。目前通用cad/cam 软件的发展现状如下:cad技术经历了二维平面图形设计，交互式图形设计、三维线框模型设计、三维实体造型设计、自由曲面造型设计、参数化设计、特征造型设计等发展过程。近年来又出现了许多先进技术，如变量化技术、虚拟产品建模技术等。随着互联网的普及，智能化(intelligent)、协同化(collab

3、orative )、集成化(integrated)成为技术新的发展特点，使cad技术得以更广泛的应用，发展成为支持协同设计、异地设计和信息共享的网络cad。（二）模具cad/cam的特点一个稳定的、可以满足实际生产设计需要的模具cad/cam系统应该具备下列特点:(l)模具cad/cam系统必须具备描述物体几何形状的能力。模具设计中因为模具的工作部分(如拉深模、锻模和注射模的型腔)是根据产品零件的形状设计的。所以无论设计什么类型的模具，开始阶段必须提供产品零件的几何形状。否则，就无法输人关于产品零件的几何信息，设计程序便无法运行。另外，为了编制nc加工程序，计算刀具轨迹，也需要建立模具零件的几

4、何模型。因此，几何造型是模具cad/cam中的一个重要问题。(2)标准化是实现模具cad的必要条件。模具设计一般不具有唯一性。为了便于实现模具cad，减少数据的存储量，在建立模具cad系统时首先要解决的问题便是标准化问题，包括设计准则的标准化、模具零件和模具结构的标准化。有了标准化的模具结构，在设计模具时可以选用典型的模具组合，调用标准模具零件，需要设计的只是少数工作零件。(3)设计准则的处理是模具cad中的一个重要问题。人工设计模具所依据的设计准则大部分是以数表和线图形式给出的。（三）模具cad/cam的优势计算机与设计人员交互作用，有利于发挥人机各自的特长，使模具设计和制造工艺更加合理化。

5、系统采用的优化设计方法有助于某些工艺参数和模具结构的优化。(1) cad/cam可以节省时间，提高生产率。设计计算和图样绘制的自动化大大缩短了设计时间。cad与cam的一体化可显著缩短从设计到制造的周期。(2) cad/cam可以较大幅度地降低成本。计算机的高速运算和自动绘图大大节省了劳动力。优化设计带来了原材料的节省，例如，冲压件的毛坯优化排样可使材料利用率提高5%7%。采用cam可加工传统方法难以加工的复杂模具型面，可减少模具的加工和调试工时，使制造成本降低。cad/cam的经济效益有些可以估算、有些则难以估算。由于采用cad/cam术，生产准备时间缩短，产品更新换代加快，大大增强了产品的

6、市场竞争能力。(3) cae/cam技术将技术人员从繁冗的计算、绘图和nc编程工作中解放出来，使其可以从事更多的创造性劳动。 (4) 随着塑性成形过程计算机模拟技术的提高，模具cad/cam/cae一体化技术可以大大增加模具的可靠性，减少直至不需要试模修模过程，提高模具设计、制造的一次成功率。（四）模具行业采用模具cad/cam技术的原因传统的模具设计与制造方法不能适应工业产品迅速更新换代和提高质量的要求。因此国内外企业纷纷采用模具cad/cam技术。模具行业采用模具cad/cam技术的主要理由是:(1) 利用几何造型技术获得的几何模型可供后续的设计分析和数控编程等方面使用。(2) 可以缩短新

7、产品的试制周期，例如在汽车工业中，可缩短模具的设计制造周期。(3) 提高产品质量的需要，如汽车车身表面等形状，需要利用计算机准备数据和完成随后的制造工作。(4) 模具制造厂和用户对cad/cam的需要增加。例如，利用磁盘进行数据传送，用户要求模具制造单位能够交换信息和处理这些数据。(5) 模具加工设备的效率不断提高，需要计算机辅助处理数据，以提高设备利用率。(6) 在企业中建立联系各个部门的信息处理系统。（五）模具cad/cam技术在模典行业的应用现状模具 cad/cam技术发展很快。应用范围日益扩大。在冲模、锻模、挤压模、注射模和压铸模等方面都有比较成功的cad/cam系统。采用cad/ca

8、m技术是模具技术、生产革新化的措施，是模具技术发展的一个显著特点。目前我国模具行业应用的模具cad/cam软件可以分为两大类:一是机械行业内通用的的cad/cam，如前面介绍的unigraphics(ug)、solidedge、autocad、solidworks 、pro/engneer等。二是专门针对模具行业开发的模具cad/cam系统，如:上海交大模具cad国家工程中心开发的冷冲模cad系统等。(1) 国外模具cad/cam技术的应用现状工业发达国家较大的模具生产厂家在cad/cam上进行了较大的投资，正大力开发这一技术。目前，应用cad/cam技术较普遍的为美、日、德等国。例如，日本丰

9、田汽车公司于1965 年将数控用于模具加工。20世纪80 年代初期开始采用覆盖件冲模cad/cam系统。该系统包括设计覆盖件的ntdfb和cadeit软件和加工凸、凹模的tinca软件。利用三坐标测量仪测量粘土模型，并将数据送人计算机。将所得图形经平滑处理后，再把这些数据用于覆盖件设计、冲模的设计与制造。该系统有较强的三维图形功能，可在屏幕上反复修改曲面形状，使工件在冲压成形时不致产生工艺缺陷，从而保证了模具和工件的质量。模具型面的模型保存在数据库中，tinca软件可利用这些数据，进行模具型面的数控加工。(2) 国内模具cad/cam技术的应用现状经过近几十年的发展，在国内的模具生产中，cad

10、/cam技术已经得到广泛的应用。模具行业已引进相当数量的国外cad/cae系统， 如: unigraphics(ug)、solidedge、autocad、solidworks、pro/engineer等。并配置了运行速度快、性能高的计算机。二 模具cad/cam/cae软件实践（1） 模具cad1.下模座首先打开solidworks 2009 sp0.0，然后新建一个文件零件，然后选取前基准面为基准面，在基面上绘制草图如图1 下模座平面图 然后点击特征拉伸的凸台/基体。选取拉伸方向和尺寸(30mm)得三维立体图，并且选取底面为作图面在上面做草图如图2然后再拉伸后作好后的图，选取拉伸方向和尺寸

11、（30mm），过后在新的界面上作草图如图3在平面上画好圆后，拉伸切除，如图所示 （附零件图）2.垫板新建一个文件零件，已前视图为基准面作图 然后拉伸，选取方向和尺寸（10mm）最后将这两个零件在soildworks中组装如图3、装配在其他组员的的帮助和配合下，我们将各个模具零件装配在一起,但由于其他同学是用proe画的图，所以就用proe来装配。具体操作步骤如下文叙述： 在proe中新建一个组件文件，将各个模具的零件导入到所建的文件中去，第一个导入凹模的模座，不需要进行约束；然后倒入凹模固定板板，通过凹模对其进行约束，在三个面上进行约束将其固定在凹模座上；在导入凹模，并对其进行约束，约束方式与

12、凹模固定板相同，将其固定到正确的位置；然后按照上面所说的步骤将十个零件全部装配在其中。最终我们得到的如图所示的装配图（二）模具cae（ansys模具结构分析） 1、零件1步骤：1.1进入ansys10.01.2设置计算类型 ansys main menu: preferences select structural ok1.3选择单元类型ansys main menu: preprocessor element typeadd/edit/delete add select solid quad brouw 10node 92 ok (back to element types window)

13、options select k3: axisymmetric okclose (the element type window) 1.4定义材料参数ansys main menu: preprocessor material props material models number1 linearstaticdensity7860linearistropic input ex:2.1e11, prxy:0.3 ok1.5生成几何模型 用ansys导入功能，直接导入已存的.x_t格式文件，导入后如图显示由于ansys与我所导入的图有点不相容，所以未能显示全部图形，只显示了整个轮廓框架。1.6网

14、格划分ansys main menu: preprocessor meshing mesh tool(size controls)areas set:拾取面ok back to the mesh tool window)mesh: areas, shape: quad, mapped mesh pick all (in picking menu) close( the mesh tool window)划分后如图1.7 模型施加约束 施加约束 ansys main menu: solution define loads apply structural displacementon areas

15、拾取约束面（下模座底面）: 各个方向 ok， 施加载荷selectentitiesarearby num/pickok选取上顶面ok,selectentitiesnodesattract took ansys main menu: solution define loads apply structural load on nodes 摄取下模座顶面；ok input value:-500ok 效果图如下 1.8 分析计算 ansys main menu: solution solve current ls ok(to close the solve current load step win

16、dow) ok1.9 结果显示 ansys main menu: general postproc plot results deformed shape select def + undeformed ok (back to plot results window) contour plot nodal solu select: dof solution, ux,uy, def + undeformed , stress ,sx,sy,sz,def + undeformedok显示的综合变形云图与等效应力均布图如下综合变形云图（usum） 等效应力分布云图(seqv)1.10 退出系统 an

17、sys utility menu: file exit save everythingok2.零件22.1进入ansys2.2设置计算类型 ansys main menu: preferences select structural ok2.3选择单元类型ansys main menu: preprocessor element typeadd/edit/delete add select solid quad brouw 8node 45 ok (back to element types window) options select k3: axisymmetric okclose (th

18、e element type window) 2.4定义材料参数ansys main menu: preprocessor material props material models structural linear elasticisotropic input ex:2.1e11, prxy:0.3 ok2.5生成几何模型 用ansys导入功能，直接导入已存的.x_t格式文件。 2.6网格划分导入图后再设置，ansys main menu: preprocessor meshing mesh tool(size controls)areas set:拾取下底面ok back to the

19、 mesh tool window)mesh: areas, shape: quad, mapped mesh pick all (in picking menu) close( the mesh tool window)划分后如图 2.7 模型施加约束 给水平底面施加约束 ansys main menu: solution define loads apply structural displacementon areas拾取约束面下底面: 各个方向 ok， 施分布载荷selectentitiesarearby num/pickok选取垫板上顶面ok,selectentitiesnodesa

20、ttract took ansys main menu: solution define loads apply structural load nodes 拾取垫板顶面；ok input value:-500 ok 效果图如下 2.8 分析计算 ansys main menu: solution solve current ls ok(to close the solve current load step window) ok2.9 结果显示 ansys main menu: general postproc plot results deformed shape select def +

21、 undeformed ok (back to plot results window) contour plot nodal solu select: dof solution, ux,uy, def + undeformed , stress ,sx,sy,sz,def + undeformedok显示的综合变形云图与等效应力均布图如下 综合变形云图（usum） 等效应力分布云图(seqv) （三）模具cam（mastercam模具制造）1.外形铣削加工刀具选择刀具外形选择2.动画及加工代码三. 学习心得经过两个周的学习，我们收获颇多，首先，在整个学习过程中我们系统的学习了三维软件soli

22、dworks 2009 sp0.0，proe和ansys10.0 分析软件，特别是ansys10.0让我深受体会，也让我费劲了脑筋。由于ansys是全英文版，对于我们这群英语盲来说简直就是学天书一样，再加上本来这款软件本就很难，那就由给我们雪上加霜了，ansys10.0伤透了我脑筋，我到图书馆借了相关书籍进行学习，可是这款软件实在是太难了，看书也看不懂，问老师问了好几遍，再经过我的仔细钻研终于会最基本的分析，通过学习ansys软件，让我深深的体会到了，英语的重要性，我也下定决心，以后不管在哪里都要学习英语，当然学习软件也是很重要的，我们的最终目标是学习软件，提高自己的专业知识，适应社会生活。但

23、是任然有许多尚未满意的情况，由于我要复习考研实在没有时间去学习这些，所以mastercamx我没有学会，所以是整个实训的遗憾和悲哀，希望老师能体谅学生，我希望考完后有机会再系统的学习一下这些软件。通过这次实训，让我深深地体会到了同学之间相互协作、相互帮助，相互配合的重要性。这次实训是一项艰巨的任务，并且很综合，再设计过程中会遇到很多难题，我们在一起互相探讨商量，不懂的问题及时问老师，幸好有他们帮助，特别是管老师，他总是很细心的给我讲解ansys的具体操作，我才能顺利完成作业，所以真心感谢他。四.参考文献。1.ansys有限元分析从入门到精通 张应迁 人民邮电出版社2mastercam x中文版

24、基础教程与上机指导 于文强 清华大学出版社3. ansys有限元分析实用教程-lubanren-1 张洪才 人民邮电出版社4. solidworks 2010 入门教程 王宇生 清华大学出版社5.ansys11.0结构分析工程应用实例解析 芀蒇蒀蚄芆蒆蚂罿膂蒆螅螂肈蒅蒄羈羄蒄薆螁节蒃虿羆膈薂螁蝿肄薁蒁羄羀薀薃螇荿薀螅肃芅蕿袈袅膁薈薇肁肇膄蚀袄羃膄螂聿节芃蒂袂膇节薄肇肃芁蚆袀聿芀衿蚃莈艿薈罿芄芈蚀螁膀芈螃羇肆芇蒂螀羂莆薅羅芁莅蚇螈膇莄衿羃膃莃蕿袆聿莂蚁肂羅莂螄袅芃莁蒃肀腿莀薆袃肅葿蚈肈羁蒈螀袁芀蒇蒀蚄芆蒆蚂罿膂蒆螅螂肈蒅蒄羈羄蒄薆螁节蒃虿羆膈薂螁蝿肄薁蒁羄羀薀薃螇荿薀螅肃芅蕿袈袅膁薈薇肁肇膄蚀袄

25、羃膄螂聿节芃蒂袂膇节薄肇肃芁蚆袀聿芀衿蚃莈艿薈罿芄芈蚀螁膀芈螃羇肆芇蒂螀羂莆薅羅芁莅蚇螈膇莄衿羃膃莃蕿袆聿莂蚁肂羅莂螄袅芃莁蒃肀腿莀薆袃肅葿蚈肈羁蒈螀袁芀蒇蒀蚄芆蒆蚂罿膂蒆螅螂肈蒅蒄羈羄蒄薆螁节蒃虿羆膈薂螁蝿肄薁蒁羄羀薀薃螇荿薀螅肃芅蕿袈袅膁薈薇肁肇膄蚀袄羃膄螂聿节芃蒂袂膇节薄肇肃芁蚆袀聿芀衿蚃莈艿薈罿芄芈蚀螁膀芈螃羇肆芇蒂螀羂莆薅羅芁莅蚇螈膇莄衿羃膃莃蕿袆聿莂蚁肂羅莂螄袅芃莁蒃肀腿莀薆袃肅葿蚈肈羁蒈螀袁芀蒇蒀蚄芆蒆蚂罿膂蒆螅螂肈蒅蒄羈羄蒄薆螁节蒃虿羆膈薂螁蝿肄薁蒁羄羀薀薃螇荿薀螅肃芅蕿袈袅膁薈薇肁肇膄蚀袄羃膄螂聿节芃蒂袂膇节薄肇肃芁蚆袀聿芀衿蚃莈艿薈罿芄芈蚀螁膀芈螃羇肆芇蒂螀羂莆薅羅芁莅蚇螈

26、膇莄衿羃膃莃蕿袆聿莂蚁肂羅莂螄袅芃莁蒃肀腿莀薆袃肅葿蚈肈羁蒈螀袁芀蒇蒀蚄芆蒆蚂罿膂蒆螅螂肈蒅蒄羈羄蒄薆螁节蒃虿羆膈薂螁蝿肄薁蒁羄羀薀薃螇荿薀螅肃芅蕿袈袅膁薈薇肁肇膄蚀袄羃膄螂聿节芃蒂袂膇节薄肇肃芁蚆袀聿芀衿蚃莈艿薈罿芄芈蚀螁膀芈螃羇肆芇蒂螀羂莆薅羅芁莅蚇螈膇莄衿羃膃莃蕿袆聿莂蚁肂羅莂螄袅芃莁蒃肀腿莀薆袃肅葿蚈肈羁蒈螀袁芀蒇蒀蚄芆蒆蚂罿膂蒆螅螂肈蒅蒄羈羄蒄薆螁节蒃虿羆膈薂螁蝿肄薁蒁羄羀薀薃螇荿薀螅肃芅蕿袈袅膁薈薇肁肇膄蚀袄羃膄螂聿节芃蒂袂膇节薄肇肃芁蚆袀聿芀衿蚃莈艿薈罿芄芈蚀螁膀芈螃羇肆芇蒂螀羂莆薅羅芁莅蚇螈膇莄衿羃膃莃蕿袆聿莂蚁肂羅莂螄袅芃莁蒃肀腿莀薆袃肅葿蚈肈羁蒈螀袁芀蒇蒀蚄芆蒆蚂罿膂蒆螅螂

27、肈蒅蒄羈羄蒄薆螁节蒃虿羆膈薂螁蝿肄薁蒁羄羀薀薃螇荿薀螅肃芅蕿袈袅膁薈薇肁肇膄蚀袄羃膄螂聿节芃蒂袂膇节薄肇肃芁蚆袀聿芀衿蚃莈艿薈罿芄芈蚀螁膀芈螃羇肆芇蒂螀羂莆薅羅芁莅蚇螈膇莄衿羃膃莃蕿袆聿莂蚁肂羅莂螄袅芃莁蒃肀腿莀薆袃肅葿蚈肈羁蒈螀袁芀蒇蒀蚄芆蒆蚂罿膂蒆螅螂肈蒅蒄羈羄蒄薆螁节蒃虿羆膈薂螁蝿肄薁蒁羄羀薀薃螇荿薀螅肃芅蕿袈袅膁薈薇肁肇膄蚀袄羃膄螂聿节芃蒂袂膇节薄肇肃芁蚆袀聿芀衿蚃莈艿薈罿芄芈蚀螁膀芈螃羇肆芇蒂螀羂莆薅羅芁莅蚇螈膇莄衿羃膃莃蕿袆聿莂蚁肂羅莂螄袅芃莁蒃肀腿莀薆袃肅葿蚈肈羁蒈螀袁芀蒇蒀蚄芆蒆蚂罿膂蒆螅螂肈蒅蒄羈羄蒄薆螁节蒃虿羆膈薂螁蝿肄薁蒁羄羀薀薃螇荿薀螅肃芅蕿袈袅膁薈薇肁肇膄蚀袄羃膄螂聿

28、节芃蒂袂膇节薄肇肃芁蚆袀聿芀衿蚃莈艿薈罿芄芈蚀螁膀芈螃羇肆芇蒂螀羂莆薅羅芁莅蚇螈膇莄衿羃膃莃蕿袆聿莂蚁肂羅莂螄袅芃莁蒃肀腿莀薆袃肅葿蚈肈羁蒈螀袁芀蒇蒀蚄芆蒆蚂罿膂蒆螅螂肈蒅蒄羈羄蒄薆螁节蒃虿羆膈薂螁蝿肄薁蒁羄羀薀薃螇荿薀螅肃芅蕿袈袅膁薈薇肁肇膄蚀袄羃膄螂聿节芃蒂袂膇节薄肇肃芁蚆袀聿芀衿蚃莈艿薈罿芄芈蚀螁膀芈螃羇肆芇蒂螀羂莆薅羅芁莅蚇螈膇莄衿羃膃莃蕿袆聿莂蚁肂羅莂螄袅芃莁蒃肀腿莀薆袃肅葿蚈肈羁蒈螀袁芀蒇蒀蚄芆蒆蚂罿膂蒆螅螂肈蒅蒄羈羄蒄薆螁节蒃虿羆膈薂螁蝿肄薁蒁羄羀薀薃螇荿薀螅肃芅蕿袈袅膁薈薇肁肇膄蚀袄羃膄螂聿节芃蒂袂膇节薄肇肃芁蚆袀聿芀衿蚃莈艿薈罿芄芈蚀螁膀芈螃羇肆芇蒂螀羂莆薅羅芁莅蚇螈膇莄衿羃膃莃蕿袆聿莂蚁肂羅莂螄袅芃莁蒃肀腿莀薆袃肅葿蚈肈羁蒈螀袁芀蒇蒀蚄芆蒆蚂罿膂蒆螅螂肈蒅