模具CADCAM软件实践(精)

1、模具 CAD/CAM 软件实践 报 告班 级:材料 10802 姓 名:班级序号 :指导教师 :时 间目录一、模具 CAD/CAE/CAM 的现状与发展趋势 . . 31 模具 CAD/CAE/CAM 技术的发展历程与现状. . 32 模具 CAD/CAE/CAM 技术的发展趋势.4二、模具 CAD71、产品三维图72、产品尺寸图73、零件尺寸计算8三、模具 CAE9 1将 IGES 格式的凹模零件导入ANSYS92 选择单元类型 ,设置材料参数 ,划分单元格 . 93.约束自由度 ,加载作用力10受力分析10受力位移图11四、模具CAM121、先画出需要加工的模具外形。122、选取加工机床

2、(铣床 ,选取刀具路径 ,选取加工产品 . 123、设置刀具参数12设置材料 ,出现边框 ,变成立体图形15加工效果图16五、小结17一、模具 CAD/CAE/CAM 的现状与发展趋势1 模具 CAD/CAE/CAM 技术的发展历程与现状模具 CAD/CAE/CAM 技术具体就是模具设计人员和组织模具产品制造的工 艺设计人员在 CAD/CAE/CAM 系统的辅助下 ,根据模具的设计和制造程序进行 设计和制造的一项新技术。目前 ,模具 CAD/CAE/CAM 技术发展很快 ,广泛的 应用于模具生产企业。 采用模具 CAD/CAE/CAM 技术是模具生产革命化的措施 , 也是模具技术发展的一个显著

3、特点。1.1 国外模具 CAD/CAE/CAM 技术的发展历程与现状国外模具 CAD/CAM 技术的研究始于上世纪 60 年代 , 到 70 年代已经研制出 了模具 CAD/CAM 的专门系统 ,推出了面向中小型企业的 CAD/CAM 的商业软 件 ,可应用于各种类型的模具设计和制造。1973 年, 美国的 DIE COMP 公司率先研制成功 PDDC 连续模系统。 1977 年 , 捷克斯洛伐克金属加工工业研究所研制成功 AKT 冲模 CAD 系统。 1978 年,日 本机械工程实验室建立 ME1 连续模设计系统。 1979 年,日本旭光学工业公司研 究成功的冲空模和弯曲模 PENTAX 的

4、 CAD 系统。 1985 年, 日本 NISSIN 精密机 器公司采用了冷冲模 CAD/CAM 系统。到 80 年代末 ,美国、日本等工业发达国 家的模具生产已有近 50%采用了 CAD/CAM 技术。 近二十多年来 ,随着计算机 硬件的不断提升 ,工业发达国家的 CAD/CAM 技术不断创新、完善、逐步发展 , 已经形成一个从研究开发、生产制造到推广应用和销售服务的完整的高技术产业。国外在上世纪 60 年代开始开发有限元进行软件 , 1976年发行了第一套流动 分析软件。利用 CAE 技术可以在模具加工前 ,在计算机上对整个成型过程进行 模拟分析 , 减少甚至避免模具返修报废、 提高模具质

5、量和降低成本等。 目前国外 的模具 CAE 技术已经相当成熟 ,完全走向实用化阶段 ,并取得了显著效果。国 外著名的CAE 软件有 NASTRAN 、 ADINA 、 ANSYS 、 ABAQUS 、 MARC 、 COSMOS等。1.2 国内模具 CAD/CAE/CAM 技术的发展历程与现状我国模具 CAD/CAM 技术开始于 20 世纪 70 年代末 , 与国外相比尚有一段距离 ,但目前也趋于成熟 ,并在模具生产企业得到广泛应用。特别是 20 世纪 80 年代后期 , 我国进入了 CAD/CAM 技术迅猛发展的时期 ,各大院校和科研单位 不仅自主研发适合国情、专业化极强的 CAD/CAM

6、实用系统 ,也引进国外先进CAD/CAM, 同时在国外的 CAD/CAM 系统之上进行二次开发。如吉林大学依托 一汽对汽车覆盖件CAD/CAM 系统的研究已经取得显著成效,华中科技大学模 具技术国家重点实验室在AutoCAD 软件平台上开发出基于特征的级进模CAD/CAM系统 HMJC ,西安交通大学开发出多工位弯曲级进模 CAD 系统等 , 这些系统的研发促进了国内模具行业快速发展。CAD/CAM经过这十几年的发展 , 我国模具 CAD/CAM 软件的开发水平也逐渐接近国外先进水平。在政府的大力支持下先后出现了一批先进的模具 CAD/CAM 示范企 业,高校和企业也培养了一大批模具 CAD/

7、CAM 软件开发及应用人才。但总的 来说 ,我国目前模具 CAD/CAM 软件不管是从产品开发水平还是从商品化、市 场化程度都与发达国家有不小的差距。随着有限元技术的快速发展 ,早在上世纪 80 年代 ,国内就有一批科研单位 和高校投入有限元技术的研究、 开发和应用中。 在此背景下 , 国内相继取得了可 喜的成绩 ,如 :大连理工大学的 JIFEX ,郑州机械研究所的紫瑞 ,北京农机学院 的有限元分析系统。 在模具 CAE 方面 :如湖南大学的冲压 CAE 系统 , 华中科技 大学冲压成型快速分析软件 FASTAMP , 清华的铸造 CAE 分析软件 FTStar ,华 北工学院的铸造分析软件

8、 CASTsoft 等 ,但是与 CAD/CAM 系统的集成度相对较 弱。2 模具 CAD/CAE/CAM 技术的发展趋势21 世纪市场要求高质量、低成本的产品 , 并且要求对各种不同的市场需求作出快速的反应。模具制造技术的发展趋于专业化、标准化、集成化、智能化、虚拟化、网络化 ,这将使模具行业发生巨大变革。2.1 模具 CAD/CAE/CAM 技术的专业化程度显著提高任何一种模具软件不可能包罗万象 ,完全能适应不同的模具产品、不同生产 企业的需求。这就要求有针对性的开发专用模具 CAD/CAE/CAM 系统软件 ,或 者根据模具生产企业自身的特点对软件系统进行二次开发。 这样才有可能一切从

9、实际出发 , 最大的发挥出软件的潜能 , 充分利用好企业自身的设备 , 制造出高质 量的模具产品。随着模具工业的快速发展 ,各大主要软件开发商和有独立科研实力的企业已 经开始有针对性地开发专用模具 CAD/CAM 实用软件系统 ,并取得了巨大的经 济效益。 如 :专用的进级模系统 NX-PDW , 专用的塑料注射模系统 MoldWizard , 专用的锻压模系统 AutoMolder , 此外还有法国 Misslelsoftware 公司的注射模专用软件 TopMold 模 设计和制造系统计人员的工作效率活动。和级进模专用软件 TopProgress、日本 UNISYS 株式会社的塑料 CAD

10、CEUS 等。这些专用模具软件的产生 ,大大的提高了模具 设 , 让模具设计人员从繁琐的劳动中解放出来 , 进行创造性的 设计2.2 模具 CAD/CAE/CAM 技术的标准化势在必行标准化模具CAD/CAM系统可建立标准零件数据库、非标准零件数据库和模具参数数据库。标准零件库中的零件在模具CAD设计中可以随时调用,并采 用GT(Group Technology,成组技术 生产。非标准零件库中存放的零件,虽然与 设计所需结构不尽相同, 但利用系统自身的建模技术可以方便地进行修改, 从而 加快设计过程 ,使典型模具结构库在参数化设计的基础上实现。数据的传递、转化成为企业之间、企业与客户之间、软件

11、之间、软件与设备之间进行信息传递的最大障碍。在模具 CAD/CAE/CAM 软件系统中也存在这样 的问题 , 为保障数据在传递、 转化的过程中不丢失 , 建立数据转换的标准显得非 常重要 ,这样可以模具 CAD/CAE/ CAM 软件系统内部的信息交流成为整体 ,从 而真正意义上实现了模具制造信息传递的畅通。2.3 模具 CAD/CAE/CAM 技术的集成化是必然趋势国内模具制造企业虽然也采用了 CAD/CAM/CAE 技术 ,但模具的设计尚未 形成成熟的理论指导和设计体系 ,各类设计工具更多的表现为单一学科的软件 化,其相互集成也是以软件接口实现的数据集成。模具CAD/CAE/CAM 技术与

12、 GT 、CE(Concurrent Engineering、 CAE 、 CAPP(Computer Aided Process Planning、 PDM(Product Data Management等技术密切相连 ,组成一个有机的整体 ,建立一 个统一的全局模具产品数据模型 ,在模具开发、模具设计中 ,提供全部的信息 , 使信息共享、交换处理和反馈 ,它综合了计算机技术 ,系统集成技术 ,并行技术 和管理技术 ,最终将发展成为 CIMS(Computer Integrated Manufacture System ,计算机集成制造系统 。2.4 智能技术将使模具CAD/CAE/CAM

13、技术如虎添翼模具 CAD/CAE/CAM 技术中的智能化是指由模具 CAD/CAE/CAM 软件系统和人类专家共同组成的人机一体化系统 , 它能再模具生产过程中进行分析、 推理、判断、 构思和决策等智能活动 , 有效地实现了人与模具设计系统的有机融合及人 的智能的充分发挥。 近年来 , 人工智能在模具 CAD/CAE/CAM 系统中的应用主 要集中在知识工程的引入和模具设计专家系统开发上。目前 ,在模具的设计和制造过程中 ,在很多环节上仍然依靠模具设计人员的 经验。如模具设计方案的选择、工艺流程和参数的选择、模具结构的优化等 ,模 具CAD/CAE/CAM 设计系统只是完成一些简单建模和数值计

14、算 ,缺乏灵活性和 可靠性。这就要求模具设计系统必须利用 KBE(Knowledge-Based Engineering 技 术进行深入的改造 , 从分发挥、 利用知识库和专家系统设计出高质量的模具。 在 模具行业已有成功案例 , 如华中科技大学模具技术国家重点实验室在国产注射成 型模拟软件 HSCAE6.10 中成功地引入了人工智能技术。2.5 虚拟技术将在模具CAD/CAE/CAM 得到应用虚拟制造 (VM 是一种新的制造技术 ,它以仿真技术、信息技术、虚拟现实技术为支撑 ,对产品设计、工艺规划、加工制造等生产过程进行统一建模。虚拟制 造技术应用于模具生产实际是模具 CAD/CAE/CAM

15、 技术的集成和延伸 ,因此 , 模具工业今后推广应用虚拟制造技术 , 必须首先对当前应用于模具生产的各种先 进设计与制造技术和方法进行全面、 深入的消化吸收和推广应用。 虚拟制造技术 在国外模具工业中也有成功的应用。如美国的 Foundry Service(FSC公司采用虚 拟制造技术对整个工艺生产过程进行仿真 , 并根据仿真结果更改设备参数后 , 成 功地完成了生产系统的改造工程 ,节约了大量的资金。 AUTODIE 公司采用虚拟 制造技术后 ,在 810 个月内完成一种车型的设计与制造 ,一年内可以接受 5 种车型的模具定货。2.6 网络化是模具 CAD/CAE/CAM 技术应用的重要手段

16、网络化敏捷制造与模具 CAD/CAE/CAM 技术的结合是当今模具制造业中的 主流方向之一。 随着信息技术、 网络技术的发展 , 网络化制造的研究已经达到了 前所未有的高度。 网络化模具制造指的是 :面对模具市场机遇 , 针对模具市场需 要, 利用以因特网为标志的信息高速公路 , 灵活而迅速地组织社会模具制造资源 , 快速地组合成一种超越空间概念的、 靠电子手段联系的、 统一指挥的经营实体网 络联盟模具制造企业 , 以便快速推出高质量、 低成本的模具产品。 此类的研究已 经相当多 , 如东莞地区模具行业敏捷化趋势的分析与研究。 由此可知模具网络化 制造研究的重点的是如何有效的实现不同模具企业之

17、间的资源共享 , 多种高新技 术的集成 , 因此能集成多方面的资源 , 具有多种功能的网络化模具制造平台将成 为网络化模具制造的技术支持工具 ,将使模具企业快速的应对市场的变换。二、模具 CAD 1 、产品三维图2、产品尺寸图3、零件尺寸计算凹模是成型塑件外形的模具零件 ,其工作尺寸属包容尺寸 ,在使用过程中凹模的磨损会 使得包容尺寸逐渐的增大。 所以 , 为了使得模具的磨损留有修模的余地以及装配的需要 , 在 设计时 ,包容尺寸尽量取下极限尺寸 ,尺寸公差取上偏差。具体计算公式如下 : (1 凹模的工作尺寸计算 凹模的径向尺寸计算公式 :(+?-+=4/3k 1L 1 L式中 :L 1 塑件

18、外形公称尺寸 ; k 塑料的平均收缩率 ; ? 塑件的尺寸公差 ;模具制造公差 ,取塑件相应尺寸公差的1/3 到 1/6. 计算凹模上口径尺寸L2查表可得 L 上 =75, ?=0.76, ?=3/1到?6/1(mmL 19. 019. 01293. 7576. 0*4/302. 1*754/3k 1L +=- =? -+=计算凹模下口径尺寸L3查表可得 L 下 =60, ?=0.64, 16. 0=(mmL 16. 016. 01375. 6064. 0*4/302. 1*604/3k 1L +=- =? -+=凹模的深度尺寸计算公式: +?-+= 3/2( 1(1k H H式中 :H1 塑

19、件高度方向的公差尺寸。查表可得 H1=130, ?=1.1, 27. 0=mmk H H 27. 027. 0187. 1311. 1*3/202. 1*130 3/2( 1(+=-=? -+=2、凸模的工作尺寸计算凸模是成型塑件内形的 ,其工作尺寸属于被包容尺寸 ,在使用过程中凸模的 磨损会使包容尺寸逐渐的减小。 所以 , 为了使得模具的磨损留有修模的余地以及 装配的需要 ,在设计模具时 ,被包容尺寸尽量取上限尺寸 ,尺寸公差取下偏差。 具体计算公式如下 ;凸模的径向尺寸计算公式: -?+= 4/3( 1(1k l l式中 1l 塑件内形径向公称尺寸。计算凸模的上口径尺寸mmk l l 19. 019. 0199. 7276. 0*75. 002. 1*71 4/3( 1(-=+=?+=计算凸模的下口径尺寸mmk l l 16. 016. 016. 5764.