精品資料（2021-2022年收藏的）模具CADCAM軟件實踐精

1、 模具 CAD/CAM軟件實踐 報 告班 級:材料 10802 姓 名:班級序號:指導(dǎo)教師:時 間: 2011.12.19-2010.12.23目錄一、模具 CAD/CAE/CAM的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 . . 31 模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀 . . 32 模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展趨勢 . . 4二、模具 CAD . 71、產(chǎn)品三維圖 . 72、產(chǎn)品尺寸圖 . 73、零件尺寸計算 . 8三、模具 CAE . 9 1將 IGES 格式的凹模零件導(dǎo)入 ANSYS. 92選擇單元類型,設(shè)置材料參數(shù),劃分單元格 . 93.約束自由度,加載作用力 . 10 受力分析 .

2、10 受力位移圖 . 11 四、模具 CAM . 121、先畫出需要加工的模具外形。 . 122、選取加工機床(銑床 ,選取刀具路徑,選取加工產(chǎn)品 . 123、設(shè)置刀具參數(shù) . 12 設(shè)置材料,出現(xiàn)邊框,變成立體圖形 . 15 加工效果圖 . 16 五、小結(jié) . 17一、模具 CAD/CAE/CAM的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢1 模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)具體就是模具設(shè)計人員和組織模具產(chǎn)品制造的工 藝設(shè)計人員在 CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的輔助下,根據(jù)模具的設(shè)計和制造程序進行 設(shè)計和制造的一項新技術(shù)。目前,模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)發(fā)展很快,廣泛

3、的 應(yīng)用于模具生產(chǎn)企業(yè)。 采用模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)是模具生產(chǎn)革命化的措施, 也是模具技術(shù)發(fā)展的一個顯著特點。1.1國外模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀國外模具 CAD/CAM技術(shù)的研究始于上世紀 60年代, 到 70年代已經(jīng)研制出 了模具 CAD/CAM的專門系統(tǒng),推出了面向中小型企業(yè)的 CAD/CAM的商業(yè)軟 件,可應(yīng)用于各種類型的模具設(shè)計和制造。1973年, 美國的 DIE COMP公司率先研制成功 PDDC 連續(xù)模系統(tǒng)。 1977年, 捷克斯洛伐克金屬加工工業(yè)研究所研制成功 AKT 沖模 CAD 系統(tǒng)。 1978年,日 本機械工程實驗室建立 ME1連續(xù)模設(shè)計系

4、統(tǒng)。 1979年,日本旭光學工業(yè)公司研 究成功的沖空模和彎曲模 PENTAX 的 CAD 系統(tǒng)。 1985年, 日本 NISSIN 精密機 器公司采用了冷沖模 CAD/CAM系統(tǒng)。到 80年代末,美國、日本等工業(yè)發(fā)達國 家的模具生產(chǎn)已有近 50%采用了 CAD/CAM技術(shù)。 近二十多年來,隨著計算機 硬件的不斷提升,工業(yè)發(fā)達國家的 CAD/CAM技術(shù)不斷創(chuàng)新、完善、逐步發(fā)展, 已經(jīng)形成一個從研究開發(fā)、生產(chǎn)制造到推廣應(yīng)用和銷售服務(wù)的完整的高技術(shù)產(chǎn) 業(yè)。國外在上世紀 60年代開始開發(fā)有限元進行軟件, 1976年發(fā)行了第一套流動 分析軟件。利用 CAE 技術(shù)可以在模具加工前,在計算機上對整個成型過程

5、進行 模擬分析, 減少甚至避免模具返修報廢、 提高模具質(zhì)量和降低成本等。 目前國外 的模具 CAE 技術(shù)已經(jīng)相當成熟,完全走向?qū)嵱没A段,并取得了顯著效果。國 外著名的 CAE 軟件有 NASTRAN 、 ADINA 、 ANSYS 、 ABAQUS 、 MARC 、 COSMOS 等。1.2國內(nèi)模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀我國模具 CAD/CAM技術(shù)開始于 20世紀 70年代末, 與國外相比尚有一段距 離,但目前也趨于成熟,并在模具生產(chǎn)企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。特別是 20世紀 80年代后期,我國進入了 CAD/CAM技術(shù)迅猛發(fā)展的時期,各大院校和科研單位 不僅自主研發(fā)適合國情、

6、專業(yè)化極強的 CAD/CAM實用系統(tǒng),也引進國外先進CAD/CAM,同時在國外的 CAD/CAM系統(tǒng)之上進行二次開發(fā)。如吉林大學依托 一汽對汽車覆蓋件 CAD/CAM系統(tǒng)的研究已經(jīng)取得顯著成效,華中科技大學模 具技術(shù)國家重點實驗室在 AutoCAD 軟件平臺上開發(fā)出基于特征的級進模 CAD/CAM系統(tǒng) HMJC ,西安交通大學開發(fā)出多工位彎曲級進模 CAD 系統(tǒng)等, 這些 CAD/CAM系統(tǒng)的研發(fā)促進了國內(nèi)模具行業(yè)快速發(fā)展。經(jīng)過這十幾年的發(fā)展, 我國模具 CAD/CAM軟件的開發(fā)水平也逐漸接近國外 先進水平。在政府的大力支持下先后出現(xiàn)了一批先進的模具 CAD/CAM示范企 業(yè),高校和企業(yè)也培養(yǎng)

7、了一大批模具 CAD/CAM軟件開發(fā)及應(yīng)用人才。但總的 來說,我國目前模具 CAD/CAM軟件不管是從產(chǎn)品開發(fā)水平還是從商品化、市 場化程度都與發(fā)達國家有不小的差距。隨著有限元技術(shù)的快速發(fā)展,早在上世紀 80年代,國內(nèi)就有一批科研單位 和高校投入有限元技術(shù)的研究、 開發(fā)和應(yīng)用中。 在此背景下, 國內(nèi)相繼取得了可 喜的成績,如:大連理工大學的 JIFEX ,鄭州機械研究所的紫瑞,北京農(nóng)機學院 的有限元分析系統(tǒng)。 在模具 CAE 方面:如湖南大學的沖壓 CAE 系統(tǒng), 華中科技 大學沖壓成型快速分析軟件 FASTAMP ,清華的鑄造 CAE 分析軟件 FTStar ,華 北工學院的鑄造分析軟件 C

8、ASTsoft 等,但是與 CAD/CAM系統(tǒng)的集成度相對較 弱。2 模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展趨勢21世紀市場要求高質(zhì)量、 低成本的產(chǎn)品, 并且要求對各種不同的市場需求作 出快速的反應(yīng)。模具制造技術(shù)的發(fā)展趨于專業(yè)化、標準化、集成化、智能化、虛 擬化、網(wǎng)絡(luò)化,這將使模具行業(yè)發(fā)生巨大變革。2.1模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)的專業(yè)化程度顯著提高任何一種模具軟件不可能包羅萬象,完全能適應(yīng)不同的模具產(chǎn)品、不同生產(chǎn) 企業(yè)的需求。這就要求有針對性的開發(fā)專用模具 CAD/CAE/CAM系統(tǒng)軟件,或 者根據(jù)模具生產(chǎn)企業(yè)自身的特點對軟件系統(tǒng)進行二次開發(fā)。 這樣才有可能一切從 實際出發(fā), 最大的發(fā)

9、揮出軟件的潛能, 充分利用好企業(yè)自身的設(shè)備, 制造出高質(zhì) 量的模具產(chǎn)品。隨著模具工業(yè)的快速發(fā)展,各大主要軟件開發(fā)商和有獨立科研實力的企業(yè)已 經(jīng)開始有針對性地開發(fā)專用模具 CAD/CAM實用軟件系統(tǒng),并取得了巨大的經(jīng) 濟效益。 如:專用的進級模系統(tǒng) NX-PDW , 專用的塑料注射模系統(tǒng) MoldWizard , 專用的鍛壓模系統(tǒng) AutoMolder , 此外還有法國 Misslelsoftware 公司的注射模專用軟件 TopMold 和級進模專用軟件 TopProgress 、日本 UNISYS 株式會社的塑料模 設(shè)計和制造系統(tǒng) CADCEUS 等。這些專用模具軟件的產(chǎn)生,大大的提高了模具

10、 設(shè)計人員的工作效率, 讓模具設(shè)計人員從繁瑣的勞動中解放出來, 進行創(chuàng)造性的 設(shè)計活動。2.2模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)的標準化勢在必行標準化模具 CAD/CAM系統(tǒng)可建立標準零件數(shù)據(jù)庫、非標準零件數(shù)據(jù)庫和 模具參數(shù)數(shù)據(jù)庫。標準零件庫中的零件在模具 CAD 設(shè)計中可以隨時調(diào)用,并采 用 GT(Group Technology,成組技術(shù) 生產(chǎn)。非標準零件庫中存放的零件,雖然與 設(shè)計所需結(jié)構(gòu)不盡相同, 但利用系統(tǒng)自身的建模技術(shù)可以方便地進行修改, 從而 加快設(shè)計過程,使典型模具結(jié)構(gòu)庫在參數(shù)化設(shè)計的基礎(chǔ)上實現(xiàn)。數(shù)據(jù)的傳遞、轉(zhuǎn)化成為企業(yè)之間、企業(yè)與客戶之間、軟件之間、軟件與設(shè)備 之間進行信息傳遞

11、的最大障礙。在模具 CAD/CAE/CAM軟件系統(tǒng)中也存在這樣 的問題, 為保障數(shù)據(jù)在傳遞、 轉(zhuǎn)化的過程中不丟失, 建立數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的標準顯得非 常重要,這樣可以模具 CAD/CAE/ CAM軟件系統(tǒng)內(nèi)部的信息交流成為整體,從 而真正意義上實現(xiàn)了模具制造信息傳遞的暢通。2.3模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)的集成化是必然趨勢國內(nèi)模具制造企業(yè)雖然也采用了 CAD/CAM/CAE技術(shù),但模具的設(shè)計尚未 形成成熟的理論指導(dǎo)和設(shè)計體系,各類設(shè)計工具更多的表現(xiàn)為單一學科的軟件 化,其相互集成也是以軟件接口實現(xiàn)的數(shù)據(jù)集成。模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)與 GT 、 CE(Concurrent Enginee

12、ring、 CAE 、 CAPP(Computer Aided Process Planning、 PDM(Product Data Management等技術(shù)密切相連,組成一個有機的整體,建立一 個統(tǒng)一的全局模具產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型,在模具開發(fā)、模具設(shè)計中,提供全部的信息, 使信息共享、交換處理和反饋,它綜合了計算機技術(shù),系統(tǒng)集成技術(shù),并行技術(shù) 和管理技術(shù),最終將發(fā)展成為 CIMS(Computer Integrated Manufacture System , 計算機集成制造系統(tǒng) 。2.4智能技術(shù)將使模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)如虎添翼模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)中的智能化是指由模具 CA

13、D/CAE/CAM軟件系統(tǒng) 和人類專家共同組成的人機一體化系統(tǒng), 它能再模具生產(chǎn)過程中進行分析、 推理、 判斷、 構(gòu)思和決策等智能活動, 有效地實現(xiàn)了人與模具設(shè)計系統(tǒng)的有機融合及人 的智能的充分發(fā)揮。 近年來, 人工智能在模具 CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)中的應(yīng)用主 要集中在知識工程的引入和模具設(shè)計專家系統(tǒng)開發(fā)上。目前,在模具的設(shè)計和制造過程中,在很多環(huán)節(jié)上仍然依靠模具設(shè)計人員的 經(jīng)驗。如模具設(shè)計方案的選擇、工藝流程和參數(shù)的選擇、模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等,模 具 CAD/CAE/CAM設(shè)計系統(tǒng)只是完成一些簡單建模和數(shù)值計算,缺乏靈活性和 可靠性。這就要求模具設(shè)計系統(tǒng)必須利用 KBE(Knowledge

14、-Based Engineering 技 術(shù)進行深入的改造, 從分發(fā)揮、 利用知識庫和專家系統(tǒng)設(shè)計出高質(zhì)量的模具。 在 模具行業(yè)已有成功案例, 如華中科技大學模具技術(shù)國家重點實驗室在國產(chǎn)注射成 型模擬軟件 HSCAE6.10中成功地引入了人工智能技術(shù)。2.5虛擬技術(shù)將在模具 CAD/CAE/CAM得到應(yīng)用虛擬制造 (VM是一種新的制造技術(shù),它以仿真技術(shù)、 信息技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技 術(shù)為支撐,對產(chǎn)品設(shè)計、工藝規(guī)劃、加工制造等生產(chǎn)過程進行統(tǒng)一建模。虛擬制 造技術(shù)應(yīng)用于模具生產(chǎn)實際是模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)的集成和延伸,因此, 模具工業(yè)今后推廣應(yīng)用虛擬制造技術(shù), 必須首先對當前應(yīng)用于模具生產(chǎn)的各

15、種先 進設(shè)計與制造技術(shù)和方法進行全面、 深入的消化吸收和推廣應(yīng)用。 虛擬制造技術(shù) 在國外模具工業(yè)中也有成功的應(yīng)用。如美國的 Foundry Service(FSC公司采用虛 擬制造技術(shù)對整個工藝生產(chǎn)過程進行仿真, 并根據(jù)仿真結(jié)果更改設(shè)備參數(shù)后, 成 功地完成了生產(chǎn)系統(tǒng)的改造工程,節(jié)約了大量的資金。 AUTODIE 公司采用虛擬 制造技術(shù)后,在 810個月內(nèi)完成一種車型的設(shè)計與制造,一年內(nèi)可以接受 5種車型的模具定貨。2.6網(wǎng)絡(luò)化是模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)應(yīng)用的重要手段網(wǎng)絡(luò)化敏捷制造與模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)的結(jié)合是當今模具制造業(yè)中的 主流方向之一。 隨著信息技術(shù)、 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)

16、展, 網(wǎng)絡(luò)化制造的研究已經(jīng)達到了 前所未有的高度。 網(wǎng)絡(luò)化模具制造指的是:面對模具市場機遇, 針對模具市場需 要, 利用以因特網(wǎng)為標志的信息高速公路, 靈活而迅速地組織社會模具制造資源, 快速地組合成一種超越空間概念的、 靠電子手段聯(lián)系的、 統(tǒng)一指揮的經(jīng)營實體網(wǎng) 絡(luò)聯(lián)盟模具制造企業(yè), 以便快速推出高質(zhì)量、 低成本的模具產(chǎn)品。 此類的研究已 經(jīng)相當多, 如東莞地區(qū)模具行業(yè)敏捷化趨勢的分析與研究。 由此可知模具網(wǎng)絡(luò)化 制造研究的重點的是如何有效的實現(xiàn)不同模具企業(yè)之間的資源共享, 多種高新技 術(shù)的集成, 因此能集成多方面的資源, 具有多種功能的網(wǎng)絡(luò)化模具制造平臺將成 為網(wǎng)絡(luò)化模具制造的技術(shù)支持工具,

17、將使模具企業(yè)快速的應(yīng)對市場的變換。二、模具 CAD 1、產(chǎn)品三維圖 2、產(chǎn)品尺寸圖 3、零件尺寸計算凹模是成型塑件外形的模具零件,其工作尺寸屬包容尺寸,在使用過程中凹模的磨損會 使得包容尺寸逐漸的增大。 所以, 為了使得模具的磨損留有修模的余地以及裝配的需要, 在 設(shè)計時,包容尺寸盡量取下極限尺寸,尺寸公差取上偏差。具體計算公式如下: (1 凹模的工作尺寸計算 凹模的徑向尺寸計算公式:(+-+=4/3k 1L 1 L式中:L 1 塑件外形公稱尺寸; k 塑料的平均收縮率; 塑件的尺寸公差; 模具制造公差,取塑件相應(yīng)尺寸公差的 1/3到 1/6. 計算凹模上口徑尺寸 L2查表可得 L 上 =75

18、, =0.76, =3/1到 6/1(mmL 19. 019. 01293. 7576. 0*4/302. 1*754/3k 1L +=-=-+=計算凹模下口徑尺寸 L3查表可得 L 下 =60, =0.64, 16. 0=(mmL 16. 016. 01375. 6064. 0*4/302. 1*604/3k 1L +=-=-+=凹模的深度尺寸計算公式: +-+= 3/2( 1(1k H H式中:H1 塑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、凸模的工作尺寸計算凸模是成型塑件內(nèi)形的,其工作尺寸屬于被包容尺寸,在使用過程中凸模的 磨損會使包容尺寸逐漸的減小。 所以, 為了使得模具的磨損留有修模的余地以及 裝配的需要,在設(shè)計模具時,被包容尺寸盡量取上限尺寸,尺寸公差取下偏差。 具體計算公式如下;凸模的徑向尺寸計算公式: -+= 4/3( 1(1k l l式中 1l 塑件內(nèi)形徑向公稱尺寸。 計算凸模的上口徑尺寸mmk l l 19. 019. 0199. 7276. 0*75. 002. 1*71 4/3( 1(-=+=+=計算凸模的下口徑尺寸mmk l l 16. 016. 016. 5764. 0*75. 002. 1*56