模具CADCAM應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)知識

1、整理課件1模具模具CAD/CAM技術(shù)技術(shù)整理課件2主要內(nèi)容 第一節(jié) CAD/CAM基本概念、發(fā)展歷程及組成 第二節(jié) 模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用 第三節(jié) 模具CAD/CAM技術(shù)發(fā)展的趨勢 第四節(jié) 模具CAD/CAM的常用軟件 第五節(jié) 逆向工程整理課件3CAD/CAM基本概念、發(fā)展歷程及組成第一節(jié) CAD/CAM基本概念、發(fā)展歷程及組成一、 CAD/CAM的基本概念二、CAD/CAM的發(fā)展歷程三、CAD/CAM系統(tǒng)的組成整理課件4CAD/CAM基本概念、發(fā)展歷程及組成一 CAD/CAM的基本概念CAD (Computer Aided Design ) 計算機(jī)輔助設(shè)計 1972年10月，國際信息處

2、理聯(lián)合會(IFIP)在荷蘭召開的“關(guān)于CAD原理的工作會議”上給出如下定義：CAD是一種技術(shù)，其中人與計算機(jī)結(jié)合為一個問題求解，緊密配合，發(fā)揮各自所長，從而使其工作優(yōu)于每一方，并為應(yīng)用多學(xué)科方法的綜合性協(xié)作提供了可能。CAD是工程技術(shù)人員以計算機(jī)為工具，對產(chǎn)品和工程進(jìn)行設(shè)計、繪圖、分析和編寫技術(shù)文檔等設(shè)計活動的總稱。 主要功能：幾何建模、動態(tài)模擬和自動繪圖整理課件5CAD/CAM基本概念、發(fā)展歷程及組成CAM (Computer Aided Manufacturing ) 計算機(jī)輔助制造 CAM有狹義和廣義的兩個概念。CAM的狹義概念指的是從產(chǎn)品設(shè)計到加工制造之間的一切生產(chǎn)準(zhǔn)備活動，它包括CA

3、PP、NC編程、工時定額的計算、生產(chǎn)計劃的制訂、資源需求計劃的制訂等。如今，CAM的狹義概念甚至更進(jìn)一步縮小為NC編程的同義詞。 CAM的廣義概念包括的內(nèi)容則很多，除了上述CAM狹義定義所包含的所有內(nèi)容外，它還包括制造活動中與物流有關(guān)的所有過程（加工、裝配、檢驗、存貯、輸送）的監(jiān)視、控制和管理。 主要功能：工藝設(shè)計、數(shù)控編程和加工仿真整理課件6CAD/CAM基本概念、發(fā)展歷程及組成二 CAD/CAM的發(fā)展歷程CAD、CAM技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了五個階段：孕育形成階段（20世紀(jì)50年代）快速發(fā)展階段（20世紀(jì)60年代）成熟推廣階段（20世紀(jì)70年代）廣泛應(yīng)用階段（20世紀(jì)80年代）標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、集成

4、化階段（20世紀(jì)80年代后期）整理課件7CAD/CAM基本概念、發(fā)展歷程及組成數(shù)控機(jī)床1950年1955年1960年1965年1970年1975年1980年1985年1990年1995年曲面造型技術(shù)實體造型技術(shù)線框造型技術(shù)參數(shù)化造型技術(shù)變量化造型技術(shù)有限元法APT-旋風(fēng)號APT- MRPAPT-MRPCADCAD/CAM第一臺機(jī)器人自適應(yīng)控制1945年第一代電子計算機(jī)：電子管計算機(jī)第三代電子計算機(jī)：集成電路計算機(jī)第二代電子計算機(jī)：晶體管計算機(jī)第四代電子計算機(jī)：大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計算機(jī)柔性制造系統(tǒng)DNC系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫CAPPAPT-STEP敏捷制造CECIMS精良生產(chǎn)虛擬制造特征建模支持系統(tǒng)圖

5、1-1 CAD/CAM相關(guān)技術(shù)的發(fā)展圖1-3 CAD/CAM系統(tǒng)的組成產(chǎn)品總體設(shè)計產(chǎn)品需求分析產(chǎn)品產(chǎn)品裝配產(chǎn)品加工裝配數(shù)控程序編制零件檢測數(shù)控加工仿真數(shù)控加工刀具夾具設(shè)計產(chǎn)品毛坯設(shè)計工藝路線設(shè)計加工工序設(shè)計產(chǎn)品生產(chǎn)準(zhǔn)備產(chǎn)品施工設(shè)計二維工程制圖產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計產(chǎn)品模型分析產(chǎn)品概念設(shè)計設(shè)計任務(wù)規(guī)劃圖1-2 產(chǎn)品開發(fā)過程及CAD、CAE、CAM的范圍廣義CAD/CAM廣義CADCADCAE廣義CAMCAPPCAM調(diào)試產(chǎn)品規(guī)劃方案設(shè)計詳細(xì)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計機(jī)構(gòu)運動仿真裝配系統(tǒng)規(guī)劃裝配過程仿真裝配工藝規(guī)劃裝 配 模 型 管 理 器設(shè) 計 進(jìn) 程 型 管 理 器知識存儲管理器裝配資源模 型運動機(jī)構(gòu)模 型

6、裝配工藝模 型功能結(jié)構(gòu)模 型CAD/CAPP/CAM(CAD/CAM)圖1- 功能集成的現(xiàn)代CAD系統(tǒng)集 成 化 產(chǎn) 品 裝 配 模 型產(chǎn) 品數(shù)據(jù)庫評 價知識庫設(shè) 計知識庫廣義設(shè)計工具集CAD/CAM系統(tǒng)CAD/CAM硬件系統(tǒng)CAD/CAM軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件專業(yè)軟件計算機(jī)加工設(shè)備整理課件8CAD/CAM基本概念、發(fā)展歷程及組成三、 CAD/CAM系統(tǒng)組成： 硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床1950年1955年1960年1965年1970年1975年1980年1985年1990年1995年曲面造型技術(shù)實體造型技術(shù)線框造型技術(shù)參數(shù)化造型技術(shù)變量化造型技術(shù)有限元法APT-旋風(fēng)號APT- MRPAPT

7、-MRPCADCAD/CAM第一臺機(jī)器人自適應(yīng)控制1945年第一代電子計算機(jī)：電子管計算機(jī)第三代電子計算機(jī)：集成電路計算機(jī)第二代電子計算機(jī)：晶體管計算機(jī)第四代電子計算機(jī)：大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計算機(jī)柔性制造系統(tǒng)DNC系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫CAPPAPT-STEP敏捷制造CECIMS精良生產(chǎn)虛擬制造特征建模支持系統(tǒng)圖1-1 CAD/CAM相關(guān)技術(shù)的發(fā)展圖1-3 CAD/CAM系統(tǒng)的組成產(chǎn)品總體設(shè)計產(chǎn)品需求分析產(chǎn)品產(chǎn)品裝配產(chǎn)品加工裝配數(shù)控程序編制零件檢測數(shù)控加工仿真數(shù)控加工刀具夾具設(shè)計產(chǎn)品毛坯設(shè)計工藝路線設(shè)計加工工序設(shè)計產(chǎn)品生產(chǎn)準(zhǔn)備產(chǎn)品施工設(shè)計二維工程制圖產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計產(chǎn)品模型分析產(chǎn)品概念設(shè)計設(shè)計

8、任務(wù)規(guī)劃圖1-2 產(chǎn)品開發(fā)過程及CAD、CAE、CAM的范圍廣義CAD/CAM廣義CADCADCAE廣義CAMCAPPCAM調(diào)試產(chǎn)品規(guī)劃方案設(shè)計詳細(xì)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計機(jī)構(gòu)運動仿真裝配系統(tǒng)規(guī)劃裝配過程仿真裝配工藝規(guī)劃裝 配 模 型 管 理 器設(shè) 計 進(jìn) 程 型 管 理 器知識存儲管理器裝配資源模 型運動機(jī)構(gòu)模 型裝配工藝模 型功能結(jié)構(gòu)模 型CAD/CAPP/CAM(CAD/CAM)圖1- 功能集成的現(xiàn)代CAD系統(tǒng)集 成 化 產(chǎn) 品 裝 配 模 型產(chǎn) 品數(shù)據(jù)庫評 價知識庫設(shè) 計知識庫廣義設(shè)計工具集CAD/CAM系統(tǒng)CAD/CAM硬件系統(tǒng)CAD/CAM軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件專業(yè)軟件計算機(jī)外部設(shè)備整理課件

9、9CAD/CAM基本概念、發(fā)展歷程及組成CAD/CAM軟件系統(tǒng)組成： 系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和專業(yè)軟件 系統(tǒng)軟件：操作系統(tǒng)、匯編系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)； 應(yīng)用軟件：如AutoCAD、I-DEAS、Pro/E、CATIA、Unigraphics等。 專業(yè)軟件：如模具軟件VISI-Series整理課件10模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用第二節(jié) 模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用一、 模具的定義及其成形技術(shù)的特點二、 CAD/CAM技術(shù)在現(xiàn)代模具技術(shù)中的應(yīng)用三、模具CAD/CAM技術(shù)的優(yōu)越性整理課件11模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用一、模具的定義及其成形技術(shù)的特點 模具的定義：用以限定生產(chǎn)對象的形狀和尺寸的裝置。

10、簡而言之，模具是用來成型物品的工具，這種工具有各種零件構(gòu)成，不同的模具由不同的零件構(gòu)成。它主要通過所成型材料物理狀態(tài)的改變來實現(xiàn)物品外形的加工。 整理課件12模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用模具成形技術(shù)具有如下特點：生產(chǎn)率高制造質(zhì)量好，產(chǎn)品一致性好材料利用率高成本低整理課件13模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用二、 CAD/CAM技術(shù)在現(xiàn)代模具技術(shù)中的應(yīng)用 1 、 CAD/CAM技術(shù)在冷沖模中的應(yīng)用 2、 CAD/CAM技術(shù)在注射模中的應(yīng)用 整理課件14模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用 1 、 CAD/CAM技術(shù)在冷沖模中的應(yīng)用 20世紀(jì)50年代末期，開始研究開發(fā)冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)。 1971年開發(fā)出

11、級進(jìn)模計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)PDDC。 1977年研制成功AKT系統(tǒng)（簡單、連續(xù)、復(fù)合模）。 20世紀(jì)70年代末期，連續(xù)模設(shè)計系統(tǒng)MEL和沖孔彎曲模系統(tǒng)PENTAX； 1982年日立公司使用研制的沖裁模CAD系統(tǒng)進(jìn)行模具設(shè)計制造。整理課件15模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用整理課件16模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用2、 CAD/CAM技術(shù)在注射模中的應(yīng)用完成注射模結(jié)構(gòu)CAD，包括塑料產(chǎn)品的建模、模具總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計和零部件設(shè)計，數(shù)控仿真和數(shù)控程序生成，模具模擬裝配、零件圖和裝配圖的生成與繪制等。整理課件17模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用 20世紀(jì)60年代中期，英國、美國、加拿大等國學(xué)者完成注射過程一維流動

12、與冷卻分析； 70年代完成二維分析程序； 80年代開始對三維流動與冷卻分析進(jìn)行研究； 進(jìn)入90年代，對流動、保壓、冷卻、應(yīng)力分析注射成型全過程進(jìn)行集成化研究，這些研究為開發(fā)實用的注射模CAE軟件奠定了堅實的基礎(chǔ)。注射模的研究發(fā)展：整理課件18模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用（）注射模具CAD/CAM系統(tǒng)的特點）模具成型部分的幾何造型需要功能強(qiáng)大的三維圖形系統(tǒng)支持。）模具自由曲面一般采用數(shù)控加工。）計算分析比較復(fù)雜。）具有模擬分析功能。整理課件19模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用（2）注射模CAD/CAE/CAM主要工作內(nèi)容1) 塑料制品的幾何造型。2) 模腔表面形狀的生成。3) 模具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計。4)

13、 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇。5) 部裝圖和總裝圖的生成。模具零件圖的生成。注射工藝條件及注射模材料的優(yōu)選。注射流動及保壓過程模擬。冷卻過程分析。力學(xué)分析。11) 數(shù)控加工。整理課件20模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用三、模具CAD/CAM技術(shù)的優(yōu)越性1、CAD/CAM可以提高模具設(shè)計和制造水平，從而提高模具質(zhì)量。2、CAD/CAM可以節(jié)省時間，提高效率。3、CAD/CAM可以較大幅度降低成本。4、CAD/CAM技術(shù)將技術(shù)人員從繁雜的計算、繪圖和NC編程中解放出來，使其可以從事更多的創(chuàng)造性勞動。5、隨著材料成形過程計算機(jī)模擬技術(shù)的發(fā)展、完善和模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用，可大大提高模具的可靠性，縮短甚

14、至不需要試模修模過程，提高模具設(shè)計制造的一次性成功率。 整理課件21模具CAD/CAM技術(shù)發(fā)展的趨勢第三節(jié) 模具CAD/CAM技術(shù)發(fā)展的趨勢一、標(biāo)準(zhǔn)化二、智能化三、集成化四、網(wǎng)絡(luò)化整理課件22模具CAD/CAM技術(shù)發(fā)展的趨勢標(biāo)準(zhǔn)化CAD/CAM可建立標(biāo)準(zhǔn)零件數(shù)據(jù)庫，非標(biāo)準(zhǔn)零件數(shù)據(jù)庫，模具參數(shù)數(shù)據(jù)庫。標(biāo)準(zhǔn)件可隨時調(diào)用，非標(biāo)準(zhǔn)件可利用系統(tǒng)自身建模技術(shù)進(jìn)行修改，從而加快設(shè)計過程。典型模具結(jié)構(gòu)庫是在參數(shù)化設(shè)計的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，按要求對相似模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，即可生產(chǎn)所需結(jié)構(gòu)。整理課件23模具CAD/CAM技術(shù)發(fā)展的趨勢智能化： 人工智能技術(shù)是通向設(shè)計制造自動化的重要途徑。其應(yīng)用主要集中在引入知識工程，發(fā)展

15、專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)可解決知識表示，推理方法，概念設(shè)計等問題，具有邏輯推理和決策判斷能力，自動產(chǎn)生設(shè)計方案，對方案進(jìn)行評估和選擇，并對模具設(shè)計制造提高全方位的過程響應(yīng)和處理。整理課件24模具CAD/CAM技術(shù)發(fā)展的趨勢集成化：廣義來說，要將整個產(chǎn)品的設(shè)計、制造、流程等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行集成。將CAD/CAM技術(shù)CE（Concurrent Engineering）、CAE（Computer Aided Engineering）、CAPP（Computer Aided Process Planning）等技術(shù)密切相連，組成一個有機(jī)整體，減少多余環(huán)節(jié)，降低內(nèi)耗，充分發(fā)揮企業(yè)各項資源的作用。整理課件25模具C

16、AD/CAM技術(shù)發(fā)展的趨勢網(wǎng)絡(luò)化：隨著模具工業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，要做到資源信息共享、交換等，網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計的發(fā)展是必然之勢。網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，可實現(xiàn)異地操作與數(shù)據(jù)交換，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活，功能更強(qiáng)大，由此發(fā)展出了基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM技術(shù)。整理課件26模具CAD/CAM技術(shù)的專用軟件 AutoCAD Pro/E UG CAXA Solidworks Catia整理課件27模具CAD/CAM技術(shù)的專用軟件AutoCAD （Auto Computer Aided Design）是美國是美國AutodeskAutodesk公司首次于公司首次于19821982年生產(chǎn)的自動計年生產(chǎn)的自動計算機(jī)輔助設(shè)計軟件，用于二維繪圖、詳

17、細(xì)繪制、算機(jī)輔助設(shè)計軟件，用于二維繪圖、詳細(xì)繪制、設(shè)計文檔和基本三維設(shè)計?，F(xiàn)已經(jīng)成為國際上廣設(shè)計文檔和基本三維設(shè)計。現(xiàn)已經(jīng)成為國際上廣為流行的繪圖工具。為流行的繪圖工具。.dwg.dwg文件格式成為二維繪圖文件格式成為二維繪圖的事實標(biāo)準(zhǔn)格式。的事實標(biāo)準(zhǔn)格式。整理課件28模具CAD/CAM技術(shù)的專用軟件Pro/E是美國參數(shù)技術(shù)公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，Pro/Engineer作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣。是現(xiàn)今

18、主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域占據(jù)重要位置。整理課件29模具CAD/CAM技術(shù)的專用軟件UG （Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一個產(chǎn)品工程解決方案，它為用戶的產(chǎn)品設(shè)計及加工過程提供了數(shù)字化造型和驗證手。Unigraphics NX針對用戶的虛擬產(chǎn)品設(shè)計和工藝設(shè)計的需求，提供了經(jīng)過實踐驗證的解決方案。它功能強(qiáng)大，可以輕松實現(xiàn)各種復(fù)雜實體及造型的建構(gòu)。它在誕生之初主要基于工作站，但隨著PC硬件的發(fā)展和個人用戶的迅速增長，在PC上的應(yīng)用取得了迅猛的增長，目前已經(jīng)成為模具行業(yè)三維設(shè)計的一個主流應(yīng)用。整理課件30模具CAD/CAM技術(shù)的專用軟件 CAXA依托北京航空航天大學(xué)的科研實力，北航海爾開發(fā)出了中國第一款完全自主研發(fā)的CAD產(chǎn)品CAXA，CAXA四個字母，讀作“卡薩”，是由C-Computer（計算機(jī)），A- Aided（輔助的），X（任意的），A-Alliance、Ahead（聯(lián)盟、領(lǐng)先）四個字母組成的，其涵義是領(lǐng)先一步的計算機(jī)輔助技術(shù)和服務(wù)（Computer Aided X Alliance - Always a step Ahead）。如今廣泛應(yīng)用于裝備制造、電