模具CAD系统

模具CAD系统（精选7篇）

模具CAD系统 第1篇

软件工程学的基本方法是控制数据流走向, 即在软件设计中, 将一个庞大的系统分解, 各部分之间的联系靠数据流的传递来实现。软件工程学中最有代表意义的是结构化分析、结构化设计和结构化编程, 简称SA-SD-SP方法1。本文采用该方法, 并模拟传统的拉深模设计过程来开发盒形拉深件模具CAD系统。

如图1所示, 为一种比较典型的盒形拉深件, 该件采用1mm的ST16拉深钢板, 成形时要求口部的圆角不能过大, 产品要求口部及底部的圆角为R6mm, 侧壁的圆角为R18mm, 该零件的外形尺寸为200mm200mm, 深度要求较深。

二、拉深模CAD系统的结构化分析

SA方法是在软件开发分析阶段所采用的控制数据流的方法。通过结构化分析, 把具体问题抽象为物理模型。其特点是:

1. 遵照现实模式的程式, 抓住数据流走向这一关键线

索, 建立一张层次分明、概念清楚、关系简单、明确的数据流图。

2. 在一个层次中有数个环节, 同一层次的成分之间以明确的、清晰的数据流相连。

SA方法所采用的是“自顶向下、逐步细化”的方法, 直到每个加工都有非常明确的含义为止。根据SA方法, 可建立拉深模CAD系统的数据流图。该数据流图共分三层, 有80余个加工条目, 图2为第0层的部分数据流图。

建立第一层及以下各层数据流图时, 应注意两个原则:初始输入的数据流和最终输出的数据流应与上一层一致。各部分之间的数据流要十分明确。

随着数据流图的建立, 应编制数据流词典, 对网络中各数据流的定义、加工的内容以及各个文件分别予以详细的说明。

三、拉深模CAD系统的结构化设计

SD方法是在SA方法的基础上实现的。SD方法的基本思想是将系统设计成相对独立、功能单一的模块结构。所谓模块, 就是在SA方法建立的物理模型的基础上, 经过第二次抽象, 建立界面清晰、含义明确的逻辑模型。

用SD方法设计的程序系统, 模块之间是相对独立的, 所以每一模块要单独理解、编写、测试、排错和修改。这就使得复杂的研制工作得以简化。此外, 模块的相对独立性也能有效地防止错误在模块之间扩散、蔓延, 因而提高了系统的可靠性。SD方法是在数据流图的基础上构成程序的模块结构, 具体步骤是:找出主加工、逻辑输入和逻辑输出;设计模块结构的最高层和第一层;设计中、下层模块。下面以拉深模CAD系统为例, 说明模块结构图的建立。

在拉深模CAD系统中, “拉深模CAD系统的结构化设计”为一主加工。根据系统提出的“拉深模CAD系统”这一主模块, 将其画在与主加工“工艺设计”相对应的位置上。主模块是最高层 (第0层) , 它第一次分解出的子模块为第一层, 第一层子模块还可以分解出若干子模块。这样分解下去直至每个子模块的功能都十分明确为止。各子模块之间传递的数据流应与物理模型 (即数据流图) 中传递的数据流一致2。

图3为拉深模CAD系统模块结构图的0～2层。在模块结构图中, 上层模块对下层模块有调用作用, 下层模块从上层模块接收输入并将处理结果反馈给上层模块。同一层模块之间自左向右依次执行。

四、词典与说明

经结构化分析建立数据流图以后, 要形成数据流图词典、加工说明和文件说明;经结构化设计建立模块结构图以后, 要形成模块功能说明, 供设计者使用3。

下面以拉深件为例, 说明词典中应包含的具体内容。

(1) 数据流条目; (2) 文件条目; (3) 加工说明。

五、拉深模CAD系统的结构化程序设计

SP方法的任务是, 在逻辑模型的基础上, 针对每个模块用选定的程序语言编写一段可独立调用的子程序。结构化程序设计的结果是:模块流程图;语法正确的源程序;源程序说明书。一般说来, 经过结构化分析与结构化设计之后, 编写程序不会有太大的困难, 因为每一模块的功能和执行过程已经十分具体化了。

通过以上的工作, 针对上面的工件设计的模具如图4所示:

六、结论

用工程化的思想指导软件开发, 可大大减少行动的盲目性和重复性, 加快开发速度, 提高软件设计质量。应用软件工程的方法, 还可以在各研究人员之间、在整个系统的各部分之间架起一座桥梁, 使软件开发工作步调一致地连续进行, 不因人员变动而受到影响, 也不因内容修改而造成巨大损失。这是其他方法无法比拟的。

参考文献

[1]周盛;王华昌;李建军.基于多Agent的模具协同设计与制造技术研究[J].中国机械工程, 2006, (01) :93-94.

[2]王志峰.基于UG的模具CAD/CAM设计[J].电脑知识与技术, 2007, (02) :113-115.

模具CAD/CAM技术综述 第2篇

1 CAD/CAM技术在模具行业中的应用

目前, 模具CAD/CAM技术越来越向集成化、网络化、智能化发展。这就需要采用现代产品设计技术, 将模具产品设计过程中的信息流有机集成, 并模拟出模具产品未来的性能, 以及模具制造全过程对模具产品设计的影响, 从而做出正确的决策与设计方案, 减少设计中的主观误差, 缩短模具生产周期, 并对制造过程中出现的误差进行分析, 减少制造成本, 提高制造精度。并能利用计算机容量大、运算速度快的特点, 借助数据库存储的大量数据优化设计方案, 保证方案的可行性。同时, CAD系统产生的数据可直接经CAM软件处理成数控机床可以识别的代码, 进而控制加工设备加工出模具, 使模具生产实现高精度、高效率和高度自动化。

随着工业技术的发展, 产品对模具的要求愈来愈高, 因此发达国家从20世纪50年代末就开始了CAD/CAM技术的研究, 如通用公司将CAD/CAM技术应用于汽车覆盖件的设计与制造。到60年代末, 模具CAD/CAM技术日趋完善, 70年代已经研制出许多模具CAD/CAM的专门系统, 可应用于各种类型的模具设计与制造, 并取得显著的应用效果。80年代, CAD/CAM技术已广泛用于冷冲模、锻模、挤压模、注塑模和压铸模的设计和制造。

我国模具CAD/CAM技术的开发始于20世纪70年代末, 发展也很迅速。到目前为止, 先后通过国家有关部门鉴定的有精冲模、普通冲裁模、注塑模等CAD/CAM系统。我们与国外相比还有很大差距, 主要表现在以下几个方面:CAD/CAM没有商品化;CAM发展跟不上CAD发展;引进过多过宽;国内CAD/CAM技术研究开发未能很好地有组织、有计划、有重点地进行, 造成低水平的重复劳动, 影响了软件开发的进度和水平的提高。

2 模具CAD/CAM技术的优越性

模具CAD/CAM技术无论在提高生产率、改善质量方面、降低成本、减轻劳动强度等有较大的优越性。

(1) CAD/CAM可以提高模具设计和制造水平, 从而提高模具质量。在计算机系统内存储了各有关专业的综合性的技术知识, 为模具的设计和制造工艺制定提供了科学依据。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。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。采用CAM技术极大地提高了加工能力, 可加工传统方法难以加工或根本无法加工的复杂模具型腔, 满足了生产需求。

(2) CAD/CAM可以节省时间, 提高效率。CAD与CAM一体化可显著缩短从设计到制造的周期。例如日本利用级进模MEL系统和冲孔弯曲模PENTAX系统, 采用先进的人机交互设计技术, 使设计时间缩短为原来的1/10。

(3) CAD/CAM技术可以大幅度降低成本。计算机的高速运算和自动化绘图大大节省了劳动力。优化设计节省了原材料, 例如冲压件毛坯优化排样可使材料利用率提高5%~7%。采用CAM可减少模具的加工和调试工时, 使制造成本降低。

3模具CAD/CAM技术的特点

(1) 模具CAD/CAM系统必须具备描述物体几何形状的能力

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。这就要求模具CAD系统具备描述几何形状的能力, 即几何造型功能。否则, 就无法输入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何造型。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/CAM的必要条件

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, 包括数据准则的标准化、模具零件的模具结构的标准化。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, 选用标准模具零件, 需要设计的只是少数工作零件。标准化设计的问题较多, 有技术问题, 也有管理问题。目前我国已经颁布“标准化法”, 对已公布的模具标准, 模具CAD中应予以贯彻使用。

(3) 设计准则的处理是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。在编制设计程序时, 必须对这些数表和线图进行恰当的处理, 将其变成计算机能够处理的表达形式。程序化和公式化是处理数表和线图形式设计准则的基本方法。对于某些定性的设计准则, 计算机程序无法采用, 需要深入研究, 总结出便于使用的定量的设计准则。有些经验准则难以程序化和公式化, 这就需要通过人机交互方式发挥经验的作用。

(4) 模具CAD/CAM系统应具有充分的柔性

模具的结构随产品的不同而变化, 模具型面的几何形状复杂。现阶段, 模具的设计方式基本上属于经验设计, 设计质量在很大程度上取决于设计者的技巧。模具的生产方式为单位的或小批量的, 大量生产模具的情况极为少见。所有这些, 要求模具CAD/CAM系统具有充分的柔性, 即可以根据不同产品的特点和生产条件, 灵活地做出抉择, 方便地修改设计。因此, 在开发模具CAD/CAM系统时, 不仅要考虑全面的功能, 较高的效率, 还应提供充分的柔性。这是实用化的模具CAD/CAM系统所应具备的基本条件之一。

4 CAD/CAM技术发展趋势

(1) 基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构

随着计算机硬件与软件的进步以及工业部门的实际需求, 国外许多著名计算机软件开发商已能按实际生产过程中的功能划分产品系列, 在网络系统下实现了CAD/CAM/CAE的一体化。解决了传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题。CAD/CAM/CAE一体化系统一般覆盖了集合建模、逆向工程、工业设计、工程制图、仿真分析、快速原型、数控编程、测量分析等领域。系统的每一个功能均可独立运行, 又可通过数据接口与其他系统相兼容, 并能按要求进行组合。做到了开放性、兼容性与专业化的统一。

(2) 智能化程度逐步提高

现阶段, 模具设计和制造在很大程度上仍然依靠模具设计和制造工程师的经验。仅凭软件有限的数值分析功能无法为用户提供完善和正确的设计结果, 软件的智能化功能必不可少。面向制造、基于知识的智能化功能是衡量模具设计与制造软件先进性和实用性的重要标志。

(3) 设计和工艺的最优化

产品设计和工艺的最优化始终是人们追求的目标。目前, 大多数模具CAD/CAM系统中使用的设计方法和手工设计时的方法基本相同。系统采用交互式运行, 当遇到一些复杂问题时, 由设计人员加以选择和判断。因此, 模具的可靠性仍然存在问题, 难以保证一次成功。用计算机模拟技术检验设计结果, 排除不可行的方案, 有助于获得较佳的设计, 提高模具的可靠性。

摘要：本文主要介绍了模具CAD/CAM技术的应用、优越性、特点, 简述了国内外模具CAD/CAM技术应用和发展状况。回顾了我国模具设计和制造的迅速发展, 靠传统经验和手工技能已经落后不能满足目前模具行业竞争。分析表明了模具CAD/CAM技术应用具有提高生产率、改善质量、降低成本、减轻劳动强度方面的优越性和发展趋势。

关键词：模具,CAD/CAM技术

参考文献

[1]唐志玉编著.大型注塑模具设计技术原理与应用[M].北京:化学工业出版社, 2004.

[2]王刚, 单岩.Moldflow模具分析应用实例[M].北京:清华大学出版社, 2005.

模具CAD系统 第3篇

模具工业是国民经济的重要基础工业之一,模具是工业生产中的基础工艺装备,是一种高附加值的高技术密集型产品,其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。随着工业技术和科学技术的发展,产品对模具的要求越来越高,传统的模具设计与制造方法已经在某些程度上制约了产品的快速生产与质量的要求,而CAD/CAM软件提供的参数化设计、分析计算、自动编程等功能可以很好的解决此问题[1]。因此《CAD/CAM》课程的教学改革对于高职模具专业学生的就业方向和前景有很重要的意义,有必要对其进行深入的研究。

1 常用CAD/CAM软件介绍

常用的CAD/CAM软件中高档的有Unigraphics、Pro/Engineer、CATIA等。这类软件的特点是优越的参数化设计、变量化设计及特征造型技术与传统的实体和曲面造型功能结合在一起,加工方式完备,计算准确,实用性强,同时提供了二次开发工具允许用户扩展的功能。

相对独立的CAM系统有Mastercam、Surfcam等。这类软件主要通过中性文件从其它CAD系统获取产品几何模型。系统主要有交互工艺参数输入模块、刀具轨迹生成模块、刀具轨迹编辑模块、三维加工动态仿真模块和后置处理模块。

国内CAD/CAM软件的代表有CAXA-ME、金银花系统等。这类软件是面向机械制造业自主开发的中文界面、三维复杂形面CAD/CAM软件,具备机械产品设计、工艺规划设计和数控加工程序自动生成等功能。

2 模具专业CAD/CAM课程教学改革内容

2.1 优化教学资源

(1)教学软件建设

多数高职院校为了节省资源,通常不分专业给学生使用同一CAD/CAM软件,例如不分数控、机电一体化、模具等专业在CAD/CAM方面的侧重点,几乎使用同一个软件教学。这就使得传统的教学被禁锢,没有余地施展。因此,高校应该重视教学软件资源的建设,结合不同专业的侧重点,购置多类CAD/CAM软件,使得教师可在教学的不同阶段选用不同的软件。高职院校模具专业的基本培养目标是:“能设计、会制造”[2]。就设计方面的教学内容,应该选用前面介绍的具有功能强大的参数化、变量化及特征造型技术的UG或Pro/E等高档软件做模具设计、计算分析等。就模具制造方面的教学内容,应该选用数控加工功能强大的Mastercam、Surfcam等软件。而不是开设模具专业CAD/CAM课程时从头到尾选用一种软件进行教学,可交叉、交替,有针对性的使用不同软件进行教学。

(2)师资队伍建设

另外目前多数高职院校,引进人才的方式仍然是传统的从本科院校录取毕业生,存在相同的实践经验极度缺乏的问题。长此下去,实践经验缺乏的年长教师带几乎没有实践经验的青年教师,老中青结合、传帮带的师资队伍建设方式只能停留在形式层面。对于《CAD/CAM》课程教学改革全过程,需要理论和实践教学均很熟练的双师型教师来完成,且具有较强综合素质和解决问题能力,实现因材施教、理实一体化教学[3]。这就需要高校,从社会中引进具有多年模具设计与制造经验的能工巧匠,纳入学校统筹,作为学校的正式编制教师,长期为模具专业的建设做指导;或从模具企业中聘请技术核心人员,穿插到专职教师的教学中,针对实践性很强的教学内容定期做兼职教学。

(3)教学硬件建设

教学效果要突出,优良的教学设备是必不可少的。然而很多高职院校的《CAD/CAM》课程由于算机设备数量有限或配置太低,该课程通常像传统的课程一样在多媒体教室以理论的形式传授,而后集中一周或几周上机训练,并且不能满足每个学生一台计算机,如此以来不能做到边学边练、理论和实践严重脱节,导致教学效果较差。所以需要大力投资机房建设,提高计算机配置,保证该课程直接在机房上课,每个学生一台机子,教师当堂演示,学生当堂练习巩固,提高教学质量。

2.2 教学内容与教学过程改革

(1)教学内容改革

高职模具专业培养的目标是面向生产第一线,从事模具设计和加工,且懂一般数控编程知识的应用型人才[4]。而《CAD/CAM》课程是模具专业学生利用计算机进行模具设计和自动加工的基础。而传统的《CAD/CAM》课程教学内容往往很独立,缺乏与先修和后续课程的延续、衔接。这样学生学习完本门课程后,不能很好的巩固,只会一些简单的操作,最终使得学生毕业后不能很好的利用计算机应用技术解决本专业的问题。因此教学内容需要大胆的改革。

首先,模具专业开设本课程不能仅限于学生学会软件的命令,课程中的二位草图和三维模型可以模具零件为例,采用项目式教学。其次,以往的模具《CAD/CAM》教学中过于注重设计,轻技能,因此需加大CAM部分的教学内容,以模具加工为导向,进行CAM自动编程实践教学。另外,高职模具专业可适当开设计算分析(CAE)部分的内容,让CAD/CAM软件真正的服务于模具设计,而不是肤浅的停留在建模阶段。

(2)教学过程改革

目前多数高职院校通常在学习完《机械制图》等专业基础课,《塑料模具设计》等专业课程之后才开设《CAD/CAM》课程。而高职由于学制的限制,使得本门课程的学习接近毕业,导致教学效果很差。针对此问题,可以将本门课程的学习划分为四个阶段,穿插到不同的课程之后进行学习。

第一阶段,二维草绘,这部分的内容可与《机械制图》课程结合起来,放在第一学年的第二学期中期开设,学生利用CAD/CAM软件在二维草绘界面,绘制机械制图中零件的三视图。

第二阶段,三维建模、装配和辅助工程计算分析,这部分的内容可与《塑料模具设计》、《冷冲压模具设计》专业课程结合起来,放在第二学年的第一学期中开设,以模具零件为目标建立三维模型,并能进行装配、开模、合模等动作。另外在此阶段要求高职学生会简单的CAE技术,可对模具零件进行计算分析。

第三阶段,自动编程加工技术,本部分内容需要结合《模具数控技工技术》课程,在第二学年第二学期末开设,学习完手动编程后,利用CAD/CAM软件进行自动编程并加工模具零件。

第四阶段,针对模具专业综合训练,在第三学年的学期初开设,将学生分组,分配一个模具设计和加工的任务,要求完成建模、装配、分析、计算、加工的整个过程,让学生完善的学习整个模具设计和加工的过程。

经过这四个阶段有针对性的训练,本门课程能很好的融入专业中,使学生真正做到利用CAD/CAM软件进行模具设计与加工。

2.3 考核内容与考核方式改革

针对以上教学内容和教学过程,模具专业的《CAD/CAM》课程考试也应做相关的改革。

首先需要改革考试形式,由于这门课程的特殊性,应将传统课程的闭卷考试形式摒弃,改为上机考试;其次考试内容也要做相应的改革符合上机考试的方式,且要针对模具专业,考试题目可采用一个简单的冲压模或塑料模,给出三视图,要求在规定的时间内对凸凹模建模,并进行装配。针对以上四个教学阶段,本门课程的成绩评定标准也应做些调整。不能只依赖一次考试衡量学生本课程的学习状况,应综合测评学生。建议将这门课程的评定放在第三学年的第一学期初,评定内容分为二部分,第一部分占50%,用上机考试考核学生应用软件进行模具设计的综合能力;第二部分占50%,要求学生在本门课程结束后考取相应的等级证书,考核学生的综合能力。这样就能够较全面衡量一个学生的综合能力和素质。

3 结束语

如何使人才的培养适合市场的需求,如何提高人才培养的质量。唯有通过适时地优化教学资源为学生创造一个先进的学习环境;更新陈旧的教学内容,在学生没有走上社会之前就了解了行业的先进技术;有针对性的考核,使学生的学习过程有了目的性,激发学生学习积极性等途径,才能使学生的学习能力、实践能力和刨造能力不断的提升。但是在模具专业《CAD/CAM》课程教学改革中还存在很多问题[5],例如:在教学方法和教学手段方面,如何才能更好的调动学生的学习兴趣;在教材方面,什么内容的教材才能很好的结合模具专业的特点;在提高综合性实验、设计性实验方面,题目的设计和更新方面还存在不蜉科学的问题等等。这些问题还需要在今后的教学工作中,不断的完善和改进,以造就社会急需的实用性的模具设计与加工人才。

参考文献

[1]刘航.模具CAD/CAM技术[M].北京.机械工业出版社,2008.

[2]谭险峰,熊洪淼,胡德锋,等.模具开放性和综合性实验教学的改革与实践[J].长沙大学学报(自然科学版).2006,20(5):106107.

[3]孙悠,陈建.面向现代CAD/CAM技术的模具专业课程教学[J].新疆广播电视大学学报.2009,13(2):46-47.

[4]王蕊.Pro/ENGINEER应用于模具专业课程的辅助教学[J].科技信息.2008,(8):7-12.

模具CAD系统 第4篇

中职模具专业要实现培养应用型、技能型技术工人的目标, 迫切需要对原有的课程进行改革, 构建符合CAD/CAM技术发展、专业要求和企业需求的CAD/CAM课程体系, 以培养面向区域和行业发展的高素质、高技能的应用型人才。

一、专业定位推动CAD/CAM课程教学改革

在教育部2000年颁布的中等职业学校专业目录中, 模具设计与制造专业被列为加工制造类重点建设专业, 并明确这一专业的学制是3～4年。“能设计、会制造”, 被很多职业学校定位为该专业的基本培养目标。因此, 教师在教学内容及教学方法上都存在着“重设计、轻技能”“重讲授、轻实践”等问题。通过市场调查, 我们发现在模具加工行业中, 中职生绝大部分从事生产一线的操作岗位, 而且已向高技能型转变。加上“2+1”学制的实施, 中职学校在校学习时间大量缩短, 无法达到规定的教学目标及完成相应的教学任务, 所以我们必须对模具设计与制造专业重新定位。于是很多职业学校将该专业细化为模具设计、模具制造、精密模具制造等方向。我校针对中职生其本身学习的特点和就业岗位群的需要, 将该专业定位于模具制造中的塑料模具制造方向。专业方向一旦确定, 制造方面的实训课时大大增多, 从而迫使CAD/CAM课时大量减少。在学生对CAD/CAM课程学习需求不变或略少的情况下, 必然会推动学校和教师对CAD/CAM课程在教学内容、教学方法、教学手段等方面进行改革, 以满足学生不断增长的需求。

二、CAD/CAM课程教学内容要与时俱进

CAD/CAM课程作为计算机软件课程, 面临种类繁多、新软件层出不穷、软件升级换代快等特点, 因此教学内容要与时俱进。目前, CAD/CAM软件主要有UG、Cimatra、Pro/E、Master Cam、Solidworks、CA-TIA、CAXA等。在选择教学软件时, 要把握为地方经济建设和社会发展服务的宗旨, 广泛开展市场调研, 依据本地区或周边地区各个企业CAD/CAM软件的应用情况, 选择应用最广泛、最典型、最先进的软件作为教学软件, 使学生始终掌握最实用、最先进的技术信息, 以适应将来工作的需要, 并且在使用其他软件时能将它们融会贯通。

选择教学软件时, 还应考虑专业的培养目标和方向定位。模具专业中不同的专业方向侧重点不同, 选择的CAD/CAM教学软件也将有所不同。如有的学校针对女生学模具专业的需要, 专门开设了设计方向的设计班。对于设计班, 据了解, 美国PTC公司的Pro/E在CAD方面功能强大, 实用广泛, 是设计方面的首选教学软件。该软件提供了模具设计的常用功能, 可以完成如产品模型的输入与数据诊断、对产品模型进行拔模检测与厚度检测等任务。配上外挂软件EMX, 更是在标准模架的加载、充模和开模仿真方面操作方便, 使用起来得心应手;而大多数学校男生多, 专业定位为制造方向, CAD/CAM教学选择UG或Master CAM较为合适;定位精密模具制造方向的学校则选择以色列的Cimatra可能更好一些, 该软件在精密模具制造、五轴加工等方面显得尤为突出。

当然, CAD/CAM软件的选择只是教学内容改革的一个方面, 它还牵涉到其他方面的很多问题, 如师资、教材等。教师知识的更新可以通过自学和短期培训得到解决, 但选择一本合适的教材绝非易事, 因此编写一本符合时代需求的模块式校本教材将是CAD/CAM教学内容改革的重要环节。CAD/CAM校本教材可以分为四篇:第一篇主要介绍一种常用CAD软件的教学, 包括造型知识或模具设计知识;第二篇简单介绍1～2种常用的其他CAD软件的使用, 也可作为选修课的内容;同理第三篇主要讲解一种常用CAM软件的使用;第四篇简单介绍1～2种常用的其他CAM软件的使用。通过第二、第四篇的学习补充, 一方面能使学生学习将CAD/CAM软件融会贯通, 另一方面学生还能及时了解企业最新、最广泛使用的其他软件, 方便其就业。

三、CAD/CAM课程教学要实行“教学做合一”

众所周知, 中职模具专业的学生大部分为男生, 他们和其他专业中职生相比, 基础更为薄弱, 学习障碍重重, 对于这样的“学困生” (不爱学习) “留守生” (父母均外出打工) , 在CAD/CAM课程教学时若再采取传统的教学方法, “一只粉笔一个刷, 一张好嘴创天下”, 是万万行不通的。即使使用现代多媒体教学手段进行教学, 也是如同“看电影”, 很难掌握专业知识。因此, 改革教学理念, 更新教学方法, 是CAD/CAM课程教学的当务之急。我校模具设计与制造专业CAD/CAM教学时, 实行“教学做合一”的一体化教学, 效果较好。具体做法是:在进行CAD/CAM教学时, 将课堂搬进实训场所, 教学地点设在机房, 机房中配备多媒体教学系统, 教师利用多媒体教学, 学生一边学习, 一边在电脑上操作, 教师分步骤讲解完毕, 学生也学习操练了一遍, 初步掌握了操作的基本步骤。然后教师利用校园网络将课件放在服务器上供学生练习或做笔记, 同时将操作演示过程制作成影像供学生课后自主学习。教学流程如表1:

四、CAD/CAM课程教学应当与模具理论相融合, 实行模块化教学

模块实质上就是一种微观课程形态, 它自成一个独立的知能体系, 去实现一种明确的、实用性的、能力化的教学目标, 是为打破以知识为中心的传统学科章节体系而建立的各种类型的能力和素质专题。模具设计与制造专业模块化教学是以专业工种为模块, 将专业理论和操作技能有机地、系统地结合在一起进行的理实一体化教学, 其目的在于用最短的时间和最有效的方法, 使学生掌握专业技能。实际上, 学生在进行单纯的模具理论学习时, 由于许多知识都比较抽象, 往往不易接受。而有了CAD/CAM软件的三维造型, 教学过程就非常形象逼真了。学生在短时间内可以通过实体造型模拟, 学习到大量实用的模具结构知识, 理解诸如拔模斜度、浇注系统、成型零件等模具基本概念;在学习分模的过程中, 又可以顺理成章地推出模具分型面的理论知识, 快速地掌握型腔模具分型面的含义, 继而熟练地进行分模操作。同时, 单纯的CAD/CAM操作教学, 如果没有相应的模具知识作为补充, 也会变得枯燥无味, 使学生兴趣减弱, 难以掌握其操作方法。

针对CAD/CAM某一项技能, 可将其必须具备的知识点与这一技能结合起来, 融合在理论与实践教学的内容中, 然后采用一体化教学与综合实训相结合的教学模式开发教学模块。下面介绍Pro/E注塑模具设计教学模块开发实例, 见表2。

参考文献

[1]余蔚荔.CAD/CAM教学方向的准确定位[J].机械职业教育, 2006 (2) .

[2]赵洁.模具CAD/CAM教学改革探析[J].中国职业技术教育, 2008 (5) .

模具CAD系统 第5篇

《模具CAD》课程是我校模具设计与制造专业的一门专业技术主干课程，也是该专业的重点建设课程。结合近年来根据高职高专层次特色，本课程以模具产品的生产工作过程为导向，将模具的造型设计、模具设计方法在CAD技术平台上得以实现。课程采用项目训练方法，对常用模具CAD软件在模具设计与制造中的应用进行强化训练，使学生在这种综合性实践过程中得到核心技能方面的培养。它用企业实际的典型模具产品重点训练AUTOCAD、UG等软件在模具生产过程中的应用，教会学生模具产品的开发方法，并做到有机地融合。

结合课程特点，在精品网站课程建设中, 我们注意以下几个方面。

(1）明确网站定位。

在设计精品课程网站之前，要根据网站建设的目的、网站的内容与网站的访问对象等进行正确的定位，网站的定位决定了网站的整体风格和色彩搭配、网站提供的内容和表现形式、网站的服务对象和预期效果。

(2）网页的设计与制作。

网站的设计应该做到简练、清晰，网站的风格设计应该符合所属课程的专业特点和行业特点，能够突出体现课程特色。精品课程网站在架构设计方面，设计总体上要以完整的网站形态建设。课程网站架构应适应多数学生教师普遍的浏览习惯。

(3）网站内容及资料上传及审校。

应注意网站内容准确、格式统一，在整体的文字、图片、视频等资料的编辑过程保持风格一致。对于评审观测点的描述需要支撑材料充分。要做到精品课程网站内容丰富，课程团队应在较长的时间分工协作，共同努力。

(4）网站的维护。

在精品课程网站建立以后，网站的维护至关重要，在课程建设团队中应配备相应的职能对于课程资源进行设备维护和定期内容更新，对实现交互功能的互动平台给与及时反馈，使精品课程的网站能够真正发挥其应有的资源共享、示范和辐射作用。

2 网站功能模块设计及开发方案选择

精品课程网站的功能划分对网站的规划和数据利用率有很大的联系, 因此整个网站功能模块划分之前必须进行充分的需求分析, 严格按照需求进行划分。系统总体框架如图1所示。

网站分为前台和后台两部分。前台是普通用户可操作部分，后台是管理员通过身份验证后的网站管理部分。前台包括课程描述、教学团队、实践教学、网络课程、学习资源、竞赛与考证、行业规范等七主要模块;后台管理包括用户管理、考试系统、留言管理、页面管理、题库管理等五个主要模块。

其中课程描述包括课程内容与作用、课程设计理念与思路、教学方法、特色与创新、教学效果、建设规划、学校政策支持等七个模块;教学团队包括课程负责人、主讲教师、教学团队整体结构、教学改革与研究、师资培养等五个模块;网络课程包括课程标准、授课计划、授课教案、授课课件、校本教材、作业习题、考核方案、在线考试、等八个模块;实践教学包括实践教学环境、实验教学内容、实训项目、实践教学课件等四个模块;学习资源包括学习指南、模具知识、参考书籍、资源网站、留言板等五个模块;竞赛与考证包括全国ITAT大赛、获奖情况、专业认证、科创机电杯等四个模块;行业规范包括国家制图标准、企业各岗位职责等两个模块。

本系统采用VB语言和SQL Server 2005数据库，在Visual Studio.NET集成开发环境下，采用B/S系统构架进行系统开发。

3 课程网站主要模块的开发与实现

3.1 考试管理子系统

它包括题库管理、试卷管理、考试管理、评卷管理、成绩管理等功能。

题库管理：用于对单个试题的增、删、改、查等基本维护，还可对题库进行数据备份和数据还原。我们针对不同题型、不同应用范围及不同科目对试题进行维护。

试卷管理：可进行三种组卷方式的维护：随机组卷、人工组卷、综合组卷。还可对考生的基本信息进行维护。

考试管理：对考试分配试卷，并对考试的基本信息进行维护。相当于人工安排考试的过程。

评卷管理：对试卷的客观题分配评卷人，并对评卷人基本信息进行管理。

成绩管理：对每次考试的学生成绩的基本信息进行维护，并提供学生成绩的统计管理。

3.2 留言板子系统

留言板子系统分为三个模块：查看留言板、签写留言和管理留言模块。

查看留言板模块：用户可以在该页面上查看所有的留言内容、留言主题、留言者姓名、个人图像、留言时间及管理员对该留言的回复等信息。

签写留言板模块：在该页面中用户必须填写自己的“姓名”、“留言主题”、及“留言内容”，其它可以选择不填，用户的信息提交后将被保存到数据库的数据表中。

管理留言模块：管理员登陆成功后进入管理页面，管理员可以通过“留言管理”查看留言信息，并对留言进行回复及对不良留言的删除或屏蔽等操作。

4 结束语

《模具CAD》精品课程网站的开发与建设, 主要从精品课程网站的精品性出发，在开发设计思路上强调精品课程网站的精品性、易用性、功能性和示范性。从建设和使用的效果看，虽然得到了部分专家和使用师生的好评，但也存在有待完善与改进之处，希望对精品课程建设能起到参考作用。

摘要：本文先分析了高职教育中模具CAD课程特点, 结合精品课程网站在建设中的常见问题, 从注重实践与应用的角度, 网站在设计思路上强调了精品课程网站的精品性、易用性、功能性和示范性, 文中给出了模具CAD精品课程网站的模块设计以及网站的建设成效。

关键词：模具CAD,高职教育,精品课程,网站设计

参考文献

[1]陆鑫, 罗克露, 精品课程教学网站系统建设与教学信息化整体解决方案探索[J].成都:电子科技大学学报社科版, 2005 (7)

[2]周志红, 精品课程网络环境设计研究[J].孝感:孝感学院学报, 2005 (2)

[3]倪志余.王建军, 精品课程建设的实践与认识.中国职业技术教育教学与研究[J].2005.

模具CAD系统 第6篇

1 注塑模具的CAD技术

1.1 CAD软件的介绍

Pro/Engineer是一种基于参数化设计、特征建模的机械设计自动化 (MDA) 软件。该软件自1988年问世以来, 发展至今, 已经成为应用最为广泛的3D CAD/CAM设计软件。其集草图绘制、零件设计、装配设计、钣金设计、造型设计等诸多功能于一体, 在三维设计中有着举足轻重的地位, 其中, 模具和组件模块在模具三维型腔设计和模座设计得到了充分的应用, 大大提高了模具设计的效率。

1.2 注塑模CAD设计实例

创建模具模型:首先选择模具模型装配参照模型把三维零件模型引入窗口, 然后选择创建工件手动建立胚料, 此时零件模型已在胚料中。

设置收缩率:由于塑料件是热胀冷缩, 所以在设计时要留有一定的尺寸余量。

选择收缩按尺寸在对话框中输入0.005按√完成/返回, 即可设置好收缩率。

设计分型面:设计分型面是为了将胚料分割成上下两个型腔, 从而产生上模和下模。

选择分型面创建输入分型面名称, 然后:

1) 选择增加复制来完成参考零件的外表面的复制;

2) 填补所复制表面上的所有靠破孔, 使其成为一个不含孔洞的完整表面;

3) 再利用拉伸、合并等功能形成一个完整的分型面, 见图2。

以分型面将工件分割成上模体积和下模体积:

选择模具体积块分割单击完成再选取分型面单击确定, 把工件分成上、下两个模腔。

设计浇注系统:对于小型模具, 其浇注系统可由加工人员根据经验进行设计。

产生成型件:选择铸模创建即可完成。

开模模拟:选择模具进料孔定义间距定义移动选择参照和移动物输入移动距离, 完成移动, 从而完成整个模具的设计, 见图3。

2 注塑模具的CAE技术

2.1 注塑模CAE软件介绍

在塑料模具制造业中, 注塑模CAE是指利用计算机工程分析软件对注塑模的塑料注射过程模拟、仿真得到的结果进行分析, 根据分析结果对塑料零件设计、模具浇注系统设计、冷却系统设计进行评价, 从而优化设计。

作为专业的塑料成型计算机辅助工程分析软件开发公司, Moldflow在注塑成型分析与设计方面享誉全球, 并开发出了Moldflow Plastics Insight (MPI) , Moldflow Plastics Adviser (MPA) , Moldflow Manufacturing (MMS) 等诸多产品, 其中MPI在注塑模中应用最为广泛, 它是一个制件和模具设计分析的软件集成体, 具有强大的分析、可视化功能及项目管理工具, 其主要模块功能如下:

1) 冷却分析模块MPI/Cool。该模块通过对冷却系统对流动过程影响的分析, 实现对冷却管道布局和工作条件的优化, 从而得到均匀冷却, 成型周期缩短, 产品成型后的内应力也得到相应减少;

2) 流动分析模块MPI/Flow。该模块可以模拟注射时充模及保压环节, 可预测热塑料材料的流动性, 从而提高产品质量;

3) 翘曲分析模块MPI/Wrap。该模块可使用户了解到注射成型过程中制品收缩和翘曲的原因, 并且可预测变形发生的区域。从而优化设计, 选择适当的材料和工艺条件;

4) 结构应力分析模块MPI/Stress。该模块用来分析塑件产品在受外界载荷情况下的机械性能, 有助于对塑料制品的强度和刚度进行优化;

5) 模腔尺寸确定模块MPI/Shrink。该模块可通过聚合物的收缩数据和对流动模拟结果的分析来确定模腔的尺寸大小。使得模腔尺寸与产品尺寸相匹配, 缩短模具投入生产时间, 减少废品率, 提高产品质量。

2.2 注塑模CAE应用实例

本例以前面设计的手机外壳喷漆架为模型, 利用Mold Flow模具CAE分析软件中的MPI模块, 分析出该模型的最佳浇口位置, 对该模具的设计有很好的参考价值。

分析模型的导入

首先将模型的三维造型保存为.STL文件, 再打开Mold Flow软件, 将该模型导入, 见图4。

网格模型的建立:网格的划分和修改是MPI分析前处理中最为重要的, 同时也最复杂。网格划分是否合理, 将直接影响到产品的最终分析结果。

通过Mesh (网格) Generate Mesh (生成网格) 命令自动生成网格模型, 见图5。

网格模型生成后再通过Mesh (网格) Mesh Statistics (网格状态统计) 命令查看网格生成的信息, 其中给出了所生成的网格模型存在的缺陷, 见图6。

根据给出的信息对缺陷进行手动修改, 最终得到一个比较理想的网格模型, 见图7。

分析类型和工艺过程参数的设定:

选择Analysis (分析) Set Analysis Sequence (设置分析顺序) Gate Location (最佳浇口位置) 命令, 设置好分析类型。而过程参数可以根据实际要求进行选择设定, 本例使用默认设置。

分析计算:双击任务栏窗口中的Analysis Now!一项, 解算器开始计算。

最终Best gate location (最佳浇口位置) 以图像的形式给出了最佳浇口位置的区域。蓝色区域为最佳浇口位置, 红色区域为最差区域。浇口设在蓝色区域可以保证注塑过程熔体流动的平衡性, 见图8。

分析结果中还给出了推荐的最佳浇口位置在节点N6430附近, 见图9。

当然, 利用该软件还可以对模型的浇注、冷却、翘曲等情况进行分析, 给模具设计提供参考。

3 结论

随着计算机的不断普及, 市场竞争的不断加强, CAD/CAE技术在模具设计中得到越来越广泛的应用, 有利的改善了模具的设计质量, 提高注塑模具的外观品质、尺寸精度, 降低了成本, 而且极大地提高了模具的生产效率。

参考文献

[1]张春吉, 唐跃.CAD/CAE在塑料模具设计中的应用.塑料科技, 2004, 2.

[2]王刚, 单岩.Moldflow模具分析应用实例.清华大学出版社, 2005.

[3]张孝民.塑料模具技术.机械工业出版社, 2003.

模具CAD系统 第7篇

当前模具制造技术对圆形冲压件进行等分定点一般采用手工测量或数学计算的方式, 对于等分数量较少的工件难度不大, 而对于等分数量较多的工件, 测量的难度大, 数学计算的方式繁杂, 操作者有时很难完成, 耗时费力, 精确度还难以保证, 本文提出的一种加工冲压件定位点的新型模具结构旨在解决以上难题。

1冲压件的基本特征

冲压件主要是通过冲床和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力, 使之产生塑性变形或分离, 得到的工件就是冲压件, 其主要特征有以下几点: 一是冲压件具有较高的尺寸精度, 同模件尺寸均匀一致, 有较好的互换性。不需要进一步机械加工即可满足一般的装配和使用要求;二是冲压件是在材料消耗不大的前提下, 经冲压制造出来的, 其零件重量轻、刚度好, 并且板料经过塑性变形后, 金属内部的组织结构得到改善, 使冲压件强度有所提高;三是冲压件在冲压过程中, 由于材料的表面不受破坏, 故有较好的表面质量, 外观光滑美观, 能够为冲压件表面喷漆、电镀、磷化及其他表面处理提供条件。

2冲压件在制件过程中常见问题

冲压件在制件过程中, 经常出现一些问题, 其大小与严重程度也不同, 常见问题主要有以下几点:一是出现粘合与刮痕, 主要是由于材料与凸模或凹模摩擦而在制件或者模具表面出现的不良状况造成;二是毛刺, 主要发生于剪切模和落料模, 刃口之间的间隙或大或小时会产生毛刺;三是线偏移, 制件成形时, 首先与模具接触的部位被挤压并形成了一条线;四是凸凹, 冲压件模具在生产工作过程中开卷线有异物 (铁屑、灰尘) 混入引起冲压件表面的凹凸不平;五是曲折, 是由于应力不均匀、拉延筋匹配不良或者压机滑块控制不良等造成制件r角部位或者压花部位发生曲折与应变; 六是皱纹, 由于压机滑块调整不良、压机精度低、气垫压力调整不合适、冲头或者r部位大等原因引起边缘或r部位皱纹。

3一种加工冲压件定位点的新型模具结构

冲压件定位的作用是使胚料或工序件在模具上相对凸凹模有正确的位置。冲压件定位结构形式较多, 用于对条料进行定位的定位零件有挡料销、导料销、导料板、侧压装置、导正销和侧刃等, 用于对工序件进行定位的定位零件有定位销和定位板等。本文提出的一种加工冲压件定位点的新型模具结构能够快速精确定位, 省时省力。

3.1 加工冲压件定位点的新型模具结构构成

新型模具结构的构成主要由五大部分组成, 即机床连接板、固定连接板、纵向滑块、横向滑块导轨以及纵向滑块传递轴, 结构示意图如图1所示, 结构示意图的仰视图如图2所示。

在图中, 1为机床连接板;2为纵向滑块传递轴;3为固定连接板;4为第一高度定位块;5为横向滑块导轨;6为纵向滑块;7为横向滑块通孔;8为工件;9为第二高度定位块;10为限位锤。

3.2 加工冲压件定位点的新型模具结构说明

1) 新型模具结构的机床连接板相对与机床连接面的另一面与平行设置的纵向滑块传递轴的端部固接, 纵向滑块传递轴的另一端部与固接于固定连接板上的纵向滑块连接。

2) 新型模具结构的横向滑块导轨置于纵向滑块内侧的空腔中, 横向滑块导轨和纵向滑块之间还设置有第一高度定位块, 横向滑块导轨的侧壁上均布有放置横向滑块的横向滑块通孔。

3) 新型模具结构的纵向滑块远离纵向滑块传递轴的一端, 还设置有与其活动连接的第二高度定位块。

4) 新型模具结构的固定连接板为圆环状, 套接在纵向滑块的外表面。

5) 新型模具结构的横向滑块通孔为多个。

6) 新型模具结构的纵向滑块的侧壁上均布有与横向滑块导轨侧壁数量相同的使横向滑块穿过的通孔。

7) 新型模具结构的横向滑块导轨的侧壁高于纵向滑块的侧壁。

8) 新型模具结构的第二高度定位块的上表面伸入横向滑块导轨中。

3.3 加工冲压件定位点的新型模具结构加工实施过程

1) 根据零件大小、所需的冲压力 (包括压料力、卸料力等) 、冲压工序的性质和工序数目、模具的结构形式、模具闭合高度和轮廓尺寸选取机床的类型、吨位、型号。

2) 根据冲压件产品图, 分析冲压件的形状特点、尺寸大小、精度要求、原材料尺寸规格和力学性能, 并结合可供选用的冲压设备规格以及模具制造条件、生产批量等因素, 分析出零件的冲压工艺性, 确定工艺方案。

3) 将需要加工的工件放入新型模具结构第二高度定位块与横向滑块导轨形成的空腔中, 启动机床后, 通过与机床连接的纵向滑块传递轴推动固定连接板挤压第一高度定位块向第二高度定位块移动压紧工件, 在设计压力时, 为保证冲模正确和平衡的工作, 冲模的压力中心必须通过模柄轴线而与压力机滑块中心线重合, 以免滑块受偏心载荷, 减少冲模和压力机导轨的不正常磨损。模具的闭合高度要介于压力机的最大装模高度与最小装模高度之间。

4) 根据确定的工艺方案, 滑块上模柄孔的直径应与模柄直径一致, 模柄孔的深度应大于模柄夹持部分的长度。移动纵向滑块并旋转横向滑块导轨, 从而完成冲击工件的定点加工。

3.4 加工冲压件定位点的新型模具结构的优势分析

1) 新型模具结构的横向滑块通孔的数量是确定的, 因此不需要手工等分与计算, 加工过程简单而快速, 同时定点准确, 省时省力。

2) 新型模具结构第二高度定位块的设置在工作平台上, 同时, 平台的两端还设置有限位锤, 这样能够有效预防由于机床压力过大而发生的模具结构偏移现象, 提升了加工工件加工精度。

3) 新型模具结构横向滑块通孔数量是一定的, 根据工件加工的需要, 横向滑块通孔数量为2个以上, 使用非常方便。

摘要：阐述了冲压件的基本特征及其常见问题, 提出一种加工冲压件定位点的模具结构, 不但能够将冲压件快速精确定位, 省时省力。而且能提升加工工件加工精度。

关键词：冲压件,新型模具结构,横向滑块,纵向滑块,第二高度定位块

参考文献

[1]李雪松, 陈军, 吴公明, 等.汽车离合器衬套冲锻复合工艺研究及其数值模拟[J].CMET.锻压装备与制造技术, 2006 (1) :26-29.

[2]王家弟, 卢晨, 丁文江.镁合金压铸件及压铸模设计关键技术[J].特种铸造及有色合金, 2002 (3) :43-46.