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1、计算机软件在模具设计中的应用武汉工业学院 科研训练论文计算机软件在模具设计中的应用 学生姓名 汪才智 学 号 090309711 系 别 材料成形与控制工程 专业班级 材料092班 指导教师 杨宁斌 完成日期 2012-12-20 摘要 模具在汽车、拖拉机、飞机、家用电器、工程机械、动力机械、冶金、机床、兵器、仪器仪表、轻工、日用五金等制造业中，起着极为重要的作用。采用模具生产毛坯获成品零件，是材料成形的重要方法之一，与切削加工相比，具有材料利用率高、能耗低、产品性能好、生产效率高和成本低等显著特点。冲压模具是一种少、无切屑加工方法，在模具总产值中约占59%，其中在汽车制造业中，有60%70的
2、零件时采用冲压工艺制成的，冲压生产所占的劳动量为整个汽车工业劳动量的25%35%，在电子产品中冲压件的数量占零件总数85%以上。在许多先进的工业国家，冲压生产和模具工业得到了高度重视，例如美国和日本，模具工业的年产值已超过机床工业年产值13。因此，模具工业已成为重要的产业，而冲压生产则成为生产优质先进机电产品的重要手段之一。模具CAD/CAE/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术， 是一项高科技、 高效益的系统工程。它以计算机软件的形式，为企业提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员借助于计算机对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化。模具CAD/CAE/CAM技术能显
3、著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本和提高产品质量已成为模具界的共识。关键词：模具设计；模具CAD/CAE/CAM； AbstractDie In automobile, tractor, aircraft, household appliances, engineering machinery, power machinery, metallurgy, machine tools, weapons, instruments, light industry, household hardware industry, plays a very important role. The mold
4、blank was finished parts, is one of the important methods of material forming, cutting and processing, has high material utilization rate, low energy consumption, good product performance, high production efficiency and low cost. A stamping die is a small, non-cutting processing method, in the mold
5、of total production value is occupied about 59%, which in the automobile manufacturing industry, have 60%70 parts made by stamping process, stamping production accounts for the amount of labor for the whole car industry in the amount of labor from 25% to 35%, in electronic products stamping parts of
6、 the total number of more than 85% of the total. In many advanced industrial countries, stamping and die industry to get attention, such as the United States and Japan, the mold industry annual output value of more than machine tool industry annual output value of 1 3. Therefore, the mold industry h
7、as become an important industry, and stamping production has become the production of high quality advanced mechanical and electrical products is one of the important means. Die CAD/CAE/CAM is to transform the traditional mold production technology, is a hi-tech, cost-effective system engineering. I
8、t is based on computer software form, for enterprises to provide an effective auxiliary tool, the engineering and technical personnel with the help of computer on the performance of the products, mold structure, forming process, CNC machining and production management for design and optimization. Th
9、e mold CAD/CAE/CAM technology can shorten the mold design and manufacturing cycle, reduce production cost and improve the quality of products has become the consensus of the mold.Key words: mold design; mold CAD/CAE/CAM; 目 录1、模具设计中的常用计算机软件 1.1 模具CAD/CAE/CAM的概念1.2 模具CAD/CAE/CAM的特点1.3 CAD/CAE/CAM的优越性2
10、、CAD/CAE/CAM技术的发展过程2.1 CAD技术的发展过程2.2 CAE技术的发展过程2.3 CAM技术的发展过程3、CAD/CAE技术在模具设计中的应用3.1 CAD/CAE技术和模具结构设计3.2 CAD/CAE技术和模具结构分析3.3 CAD/CAE技术和模具成形仿真4、 模具CAD/CAM技术在模具行业的应用现状4.1 国内模具CAD/CAM技术的应用现状4.2 国外模具CAD/CAM技术的应用现状5、我国模具CAD/CAM软件自主开发和2次开发情况6、结论7、致谢8、参考文献 1、模具设计中的常用计算机软件 模具CAD/CAM的发展状况符合通用CAD/CAM软件的发展进程。目
11、前通用CAD/CAM软件的发展现状如下：CAD技术经历了2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（collaborative）、集成化（integrated）成为CAD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。1.1 模具CAD/CAE/CAM的概念CAD：（Computer Aided Design）是利用计算机硬、软件系统辅助人们
12、对产品或工程进行总体设计、绘图、工程分析与技术文档等设计活动的总称，是一项综合性技术。CAE：(Computer Aided Engineering)即计算机辅助工程技术，是以现代计算力学为基础，以计算机仿真为手段的工程分析技术，是实现模具优化的主要支持模块。对于模具CAE来讲，目前局限于数值模拟方法，对未来模具的工作状态和运行行为进行模拟，及早发现设计缺陷。 CAM：(computer Aided Manufacturing）即计算机辅助制造，其核心是计算机数值控制（简称数控），是将计算机应用于制造生产过程的过程或系统。1952年美国麻省理工学院首先研制成数控铣床。数控的特征是由编码在穿孔纸
13、带上的程序指令来控制机床。此后发展了一系列的数控机床，包括称为“加工中心”的多功能机床，能从刀库中自动换刀和自动转换工作位置，能连续完成锐、钻、饺、攻丝等多道工序，这些都是通过程序指令控制运作的，只要改变程序指令就可改变加工过程，数控的这种加工灵活性称之为“柔性”。 1.2 模具CAD/CAE/CAM的特点 1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
14、。这就要求模具CAD系统具备描述物体几何形状的能力，即几何造型的功能。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模型。因此，几何造型是模具CAD/CAM中的1个重要问题4。 (2)标准化是实现模具CAD的必要条件。模具设计1般不具有唯1性。对于同1产品零件，不同设计人员设计的模具不尽相同。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4。 (3)设计准则的处理是模具CAD中的1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，将其变为计算机能够处理的表达形式。程序化和公式化是处理数表或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，出便于使用的定量的设计准则。有些经验准则难以程序化或公式化，这时就需要通过人机交互方式发挥经验的作用4。 (4)模具CAD/CAM系统应具有充分的柔性。模具的结构随产
