淺析CAD/CAE/CAM技術在現代塑料模設計制造中的應用

王宏亮(四川省服裝藝術學校,四川南充 637000)

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淺析CAD/CAE/CAM技術在現代塑料模設計制造中的應用

王宏亮
(四川省服裝藝術學校,四川南充 637000)

【摘 要】隨著社會經濟的不斷發展,我國塑料行業的發展也越來越快,尤其是在計算機技術的促進下,塑料模的制造以及設計方面有了很大的進步,徹底改變了以往較為傳統的模具制造及設計方式,這在一定程度上也使得我國塑料技術有了新的發展方向。本文將重點探討一下在現代塑料模設計制造中CAD/CAE/CAM技術的有效應用。

【關鍵詞】塑料模 設計制造 應用

塑料工業的發展在近幾十年來非常迅猛，其實在十多年以前塑料的年產量就已經遠超于有色金屬以及鋼鐵的年產量總合，現階段塑料制品在航天航空、儀表、機電以及汽車等行業及人們生活有關的領域當中得到了了很好的應用。而且在整個模具行業當中塑料模具的地位非常重要。依照國內外目前的模具市場發展情況來看，在我國模具業進行有效調整以后，塑料模具的比例也會持續增大。

1 關于CAD/CAE/CAM

在現代的塑料模具的制造以及設計當中，CAE是應用計算機來將數值模擬的分析進行計算，以此對模型進行進一步的分析以及評估，從而有效的優化模具模型；CAD主要是應用計算機來進行繪圖、實體建模以及幾何設計等等；CAM指的是，將所設計的模具模型由CAE進行優化以及評估分析之后，其后在對刀具進行一系列的加工，軌跡就能生成，還能以此生成數控加工圖的代碼，從而對數控機床的加工進行控制。

2 塑料模設計制造中CAD/CAE/CAM的應用

上面對CAD/CAE/CAM已經簡單的做了分析，下面我們來重點探討一下在塑料膜的設計制造當中CAD/CAE/CAM的應用。

2.1 CAD技術的應用

在塑料模的設計制造當中，第一步就是設計塑料產品，設計者會應用電腦先建立一個產品三維模型，其后再依照產品當中的三維模型來對模具的結構進行設計與優化。而三維的CAD造型軟件一般像CATIA、UG等都提供了一個非常便利的設計平臺給設計師，而它們當中顯示效果的逼真、編輯修改能力以及曲面造型的強大都能讓設計者輕松的將自己設計意圖表現出來，在最大程度上將自己所想的東西完整表現出來。并且其制品的體積以及質量等物理參數都會進行計算以及保存，也在一定程度上為后面將要進行的模具分析與設計打下一定的基礎。于此同時，這一些軟件也會有獨立的設計模板，也能將模具的分型面工具很好的提供，即使成型的零件非常復雜也能自行生成，并且在標準的零件庫、典型結構以及模架庫當中的品種都非常的齊全，并且調用也相對較簡單，也能方便添加，在一定程度上這一些功能將設計模具的時間有效縮短。

2.2 CAE技術的應用

以往傳統的模具設計基本都是依照設計人員的經驗以及直覺，在進行模具設計加工之后一般都會對其進行反復修正以及調試才會真正的投入生產當中，如果試模過程當中發現問題，那么不僅要將工藝的參數重新進行調整，還要對模具結構以及塑料制品等進行有效的修改，而這一種生產的方式對新產品的開發有一定的制約性。而在現階段的模具設計技術當中，CAE技術能將這個問題有效克服。在塑料的設計過程當中，不僅應用CAE來分析模擬流動外，為了確保分析的結果準確度較高，還需要對模具實際的使用情況進行充分分析與考慮，以此使其模具的設計能有更大的參考價值，比如在對注射模進行設計的過程當中，不僅要應用Moldflow來分析塑料模具中所形成的結果，以此來選擇一個最適合的設計方案以外，還需要對實際充模過程進行考慮，而模具本身因為在注射過程中所受到的壓力導致出現變形情況，而且是型芯以及型腔的變化，在一定程度上會影響塑件形狀，也與尺寸技術以及精度要求塑件能否滿足有很大的關系。因此，在模具的注射過程中需要全面深入的分析模具的變化，要使實際情況能與分析的結果相符合。

2.3 CAM技術的應用

在CAD/CAE階段時，模具的結果會應用這個階段來對自身進行分析以及優化設計，要將在模具設計當中存在的錯誤及時消除，其后再應用CAM技術，自行生成NC代碼，以此使數字化制造很好的實現。比如，在應用Pro/E設計注射模的時候，設計好的注射模模型必須要通過CAE的優化以及評估分析以后，再以此進行刀具軌跡的仿真以及生成，以此形成數控加工的代碼，對數控機床的加工進行有效控制。而這一種方法會造成工藝、模具、造型的設計都將3D數據作為基礎，以此使數據共享能夠實現，設計效率不僅能有效提高，還能確保質量，使成本大幅度降低。

除此以外，也能應用CAM軟件將注射模當中的CAM很好的實現，應用Pro/E所設計出來的注射模模型在經過CAE的優化以及評估分析之后，就能在Pro/E當中將有效的加工信息提取出來。MasterCAM作為一種數控加工當中常用的自動編程軟件，主要是提供設定切削用量、規劃加工路徑以及選擇刀具這些功能，以此將有關參數進行設置在編輯好了以后再將文件進行處理，這樣就能自動生成一些加工程序并且在數控機床內進行傳送，最后將零件加工工作完成。

在現代模具制造當中，發展趨勢是盡可能將手工加工摒除，大力推行機械加工。現階段在工廠當中，有一些現代化的設備比如多軸聯動數控機床、模具雕刻機以及數控車站等都有非常廣泛的應用空間，在這些設備當中，絕大部分的程序都是采用CAD/CAE/ CAM系統。操作人員需要依照規定的程序來安裝操作機床、配備刀具以及裝夾工件等。CAM技術的應用促進了數控加工技術的發展，同時也使模具技術快速的發展。對比傳統的加工方法來說，CAM的優勢就是簡便，帶給人們很好的便利，同時要使代碼的調試以及編輯等復雜工作能很好的省去。

3 結語

綜上所述，應用模具CAD/CAE/CAM技術能將模具產品當中的設計質量有效的提高，同時還能將模具制造以及設計的周期有效的縮短，以此使塑料制品的質量大幅度提高，成本也很好的降低，在塑料模的設計以及制造當中應用CAD/CAE/CAM技術是發展的必然趨勢以及方向。

參考文獻:

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