基于CADCAM模具設(shè)計與制造的研究

劉志宏

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，工業(yè)在國民經(jīng)濟中的比重越來越大，就制造業(yè)來說，從原始的工人制作到現(xiàn)在的數(shù)控技術(shù)，發(fā)生了質(zhì)的飛躍。本文首先敘述了工廠中模具的種類以及設(shè)計加工制造的一般流程，了解到可以改進的程序和步驟，知道了要重視實際加工中的關(guān)鍵步驟，進行深入的發(fā)現(xiàn)和研究，這樣才能有利于制造業(yè)的發(fā)展，有利于國家經(jīng)濟的增長。

關(guān)鍵詞：CADCAM模具；設(shè)計；制造

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.031

0 引言

模具即是可以用來制造機器零件和設(shè)備的，一個小小的零件都是需要具體的模具來制造的，不管零件有多小，都是需要模具的存在的，所以模具是非常重要的。模具從設(shè)計到加工再到制造出來需要很長的步驟，而且還涉及到模具材質(zhì)的選取，以及之后的回收利用，還有模具的種類的挑選，是非常復(fù)雜的過程，而數(shù)控技術(shù)就輕松的解決了這件事情，將復(fù)雜的事情簡單化，給工業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造力很大的便利。

1 模具的種類

模具自身比較特殊，這決定了模具的設(shè)計和制造是合為一體的，是不可分割的。由于模具的型腔大多數(shù)由曲線構(gòu)成的，所以制造的過程中多數(shù)情況下應(yīng)用了數(shù)控技術(shù)。近些年來，CAD、CAE等商業(yè)軟件的普及，使得模具的設(shè)計和生產(chǎn)過程都利用了數(shù)控技術(shù)。模具根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，可以分為很多種，其中根據(jù)成型加工的對象和各種工藝過程的不同可以分為沖壓模、塑料膜、鍛造模、鑄造模、玻璃膜等等，他們分別是金屬鋼板的成型模具、金屬體的成型模具、還有非金屬制品的成型模具。如果不考慮模具的原材料，那么可以將成型的模具稱為型腔模。在設(shè)計制造的過程中，完全可以利用CAD、CAE等軟件做出一定的設(shè)計方案，按照一定的設(shè)計要求加工制造出來。

2 模具設(shè)計與加工的一般流程

模具的設(shè)計和加工一般要按照一定的步驟：

首先材料的選擇非常重要，要選擇綠色的材料，即低成本、低污染、可降解和重復(fù)利用的材料。放棄過去的化學(xué)處理方法，采用物理方法進行處理，從而達到易于脫模和防腐的效果。

其次是設(shè)計要規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的模具是模具的專業(yè)化生產(chǎn)的前提，這樣才能提高模具的質(zhì)量，縮短制造和生產(chǎn)產(chǎn)品的周期，降低生產(chǎn)成本。企業(yè)可以通過購買標(biāo)準(zhǔn)的模具進行生產(chǎn)，實現(xiàn)資源的有效利用和優(yōu)化配置。其實模具在長時間利用之后就不能再用了，但是模架還是可以利用的，可以實現(xiàn)廢物再利用，節(jié)約資源。而且模具的標(biāo)準(zhǔn)化可以使得制造模具的機器也同樣標(biāo)準(zhǔn)化，大大節(jié)省了購買設(shè)備的成本，還可以加快設(shè)計速度，加快加工制造的速度。

要實行可拆卸性設(shè)計，在長期加工和利用的過程中，模具會受到很大的摩擦，使得模具本身收到一定的損耗，假如是不可拆卸的模具的話，一個小零件模具的損壞就影響了整個部件模具的報廢，造成了材料的不必要的浪費，這與“和諧發(fā)展，綠色生產(chǎn)”的理念相悖。所以可拆卸性設(shè)計就可以避免這種問題的發(fā)生，還可以使得專業(yè)大生產(chǎn)分工更加具體詳細(xì)，不過在設(shè)計的過程中還要考慮到盡量選擇通用結(jié)構(gòu)，方面更換，在連接處也要盡量選擇可拆卸式的聯(lián)接。

最后模具在生產(chǎn)的過程會產(chǎn)生噪音和污染，這對周邊的人有很大的影響，所以對制造環(huán)境也要有一定的要求。要盡量有傳送帶代替齒輪轉(zhuǎn)動，修建隔離墻，對污染物進行凈化在排放。對模具的包裝方案也要進行一定的設(shè)計，因為包裝材料的使用和丟棄對環(huán)境產(chǎn)生了很大的影響，所以要選用一些低成本、可回收、易降解的綠色包裝，這樣既能節(jié)約資源還能減少對環(huán)境的壓力。還有模具的使用都有一定的壽命，使用終期就會被拋棄，那么模具的回收利用就非常的重要，這就對模具剛開始材料的選取和設(shè)計有一定的要求，要選用無毒無害的材料、可再生、可回收利用甚至可以重復(fù)利用的材料，這對于成本的降低和效率的提高都有很大的意義。

3 模具設(shè)計與加工中的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 模具設(shè)計中建模方法的靈活運用

模具設(shè)計的方法很多，需要進行靈活運用，就以注塑模具為例進行研究。注塑模具可以利用CAD、CAM模具進行設(shè)計，根據(jù)他提供的知識庫模塊裝配插件，可以為多種品牌提供標(biāo)準(zhǔn)的模塊框架，還可以隨時定義不同的模具尺寸，方便零件的設(shè)計和修改，為設(shè)計省時省力。還可以運用改變參數(shù)的方法對模具的編程進行改變，可以隨時根據(jù)需要改變計算機軟件程序的參數(shù)來變換模具的尺寸。為生產(chǎn)產(chǎn)生了很大的便利。其實一個零件的創(chuàng)建是有很多種方法，如果構(gòu)件流程不合理那么這個零件甚至是整個零件都會報廢，所以要將創(chuàng)建模具的方法更加靈活可以改變，這樣可以為生產(chǎn)減少不必要的浪費，減少很多后續(xù)工作的麻煩。

3.2 模具加工仿真中的關(guān)鍵技術(shù)

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的水平也越來越高，模具的精加工程度也越來越高，CAD、CAM的無縫連接技術(shù)使得模具從設(shè)計到加工制造的時間大大縮短，自動化程度也大大提高。其實模具經(jīng)過設(shè)計后還要轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)，輸入計算機生成數(shù)控程序才能應(yīng)用到機床進行加工生產(chǎn)。Pro/E自帶一個NC模塊，可以進行參數(shù)設(shè)置，并進行模型的模擬和方針，最后生成數(shù)控代碼，但是其在加工方面對于參數(shù)的設(shè)置比較繁瑣，而Master CAM在參數(shù)設(shè)置和數(shù)控加工方面比較有優(yōu)勢。所以兩者可以相結(jié)合，Pro/E進行設(shè)計，然后Master CAM進行參數(shù)設(shè)置和加工，這樣就可以充分利用兩者的優(yōu)勢進行生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，有利于工業(yè)的發(fā)展。

4 結(jié)語

通過對模具的研究，認(rèn)識到了數(shù)控技術(shù)在工業(yè)中的重要性，認(rèn)識到了科技的重要性，所以我們國家實行了科教興國的戰(zhàn)略，作為我們國家的小小的成員也要為國家獻出一份力，加強學(xué)習(xí)，重視教育。

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