CAD/CAM在模具設計與數控加工中的關鍵技術分析

杜薇

（河北軌道運輸職業技術學院，河北 石家莊 050051）

CAD/CAM計算機設計輔助設備技術在模具設計與數控加工過程中的應用不僅將提高模具完工的質量，縮短模具完工時間，而且將促進模具工業的發展，所以，CAD/CAM在模具設計與數控加工中的應用實屬大勢所趨。

1 CAD/CAM與數控加工的相關概述

1.1 CAD/CAM

CAD是指計算機輔助設計，其主要的功用是利用計算機的圖形設備來輔助設計人員進行設計工作的一種技術；CAM是指計算機輔助制造，其主要的功用是運用在產品生產與加工的環節，來輔助此加工環節順利完成工作的一種技術。

1.2 數控加工

數控加工是指在數控機床上進行零部件加工的一種工藝方法，數控加工的關鍵是編程，編程有人工編程與手工編程兩類，無論是哪一種的數控加工編程類型，都需要有相應配套的軟件與硬件。

2 CAD/CAM在模具設計與數控加工中的關鍵技術

2.1 CAD/CAM在模具設計與數控加工中的原則

隨著我國模具業的發展，我國的模具設計與數控加工技術水平越來越高，并且由于模具設計與數控加工的工藝設計的內容比較復雜，工序比較難，所以在作業的過程中，相關的技術人員一定要遵循相應的工作原則，靈活的應變工作中發生的變化，進而保證模具設計與數控加工的工作效率以及質量。

（1）工序集中，一次性定位原則。CAD/CAM在模具設計與數控加工的過程中，相關的技術人員一定要堅持工序集中一次性定位的原則，通過原則上的遵循，在一定的條件基礎上提高工序的集中率，進而降低模具設計與數控加工過程中的誤差。同時，技術人員在模具設計與數控加工的過程中要重視在進行加工同軸孔隙的時候，注意此時的精準定位，避免重復定位的誤差。

（2）先粗后精，先近后遠原則。CAD/CAM在模具設計與數控加工的過程中，為了保證模具的質量，相關的技術人員一定要重視先后的順序，尤其是加工過程中的先粗后精，先近后遠的原則。其中粗主要指的是在模具設計與數控加工的過程中，進行簡單的設計與加工過程，提高模具完工的速度，為后面數控精細化加工奠定基礎，進而提高效率。同時，加工人員在模具設計與數控加工的過程中，一定要重視動刀的次數，以及在經過粗加工之后產品的變形問題。先近后遠原則是指在模具設計與數控加工的過程中，由于走刀路線一般都比較短，所以在模具設計與數控加工的過程中應根據刀路的最短的距離，選擇先近后遠的方式，這樣有利于提高刀具加工的范圍與精準度。

（3）刀具調用次數最少原則。CAD/CAM在模具設計與數控加工的過程中，為了提高設計與加工的質量，相關的技術人員一定要避免經常性的換刀，或者是刀具的調用，在模具設計與數控加工的過程中，相關的技術人員應該集中利用同一把刀具進行工序，這樣可以減少換刀的時間，充分的利用同一把刀具進行切削，提高工作效率。

（4）先內部后外部原則。CAD/CAM在模具設計與數控加工的過程中，對于加工產品既要進行內部的加工，還要進行外部的加工，所以相關的技術加工人員一定要注意加工內外順序。在一般的加工情況下，為了保證加工質量，技術人員都是先進行內部的加工，后外部加工，然后進行先粗后精的加工。在加工的過程中，還有注意先粗后精加工中，對于內部內在表面需要粗加工，內部的外表面需要精加工。

（5）走最短刀路原則。CAD/CAM在模具設計與數控加工的過程中，由于模具產品的質量非常重要，所以在設計與加工的過程中，相關的技術人員一定要注意加工走刀路線的選擇必須是最短的。另外，一旦走刀最短路線原則落實，不僅僅可以減少對零件的磨損，還可以提高模具的質量，所以相關的加工人員一定要注意設計與加工必須順著零件的輪廓進行，并且需要選擇合適的起刀點以及換刀點，進而有效的提高各個工序環節之間的銜接度。

（6）最少程序段原則。CAD/CAM在模具設計與數控加工的過程中，相關技術人員一定要遵循最少程序段設計與加工原則，通過這一原則的實施，將數控加工環節中的程序進行有效的控制，提高最少程序段數加工零件的目標，進而有效的促進加工程序的簡單化，降低加工誤差。

（7）工序和銜接的原則。CAD/CAM在模具設計與數控加工的過程中，由于設計與加工工序件比較繁雜，難度大，所以在實際的設計與加工過程中，技術人員消耗的精力非常大，其不僅需要進行模具設計與數控加工的所有工序，還需要加入一些普通的工序，而這些普通的工序又有利于提高模具的質量，所以這些工序也非常重要。因此，在模具設計與數控加工的過程中，為了保證環節之間的銜接，相關的技術人員一定要重視普通工序之間的關系，進而提高模具完工的質量。

2.2 CAD/CAM在模具設計與數控加工中的關鍵技術

（1）科學合理的走刀路線。CAD/CAM在模具設計與數控加工的過程中，僅僅遵循加工工藝設計原則是不夠的，還需要相應的設計方法來輔助進行加工，企業為了保證加工效率的提高，對于走刀路線制定了科學合理的方案，有效的提高了最短走刀路線的控制。通過這樣對走刀路線科學合理的安排，不僅提高了工作效率，還保證了產品質量。因此，CAD/CAM在模具設計與數控加工的過程中，技術人員按照三項內容進行工作。

（2）完善安排加工工序。不僅走刀路線很重要，相關的加工工序也非常的重要，因此，相關的技術人員在進行CAD/CAM在模具設計與數控加工的過程中，一般都要在做好這兩方面內容，保障效益最大化。完善安排加工工序的做法主要有以下幾點：第一，在進行CAD/CAM在模具設計與數控加工的過程中，企業應完善并且制定相關的設計與加工工序制度，保證最少裝夾次數的使用。第二，為了保證技術人員的設計與加工技術，企業應建立培訓崗位，培訓技術人員的模具設計與數控加工的編程工作。此外企業也可以引進新技術以及新設備進行知識理論、操作示范的訓練課程，有效保證技術人員的設計與加工技術的提升。

（3）明確加工法以及切削用量。為了保證CAD/CAM在模具設計與數控加工的質量，相關的技術人員應根據實際情況，制定相應的切削方案，使得相關的工作可以有規定可循。如：對于切削的位置、最短路線等數據進行設置，使得相關的技術人員在實際的加工過程中，可以根據規定的用量選擇，進而保證了數控加工的質量。

（4）提高設計與加工的精準度。CAD/CAM在模具設計與數控加工的過程中，應提高設計與加工的精準度，其做法主要有以下三點：第一，根據相關的設計以及制造的要求，針對主軸之間的間隙以及預緊力等等產生磨損的原因條件中，設計階段設計人員應該嚴格的按照相關的設計計算以及標準要求等合理的設計，加強對于間隙之間的密封性。同時對于主軸承的變形問題，設計人員還需要考慮相應的數據參數，通過科學合理的參數設計，保障結構的優化升級。第二，技術人員對于CAD/CAM在模具設計與數控加工的過程中，針對設計階段的一些數控設備以及螺栓數量需要合理的設計安排，為實現數控機床精度保持性優化升級奠定基礎。在數控加工的過程中，針對幾何精度中的應力，技術人員需要嚴格的按照相應的規定以及制度合理的安排，并且在數控加工的過程中，技術人員還需要重視動靜結合面的應力問題。第三，針對數控加工階段的非正常磨損問題，制造技術人員針對相關的數據參數必須嚴格的根據制造要求，調整相關的數據參數，避免設備數據參數的不匹配問題。

3 結語

現今，我國的CAD/CAM在模具設計與數控加工中的應用已經較為普遍CAD/CAM在模具設計與數控加工中應注重對相關技術的應用，保障模具完工的質量，縮短模具設計與加工的時間，為模具的生產與加工節省一定的成本。