CAD-CAM在冲孔翻边复合模具设计中的应用
CAD／CAM／CAE在模具设计中的应用4
CAD／CAM／CAE在模具设计中的应用技术系统信息化的核心内容是模具CAD/CAE/CAM技术的应用，实现模具设计制造过程的信息化或数字化。
在过去很长一段时间内，大多数的CAD/CAM系统都是面向机械行业的通用型系统。
对于模具企业而言，这些系统的专业性不够强，设计制造的效率还不够高。
针对模具行业的这一需求，国际软件厂商纷纷针对各类模具的特点，推出了功能完善、操作方便的专用CAD/CAM 系统。
如德国Siemens公司的UG（NX）、法国达索公司的CATIA、美国PTC公司的Pro/E、法国Missler公司的TopSolid、以色列Cimatron公司的CimatronE，日本UNISYS公司的CADCEUS等常用三维设计软件，都有对应的冲压模和注塑模专用设计系统。
这些系统在国外模具企业获得广泛应用，在我国也占有一定的市场。
近年来，面对模具行业对CAD/CAM技术的强劲需求，国内不少研究单位和公司针对国内企业的特点，开发了面向模具企业的CAD/CAM集成系统，达到了较高的实用水平。
参与这方面的研发和应用技术推广的主要单位有华中科技大学模具技术国家重点实验室、上海交通大学国家模具CAD工程研究中心、浙江大学旭日科技开发公司、北航海尔软件有限公司、北京艾克斯特科技有限公司、山大华天软件有限公司等。
其中华中科技大学模具技术国家重点实验室基于UG（NX）研发的覆盖件CAD系统、注塑模CAD系统和多工位级进模CAD 系统，已在东风汽车、北京比亚迪、青岛海信、广东科龙、深圳康佳、深圳群达行、深圳麦斯优联（斯洛模具）等许多公司应用，取得了良好的效益，具备一定的行业影响力。
成型过程数字模拟CAE技术的出现，为成型工艺决策提供了有力的技术支持。
在模具设计过程中加强前期的分析仿真，将会提高成形工艺和模具结构设计的水平，减少试模的工作量，降低模具制造成本，缩短模具新产品的设计制造周期。
目前在国内模具行业应用较多的世界著名CAE软件有MOLDFLOW、DYNAFORM、PAM-STAMP、AUTOFORM、ANSYS和DEFORM等。
CADCAM技术在模具设计制造中的应用
CAD/CAM技术在模具设计制造中的应用摘要随着我国汽车、摩托车、家电等工业的迅速发展，工业产品在满足性能的同时，其外形变得越来越复杂，同时产品的制造离不开模具，这就要求模具制造行业以最快的速度，最低的成本、最高的质量生产出模具。
为了达到上诉要求，模具企业只有运用先进的管理手段和CAD/CAM制造技术，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
利用CAD/CAM技术进行工程设计，可以显著缩短企业产品生产和设计周期，节省人力、物力、财力，提高工作效率以及设计质量。
目前，CAD主要限于分析、计算和绘图功能，是设计的重要工作。
如何构思设计本身，向设计的前沿渗透是CAD/CAM发展方向之一。
CAD软件有：auto CAD、UG、CAXA、PROE等。
With China's automobile, motorcycle, household appliances industry rapid development, industrial products to meet performance at the same time, its shape becomes more and more complex, at the same time product manufacturing is inseparable from the mold, which requires the mold manufacturing industry to the fastest speed, the lowest cost, highest quality production of die. In order to achieve the appeals, mold the enterprise only the use of advanced management means and CAD / CAM manufacturing technology, ability is in intense market competition remain invincible.The use of CAD / CAM technology in engineering design, can significantly shorten the product design and production cycle, save manpower, material resources, financial resources, improve work efficiency and design quality. At present, CAD is mainly confined to the analysis, calculation and drawing function, is the important job design. How the idea of the design itself, to the forefront of design of CAD / CAM permeability is one of the development directions. CAD software: Auto CAD, UG, CAXA, PROE etc..关键词：工程设计提高效率降低成本发展前言汽车是由上万个零件组成的结构，具有技术密集、劳动密集、资金密集的特点。
CAD与CAM技术在模具设计中的应用
CAD与CAM技术在模具设计中的应用【摘要】在模具设计的过程中，利用先进的CAD技术进行模具设计省事、省力，而且最为重要的是保证了成型后制品的准确性，减少了试模的次数，缩短了模具的设计及生产的周期。
【关键词】模具设计CAD与CAM应用形式1.模具CAD的基本概念CAD（Computer Aided Design）是利用计算机硬、软件系统辅助人们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。
2.CAD技术的发展过程第一，20世纪50年代后期至70年代初期，此阶段为初级阶段——线框造型技术。
第二，20世纪70年代初期至80年代初，此阶段是第一次CAD技术革命——曲面（表面）造型技术。
第三，20世纪80年代中期至90年代初期，此阶段是第三次CAD技术革命——参数化技术。
参数化设计是用几何约束、工程方程与关系来定义产品模型的形状特征，也就是对零件上的各种特征施加各种约束形式，从而达到设计一组在形状或功能上具有相似性的设计方案。
目前能处理的几何约束类型基本上是组成产品形体的几何实体公称尺寸关系和尺寸之间的工程关系，故参数化技术又称为尺寸驱动几何技术。
3.CAD技术和模具结构设计模具机构设计应用相应的CAD软件，根据要实现的功能、外观和结构要求，先设计草图，然后生成相应的实体，接着子装配和总体装配，仿真模具开模过程，检查干涉情况，并进行真实渲染。
整个过程也可以从上到下进行修改，每个过程的参数都可以改变，并可以设定参数间的关联性。
3.1 草图重建技术。
草图设计是整个模具设计的基础。
现在的草图重建技术已经发展的非常成熟，这种技术是模具设计人员用二维和三维设计草图进行三维建模的关键技术。
这种技术能够对草图的各个尺寸和相关的约束进行修改和重建。
目前草图重建技术已经比较成熟，一些大型的CAD软件系统如Pro/Engineer、UG等都提供草图设计模块。
3.2 曲面特征设计。
随着人们对产品质量和美观性要求的不断提高，又由于曲面特征具有的诸多有点，在产品外形设计重，曲面特征设计成为模具设计的一个重要部分。
CAD_CAM集成技术在冲压模具生产中的应用
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:23&IR2.S8 是目前机械制造业应用非常广泛的
一个三维 1EF 软件， 具有配置管理、 协同工作、 零件 建模、 装配设计、 全相关工程图、 钣金设计、 有限元分 析、 动态仿真等多项功能。 软件采用了特征建模技术 和设计过程的全相关技术，并且为用户提供了功能 其宏录制功能更是为用户二次开 强大的 EQ" 接口， 发提供了很大的方便。 正因如此， :23&IR2.S8 成为进 行模具标准件库开发的一个非常理想的工具。 该标准件库的设计思路为：首先将中间导柱圆 形模架及其各零件的尺寸数据存入数据库，然后按 用户输入的 中 间 导 柱 圆 形 模 架 型 号 查 询 数 据 库 ， 用
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结束语 模具的集成制造和并行工程是基于计算机辅助
技术， 运用网络和数据库技术， 将 产 品 !"# 与 模 具
!"# 、 !"%%、 !"& 等 单 元 技 术 集 成 化 ， 并 利 用 并 行
工程， 组成先进的生产管理模式。 这样的模式信息传 递准确快捷， 减少了数据转换的失真、 人工干预和冗 余环节， 提高了设计的可靠性。 计算机集成制造系统 +!1&2, 已经被公认为是未
加工前的准备工作后，应针对具体的数控机床进行 相应的数据格式转换，生成该机床能够接受的指令 代码。
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模具 !"# $ !"( $ !"%% 集成与并行 产品经评审定型后， 由技术中心将 )# $ *# 图纸 及数字文件 + 数字模型 , 传输给模 具 设 计 单 位 。 模 具 工艺设计人员对零件进行冲压工艺性分析，制订冲 压工艺流程。 同时， 运用 -. 的相应模块（ 有限元法） 对每个零件的 拉 延 成 形 过 程 进 行 工 程 模 拟 分 析 ， 以 确定冲压的一系列工序。 之后， 工艺设计人员对冲压 工序件进行辅助添加图形处理，模具设计人员根据 工艺， 合理设计模具 结 构 ， 达到降低制造、 调试难度 和生产成本的目的。
CADCAM技术在模具中的应用
CAD／CAM在模具工业中的应用廖学林08模具设计1班【摘要】：本文介绍了模具CAD/CAM技术发展概况和模具CAD/CAM软件特点及其优越性，分析了模具行业采用模具CAD/CAM技术的原因，阐述了模具CAD/CAM应用情况和开发现状。
最后指出了我国模具CAD/CAM软件应用与开发中存在的主要不足。
【Abstract】：This article describes the die CAD / CAM technology overview and mold CAD / CAM software features and advantages,analysis of the mold industry to adopt die CAD / CAM and technical reasons to explain the die CAD / CAM application and development of the status quo. Finally the mold of our CAD / CAM software applications and development of the main deficiencies.关键词：模具； CAD/CAM ； 2次开发；Mold; CAD / CAM; 2 times development一、模具CAD/CAM发展概况模具CAD/CAD(Computer Aided Design)是利用计算机硬、软件系统辅助人们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。
模具CAD/CAM是在模具CAD 和模具CAM分别发展的基础上发展起来的，它是计算机技术在模具生产中综合应用的1个新的飞跃。
模具CAD/CAM是改造传统模具的关键技术，是1项高科技、高效益的系统工种。
它以计算机软件的形式，为用户提供1种有效的辅助工具，使工种技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。
CAD／CAM／CAE在模具设计中的应用2
计算机辅助设计／辅助制造（CAD/CAM）技术发展至今已较完善。
实践表明它可以很好地解决各种复杂形状模具的造型及数控（NC）加工编程问题。
获得良好的精度及尺寸协调性，显著缩短产品设计生产周期，在复杂型面模具的设计及数控加工中得到广泛应用。
CAD/CAM技术在模具加工领域的主要应用有以下几个方面。
1 CAD过程（1）直接通过CAD/CAM进行图形设计随着技术的发展，CAD/CAM技术在模具的生产中，将普遍采用经过市场调查及其周密的研究，进行生产决策，下达生产计划及实施措施，紧接着模具开发设计者使用模CAD工作站，完成模具设计中的造型、计算、分析以及绘制工程图，而且可在设计阶段对产品性能进行评价，可使设计者从繁重的绘图中解放出来，能有更多的时间作创造性的工作。
（2）利用现有客户提供的CAD数据模型，转换成所需图形模具企业有的客户提供绘制好的图形。
客户方和模具企业制造方若使用不同的软件，就会出现图纸数据交流的困难。
这需要解决数据接口问题。
因为大多数CAD程序有其各自不同的数据库形式而不能和其它程序共用几何数据。
因此客户方的CAD的几何体必须翻译成模具企业制造方的接受程序能读取的东西。
通常的办法是使用通用几何体转换标准如“IGES”或“STEP”，以及一些专用的转化器进行数据转换。
2 CAE过程模具CAE技术已较广泛的应用在注塑模、压铸模、锻模、挤压模、冲压模等模具的优化设计中，并在实际中指导生产。
注塑模CAE主要包括模具结构分析、运动分析、装配及干涉检查、成型过程分析等。
压铸模CAE目前主要以压铸件充型的流场数值模拟、压铸模件的温度场模拟、压铸模件的应力场数值模拟为主。
挤压模CAE主要对生产过程中模具的变形过程、应力场和温度场分布及变化、摩擦、润滑等问题进行分析和实验，实现模具的优化设计。
以注射成型为例。
其充模流动过程是一个相当复杂的物理过程，高温塑料熔体在压力的驱动下通过流道、浇口向型腔内充填，将型腔内的气体排出，这需要确定排气的位置；多股流料在某处汇合会形成熔接痕，这需要确定熔接痕的位置；这些以前需要经过多次试模之后才能够得到圆满解决，既浪费了资源又延长了模具生产周期。
CAD和CAM技术在模具设计制造中的应用
CAD和CAM技术在模具设计制造中的应用CAD和CAM技术在模具设计制造中的应用颜玉伟（盐城工学院机械优集学院江苏省盐城）摘要：CAD和CAM技术，自20世纪中旬问世以来，便凭借其强大的计算机制图、建模等功能风靡全球。
其产生和发展，让全世界的工业制造水平焕然一新。
在模具设计制造中，CAD 和CAM技术与计算机技术互相结合，使得模具在图纸设计、加工工艺等方面有了更加科学合理地规划。
三维建模、数控加工等技术便是这项技术发展带来的成果，模具的设计制造势必更加的智能化和精密化。
关键词：CAD/CAM技术模具设计数控加工计算机技术0引言：CAD和CAM技术广泛地应用于机械工业当中，它是现代机械工业设计和制造必不可少的工具。
在模具设计制造中，CAM和CAM技术有着举足轻重的地位。
它让模具的设计和制造，由人工向计算机方向转变，极大地提高了模具制造水平。
首先，它简化了整个模具设计制造的过程。
其次，CAD/CAM技术与计算机技术紧密相连，使得模具的设计制造过程高度智能化、精密化，这对于推动整个人类的工业发展有着巨大的实际意义。
1CAD技术的产生和发展1.1CAD技术的定义CAD技术是Computer Aided Design 计算机辅助技术的简称。
它是一个根据完整的计算机设计系统，对产品的设计及其制造进行科学的统一分析，从而解决各种复杂产品的技术参数。
自20世纪中旬在美国问世以来，CAD技术便凭借其强大的计算机制图、建模等功能被各国所采用。
1.2CAD技术的特点CAD技术可以实现模型的参数化设计。
模型的参数化设计可以让设计者们看到产品最直观的外表尺寸特点，可以按照实际的要求更改模型。
CAD技术可以实现模型变量化设计。
在变量化设计中，设计者可以对产品的尺寸和形状进行分别约束。
这样可以使得产品的设计具有更多的灵活性。
其中最著名的莫过于VGX （Variation Geometry Extended）超变量化几何技术了。
CAD-CAM技术在现代模具生产中的应用
CAD/CAM技术在现代模具生产中的应用模具工业是工业发展的基础之一，CAD／CAM技术则是模具工业生产中的重要技术装备，是一种高附加值型制造技术的核心技术，也是自动化和信息化的集成化的黄金领域，其技术水平的高低是国家工业现代化水平的重要标志。
自80年代以来，我国CAD ／CAM技术以高技术、更新速度迅猛的特点发展，大大缩短了模具的生产周期，提高了产品质量，增强了企业在竞争中的应变能力，是工程技术人员利用计算机对模具设计产品的进一步优化。
鉴于此，本文就从CAD／CAM技术在冷冲模、锻压模、塑料模、压铸模中的应用来阐述CAD／CAM技术在现代模具生产中的应用现状。
1、CAD／CAM技术在冷冲模中的应用冷冲模CAD，CAM系统一般包括系统工作管理、工艺分析、模具结构设计分析、图形系统与工程数据库五大模块，主要的内容有：导入原图及原始数据；制件工艺设定与分析；确定方案；科学计算，选用压力机；模具结构设计，图形处理；导出相应的数控加工程序；输出工艺过程文件。
完成其他相关工作。
上世纪，CAD／CAM技术就用于汽车覆盖件的模具设计与制造，取得了较好的经济效果。
日本丰田汽车公司就率先应用于汽车覆盖件的模具设计与制造，该汽车公司还利用包括有NTDFB、CADErIT两类设计软件和加工凸、凹模的TINCA软件的汽车覆盖件CAD／CAM系统，来设计车身外形、车身结构、冲模CAD、主模型与冲模制造和夹具加工【2】。
据报道，由于该系统投入使用，使得丰田公司的汽车覆盖件成形模的设计和制造周期减少50％左右。
国外在UG—II软件平台上也开发了用于汽车覆盖件模具设计的专用模块，如钣金件设计、车身设计、复盖件冲压工艺设计和模具结构设计等。
上世纪60年代末，开始研究级进模CAD／CAM，到了70年代便有初步应用。
早期的主要功能是条料排样、凹模布置、工艺计算和NC编程，仅用于二维图形的简单冲裁级进模。
进入90年代，国际著名的Pro／E、UG—II、CADD5、Solidworks、MDT 等均陆续在模具界得到应用【31。
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CAD/CAM在冲孔翻边复合模具设计中的应用
摘要：对金属材料进行冲孔并翻边需要经过两道工序和两套模具，冲孔翻边复合模具的出现即减少了工序和模具数量，又提高了生产效率。
但这种复合模具往往结构较复杂，设计和制作周期较长。
计算机技术的发展为这一问题提供了很好的解决办法，cad/cam集成系统的引进，大大缩短了模具的设计和制作周期，有效提高了模具生产效率和加工质量，对翻边模的设计实例证明了该集成系统的有效性。
关键词：冲孔翻边复合模具 cad/cam 系统集成
中图分类号：tg316.1+5
1 引言
在金属板料上进行冲孔并翻边，一般需要两道工序来实现：先在一套模具上冲孔，然后在另一套模具上对板料进行翻边。
为降低成本，提高生产效率，近年来随着科学技术的发展，一种冲孔翻边的复合模具应运而生，利用这种复合模具可以同时完成冲孔和翻边两道工序，即减少了工序又减少了模具数量，省时又省力，冲孔翻边复合模的结构可根据制件的翻孔直径、翻边高度h和板料厚度t等具体情况而定。
但是，相比于冲孔和翻边单工序模具而言，这种复合模具结构较复杂，特别是对于一些翻孔直径较小和板料厚度较薄的制件，其模具设计周期更长，制作过程更困难，严重制约了我国制造业的发展。
近些年来，随着计算机技术的日益发展，其应用领域也越来越广
泛，将计算机技术，尤其是cad/cam技术应用于模具工业中，即利用计算机对模具结构进行设计并输出模具尺寸图等，可以大大缩短模具的设计周期，有效提高模具生产效率和加工质量。
本文首先对cad/cam技术做了简单介绍，其次分析研究了几种常见的冲孔翻边复合模具，最后利用开发的集成系统完成了对冲孔翻边复合模的设计实例。
2 cad/cam技术概述
2.1 cad/cam技术的基本概念
产品模具的设计制造周期和加工水平直接影响着产品的质量和更新速度。
随着工业的迅速发展，传统的模具设计与制造方法已不再能满足产品及时更新和产品提高质量的要求，长久以来人们一直致力于对缩短模具设计制作周期和提高模具加工质量的研究，而计算机技术的发展为这一问题的解决提供了很好的方法。
cad（computer aided design），即计算机辅助设计，是指利用计算机的硬件和软件系统来辅助人们对工程或产品进行设计、绘图、工程分析等一系列设计活动的总称。
人具有学习、思维、直观判断和逻辑推理的能力，而计算机运算速度快、信息储存量大，并且不易出错，精度很高，通过cad系统，可以把人和计算机的特性很好的联系起来，是一种人和计算机联合进行共同设计的新型设计方法。
该方法的人机结合方式是首先由人根据设计目标对设计过程和设计方法综合分析后建立数学模型或几何模型，并编制解析这种模型的运行程序。
然后由计算机来运行这些程序，并完成计算、数
值分析和图像处理等任务。
而人将运用自己的经验与判断能力通过人机对话或显示器来控制整个过程，从而完成人机间的信息交流，获得最优设计结果。
cam（computer aided manufacturing），即计算机辅助制造。
狭义上的cam通常指的是数控程序的编制，比如刀位文件的生成、刀具路径的规划和刀具轨迹仿真，以及生成nc代码等。
广义上的cam 指的是利用计算机对产品的制造过程（包括工艺准备、自动编程、装配、检测等）进行设计、管理和控制。
2.2 cad/cam系统的集成
随着计算机技术日益广泛深入的应用，人们发现采用cad、cam 各自独立的系统不能实现相互之间信息的自动交换和传递。
例如cad系统设计的结果，必须经人工转换成cam系统所需要的输入数据时才能被cam系统接收，这不但影响了生产效率，而且在人工转换过程中难免会发生错误，因此，人们提出了cad/cam系统集成的概念，并致力于cad、cam系统之间数据自动交换和传递的研究。
cad/cam集成系统具有数据共享，系统集成化和开放性三个重要特征，是制造系统重要的组成部分。
cad/cam集成系统有利于系统各应用模块间的资源共享，提高了系统运行效率，降低了系统成本；避免了应用系统之间信息传递误差，特别是人为的传递误差，从而可有效提高产品质量，提高企业的市场竞争力。
3 几种常见的冲孔翻边复合模具
（1）当冲压件的翻孔直径较大，翻边高度h>6*材料厚度t时，可采用图1所示的复合模具结构。
（2）当冲压件的翻孔直径和翻边高度h都较小，且翻边高度
h1.5mm）时，图1所示的复合模具中，凸模将变为阶梯形，其上部为翻边用，下部为冲孔用。
当上模向下运动时，凸模的下部首先在材料上进行冲孔，当上模继续向下时，凸模的上部与凹模作用完成翻边。
4 集成系统对翻边模具的设计实例
cad/cam集成系统开发完成后，作者对系统进行了测试，结构表明该集成系统功能强大且运行稳定，可以设计出满足用户需求的模具，基本达到预期目标，使得模具设计的周期大大缩短，这里给出一个翻边模的设计实例。
5 总结
通常情况下，对金属材料进行冲孔并翻边需要经过两道工序和两套模具，冲孔翻边复合模具的出现即减少了工序和模具数量，又提高了生产效率。
但这种复合模具往往结构较复杂，设计和制作周期较长，并且模具质量有待进一步提高。
计算机技术的发展为这一问题提供了很好的解决办法，cad/cam集成系统的引进，大大缩短了模具的设计和制作周期，有效提高了模具生产效率和加工质量，对翻边模的设计实例证明了该集成系统的有效性。