模具CADCAM应用技术基础知识
模具的CAD／CAE／CAM技术
多学术机构和公司对锻模CAD/CAE/CAM技术进行了广泛的研究，在锻造工艺过程设计 、锻模结构设计和金属流动模拟等方面均取得了显著的成绩。轴对称锻件约占锻件总数 的30百分之百左右，加上轴对称锻件几何样式简单，易于描画和定义，所以开发锻模 CAD/ CAM系统时国内外大多数机构和人都是从轴对称锻模开始。轴对称锻模CAD/ CAM系统的主要组成局部包括锻件设计、模锻工艺设计、锻模结构设计和NC编程。锻 件设计指的是设计冷锻件图和热锻件图，包括选拔分模面、补充机加工余量、添加圆角 和拔模斜度等。模锻工艺设计决定是不承采用预成形工序、怎样采用预成形工序以及如 何选拔锻压设备的吨位。另一类广泛应用的锻件是长轴类锻件，其成形工序设计和模具 结构设计远比轴对称锻模复杂，因此开发长轴类锻模的CAD/CAM系统的难度更大、通用 性也低，目前在众多通用商品化
构关联等显著特色，已在2003年作为商品化产品投入巿场。我国从上一百年90时期开始 ，华中科技大学、上海交通大学、西安交通大学和北京机电研究院等相继开展了级进模 CAD/CAM系统的研究和开发。如华中科技大学模具技术国家重点实验室在AutoCAD软 件平台上开发出基于特徵的级进模CAD/CAM系统HMJC，包括钣金零件特徵造型、基于 特徵的冲压工艺设计、模具结构设计、标准件及典型结构建库工具和线切割半半自动编 程五个模块。上海交通大学为瑞士法因托（Finetool）精冲公司开发成功非常准确冲裁级 进模CAD/CAM系统。西安交通大学开发出多工位弯曲级进模CAD系统等。近年来，国 内一点儿软件公司也竞相加入了级进模CAD/CAM系统的开发行列，如深圳雅明软件制作 室开发的级进模系统CmCAD、富士康公司开发的用于单冲模与复合模的CAD系统Fox
欠形成的影响都是不行不看得起的。铸件充模过程的模拟技术始于上一百年80时期，它 以计算流身板子的力气学的理论和方法为基础，经历十余载，从二维简单样式开始，逐 步深化和扩展，现已成功实现了三维复杂样式铸件的充模过程模拟，并能将流动和热传 导过程相耦合。目前国外已有一批商品化的三维铸造过程模拟软件，如日本的SOLIDIA 、英国的SOLSTAR、法国的SIMULOR、瑞典的NOVACAST、德国的MAGMA和美国的 AFSOLID、PROCAST等。国内也有清华大学的铸造之星、华中科技大学的华铸CAE等 。这些铸造模CAE软件已覆盖铸钢、铸铁、铸铝和铸铜等各类铸件，大到数百吨，小至 几千克，无论是在消除缩孔和缩松，还是在优化浇冒口设计，改进浮渣夹渣等方面都发 挥了显著的作用。跟着陪着着CAE技术在铸造领域的成功应用，铸造工艺及模具结构 CAD的研究
第二章CADCAM基础知识
第一节 CAD基础
（二）、曲面造型
（2） B样条曲线：对已知的n+1个控制点Pi(i=0,1,…,n)，k
阶(k-1次)B样条曲线的表达式为：P(u)
n
PiBi,k
(u)
i0
其中Bi,k(u)称为基函数，其表达式为：
Bi,1(u)
1
0
ui u ui1 u ui,u ui1
Bi,k
(u)
(u
ui )Bi,k1(u) uik ui
第一节 CAD基础
二、 几何造型
几何造型也称几何建模。它是通过计算机表示、控制分析和 输出几何实体的一种技术。
具体地讲，它是以计算机能够理解的方式，对实体进行确切的 定义及数学描述，再以一定的数据结构形式在计算机内部构造这种 描述，用以建立该实体的模型。
第一节 CAD基础
二、 几何造型
产品的设计与制造涉及到产品的几何形状的描述、结构的分 析、工艺设计、加工仿真等方面的技术，其中几何形状的定义与描 述是其它部分的基础，为诸如结构分析、工艺设计及加工提供基本 数据。
(uik1 u)Bi1,k1(u) uik1 ui1
(k 0)
式中u i是节点值，非递减的参数u序列U=[u 0，u 1，…，
u n+k ]称为节点矢量。
第一节 CAD基础
（二）、曲面造型
B样条曲线的特点：B样条曲线除了具有Bézier曲线的凸包性、 几何不变性、可分割性的特点外，还具有局部性，即k阶B样条曲线上的 一点，只被相邻的k个控制顶点所控制，与其它控制顶点无关，也就是 说当移动一个控制顶点时B样条曲线某一段的形状会发生变化，而曲线 其它部分的形状没有变化。这点与Bézier曲线不同。
来说，轮廓线与棱线一致，较能清晰反映实体的真实形状，但对于曲
模具CAD、CAM
1-1模具CAD/CAM的基本概念模具CAD/CAM现阶段应该指广义的计算机技术在模具设计与制造中的应用，一般包括计算机辅助设计[CAD]、计算机辅助工程分析[CAE]、计算机辅助制造[CAM]、计算机辅助工艺过程设计[CAPP]、产品数据管理系统[PDM]等内容。
计算机辅助工程分析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，对未来模具的工作状态和运行行为进行模拟，从而及早发现设计缺陷，是实现模具优化的主要支持模块。
计算机辅助工艺过程设计是指根据产品设计阶段给出的信息，人机交互或自动地完成产品加工方法的选择和工艺过程的设计。
产品数据管理系统是以软件、计算机网络、数据库、分布式计算等技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源的一体化集成管理的技术。
1-2模具CAD/CAM系统的组成一个完善的CAD/CAM系统应具有的7大功能：快速数字计算及图形处理功能、几何建模功能、处理数控加工信息功能、大量数据和知识的存储及快速检索与操作功能、人机交互通信功能、输入和输出信息及图形功能、工程分析功能等。
模具CAD/CAM系统的运行环境由硬件、软件和人三大部分组成。
硬件主要包括计算机及其外围设备，广义上讲硬件还包括用于数控加工的机械设备和机床等。
硬件是CAD/CAM系统运行的基础。
软件是CAD/CAM系统的核心，包括系统软件、支撑软件和应用软件等。
模具CAD/CAM系统的硬件主要由计算机主机、外存储器、输入设备、输出设备、网络设备和自动化生产装备等组成。
由专门的输入及输出设备来处理图形的交互输入与输出问题，是CAD/CAM系统与一般计算机系统的明显区别。
根据CAD/CAM系统的运行环境，所用计算机的类型、规模和性能等级，可归纳为主机系统、小型成套系统、分布式工程工作站系统和微型机系统四种配置形式。
主机是CAD/CAM系统的硬件核心，主要由中央处理器[CPU]和内存储器[简称内存]组成。
模具 CAD CAM复习要点 我整理的知识讲解
模具C A D C A M复习要点我整理的模具 CAD/CAM 复习要点我整理的2011-07-09 00:18:36| 分类：默认分类|举报|字号订阅模具 CAD/CAM 复习要点,1，名词解释模具（用以限定生产对象的形状和尺寸的装置，它所属学科：机械工程）成形设备（成形设备是为各类成形工艺服务的，通过它为模具和被加工材料提供运动、能量、外力、控制等来完成成形生产）CAD（计算机辅助设计） CAM（计算机辅助制造）CAT（计算机辅助测试） CAI（计算机辅助教学） CAE（计算机辅助工程）CAP（计算机辅助生产计划） CAPP（计算机辅助工艺设计） CAQ（计算机辅助质量控制） PDM（产品数据管理） CIMS（计算机集成管理系统）2，模具CAD CAM的概念在模具设计与制造过程中，以计算机为主要技术手段，处理各种数字和图形信息，辅助完成产品设计与制造中的各项活动。
3， CAD CAM系统的分类通用系统：Catia 、UG 、Pro/E 、 Cimatron等专用系统：某一种零件冲压模CAD CAM 精冲模CAD CAM各软件的特点：UG NX ————曲面造型Pro/E————参数化特征化造型Cimatron——一体化软件但没有取代UG NX Pro/EAuto-CAD————二维造型4， CAD CAM系统的主要任务（1），几何造型（2），数值分析（3），工程绘图（4），结构分析（5,），优化分析（6），CAPP（7），NC自动编程（8），模拟仿真（9），工程数据库5，模具CAD CAM技术的主要特点设计与制造过程的紧密联系——设计制造一体化，其实质是设计和制造的综合计算机化。
6，模具CAD CAM的优越性（1）提高模具质量（2）提高模具的生产效率（3）降低生产成本（4），给技术人员提供了更多地创造性劳动时间7，模具设计和制造的特点（1）模具造价昂贵，制造过程复杂（2）模具设计与制造过程中需要反复试模，修模才能满足要求，延长了生产周期，增加了生产成本8，建立CAD CAM 系统过程与方法（1）系统分析,可行性分析：市场、技术、成本、结构（2）系统设计（3）程序设计IDEFO方法描述系统功能性活动及其相互关系结构化分析方法，在系统的分析过程中，严格按照自顶向下逐层分解方法，由整体到局部进行全面分析，分析结果用功能模型表达。
模具CADCAM技术
02
数控编程需要熟练掌握各种编 程语言和指令，如G代码、M 代码等，以确保加工程序的准 确性和高效性。
03
数控编程过程中，需要考虑刀 具、切削参数、加工顺序等因 素，以优化加工效率和保证加 工质量。
五轴加工技术
五轴加工技术是一种先进的加工技术，它可以在一次装夹中完成多面加工，提高加 工效率和加工精度。
标准化
参数化设计有利于实现标准化，降低生产成 本。
快速修改
通过修改参数即可快速实现产品模型的修改， 提高设计效率。
模块化设计
通过参数化设计实现模块化设计，便于产品 的维护和升级。
逆向工程技术
01
数据采集
通过测量设备获取产品表面数据。
模型重构
基于处理后的数据重构产品模型。
03
02
数据处理
对采集的数据进行去噪、拼接、重 构等处理。
优化改进
对重构的产品模型进行优化改进， 提高产品质量和性能。
04
有限元分析技术
离散化
将连续的产品模型离散化为有限个单元。
建立方程
为每个单元建立数学方程。
求解分析
对建立的方程进行求解和分析。
结果评估
根据求解和分析的结果评估产品性能和优化设计方案。
03
模具CAM技术
数控编程
01
数控编程是模具CAM技术中的 基础环节，它涉及到将模具的 设计图纸转换为数控机床可执 行的加工程序。
目前常用的加工仿真软件有Mastercam、Fusion 360等，它们具有强大的仿真功能和优化算法，能够为 模具加工提供可靠的保障。
04
模具CAD/CAM技术的应用
汽车制造业
01
汽车覆盖件模具
02
CAD、CAM理论课知识点
1．什么是CAD,CAM,CAPP,CAE,CAD/CAM集成？答：CAD是指以计算机为工具，对产品进行涉及方案构思、总体设计、工程分析、图形编辑和技术文档整顿等设计活动旳技术。
CAM是指借助计算机进行产品制造活动旳简称，有广义和狭义之分。
广义CAM，一般是指运用计算机辅助完毕从毛坯到产品制造过程中旳直接和间接旳多种活动。
狭义CAM，一般指数控程序旳编制。
CAPP是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，运用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理来制定零件机械加工工艺过程。
CAE技术是以现代计算力学为基本、计算机仿真为手段旳工程分析技术。
CAD/CAM集成系统借助于工程数据库技术、网络通信技术、以及原则格式旳产品数据接口技术，把分散于机型各异旳各个CAD/CAM模块高效、快捷地集成起来，实现软、硬件资源共享，保证整个系统内旳信息流动畅通无阻。
2．CAD/CAM系统旳基本功能和重要任务是什么？答：CAD/CAM系统具有如下几种方面旳功能：几何造型功能、计算分析功能、工程绘图功能、构造分析功能、优化设计功能、计算机辅助工艺规程设计(CAPP)功能、NC自动编程功能、模拟仿真功能、工程数据管理功能和特性造型功能。
CAD/CAM系统旳以计算机硬件、软件为支持环境，通过各个功能模块（分系统）完毕对产品旳描述、计算、分析、优化、绘图、工艺规程设计、NC加工仿真、生产规划、管理、质量控制等方面旳任务。
3．目前机械领域常用旳CAD/CAE/CAM软件有哪些？各有什么特点？在机械领域旳应用案例分析。
答：(1) Pro/E（Pro/Engineer）是美国PTC公司（Parametric Technology Corporation，参数技术公司）开发旳大型CAD/CAM/CAE集成软件。
(2) UG（Unigraphics）软件来源于美国麦道飞机公司，后于1991年11月并入世界上最大旳软件公司——EDS公司。
(3) Solid Edge是通用机械CAD/CAE/CAM 一体化软件，三维实体造型系统。
模具CADCAM应用技术基础知识
模具CAD/CAM技术发展的趋势
第三节 模具CAD/CAM技术发展的趋势 一、标准化 二、智能化 三、集成化 四、网络化
模具CAD/CAM技术发展的趋势
标准化
CAD/CAM可建立标准零件数据库，非标准零 件数据库，模具参数数据库。标准件可随时调 用，非标准件可利用系统自身建模技术进行修 改，从而加快设计过程。典型模具结构库是在 参数化设计的基础上实现的，按要求对相似模 具结构进行修改，即可生产所需结构。
产 准
坯 设
线 设
序 设
具 设
工 装
序 编
工 仿
加 工
检 测
装 配
试
品
析
划
计 析计 计 计 图计 备计 计计计 配制 真
CAE
CAD
CAPP
CAM
CAD/CAPP/CAM(CAD/CAM)
广义CAD
广义CAM
广义CAD/CAM
图1-2 产品开发过程及CAD、CAE、CAM的范围
集成化产品装配模型
CAD/CAM基本概念、发展历程及组成
CAM的广义概念包括的内容则很多，除了上述 CAM狭义定义所包含的所有内容外，它还包括制造活 动中与物流有关的所有过程（加工、装配、检验、存 贮、输送）的监视、控制和管理。
主要功能：工艺设计、数控编程和加工仿真
CAD/CAM基本概念、发展历程及组成
二 CAD/CAM的发展历程
CAD、CAM技术的发展经历了五个阶段： ➢孕育形成阶段（20世纪50年代） ➢快速发展阶段（20世纪60年代） ➢成熟推广阶段（20世纪70年代） ➢广泛应用阶段（20世纪80年代） ➢标准化、智能化、集成化阶段（20世纪80年 代后期）
《模具CAD CAM实用教程》课件第4章
鼠标右键
弹出快捷菜单 在模型树窗口或 工具箱中单击将
弹出快捷菜单
无
第4章 Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 基础知识
复习思考题
1. 常用的文件操作有哪些？ 2. 拭除文件和删除文件有何区别？ 3. 如何创建工作目录？ 4. 简述三键鼠标的功能。
第4章 Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 基础知识
信息提示栏提示的信息有五类，如表4-2所示。这些 信息对于操作非常重要，尤其是初学用户，应养成在操 作过程中随时注意信息提示栏的习惯，以明确下一步的 操作。
第4章 Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 基础知识
表4-2 系统提示信息种类
第4章 Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 基础知识
2. 打开文件 Pro/ENGINEER Wildfire 2.0有两种打开文件的方式： 使用IE浏览器和使用传统方式。 1) 使用IE浏览器打开文件 在导航器窗口的资源管理器中选择所需文件夹，就可 以在右侧的IE浏览器窗口中快捷清晰地看到文件及其信息， 双击所选文件即可打开，也可直接在IE地址栏里输入文件 夹路径来查看文件及其信息，如图4-5所示。 用户可在浏览器窗口中根据显示的文件信息选取所需 的文件。同时，浏览器窗口中还设有文件过滤器，用户可 以选择显示自己所需要的某种类型文件。
第4章 Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 基础知识
图4-7 设置工作目录对话框
第4章 Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 基础知识
4. 保存文件 1) 【保存】 【保存】就是以同一文件名存盘，并自动变成新的版本。 【保存对象】对话框如图4-8所示。 若不想使用系统默认的文件名，可用以下两种方法进行更 改： (1) 在新建文件时就输入需要的文件名。 (2) 选择【文件】菜单中的【重命名】命令更改文件名。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
模具CAD/CAM技术的应用
一、模具的定义及其成形技术的特点
模具的定义：用以限定生产对象的形状 和尺寸的装置。简而言之，模具是用来 成型物品的工具，这种工具有各种零件 构成，不同的模具由不同的零件构成。 它主要通过所成型材料物理状态的改变 来实现物品外形的加工。
模具CAD/CAM技术的应用
模具成形技术具有如下特点：
一、 CAD/CAM的基本概念
二、CAD/CAM的发展历程
三、CAD/CAM系统的组成
CAD/CAM基本概念、发展历程及组成
一 CAD/CAM的基本概念
CAD (Computer Aided Design ) 计算机辅助设计 1972年10月，国际信息处理联合会(IFIP)在荷兰
召开的“关于CAD原理的工作会议”上给出如下定义： CAD是一种技术，其中人与计算机结合为一个问题求 解，紧密配合，发挥各自所长，从而使其工作优于每 一方，并为应用多学科方法的综合性协作提供了可能。 CAD是工程技术人员以计算机为工具，对产品和工程 进行设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的 总称。
主要功能：几何建模、动态模拟和自动绘图
CAD/CAM基本概念、发展历程及组成
CAM (Computer Aided Manufacturing ) 计算机辅助制造 CAM有狭义和广义的两个概念。CAM的狭义概
念指的是从产品设计到加工制造之间的一切生产准备 活动，它包括CAPP、NC编程、工时定额的计算、生 产计划的制订、资源需求计划的制订等。如今，CAM 的狭义概念甚至更进一步缩小为NC编程的同义词。
产 准
坯 设
线 设
序 设
具 设
工 装
序 编
工 仿
加 工
检 测
装 配
试
品
析
划
计 析计 计 计 图计 备计 计计计 配制 真
CAE
CAD
CAPP
CAM
CAD/CAPP/CAM(CAD/CAM)
广义CAD
广义CAM
广义CAD/CAM
图1-2 产品开发过程及CAD、CAE、CAM的范围
集成化产品装配模型
CAD/CA图M1- 基本功能概集成念的现、代C发AD系展统 历程及组 三、 CAD/CAM系统组成成：
➢生产率高 ➢制造质量好，产品一致性好 ➢材料利用率高 ➢成本低
模具CAD/CAM技术的应用
二、 CAD/CAM技术在现代模具技术中的应用 1 、 CAD/CAM技术在冷冲模中的应用 2、 CAD/CAM技术在注射模中的应用
模具CAD/CAM技术的应用
1 、 CAD/CAM技术在冷冲模中的应用
• 20世纪50年代末期，开始研究开发冷冲模CAD/CAM 系统。
• 应用软件：如AutoCAD、I-DEAS、Pro/E、 CATIA、Unigraphics等。
• 专业软件：如模具软件VISI-Series
第二模节具C模A具DC/CAADM/C技AM术技的术应的用应用
一、 模具的定义及其成形技术的特点 二、 CAD/CAM技术在现代模具技术中的应用 三、模具CAD/CAM技术的优越性
1) 利 用 几 何 造 型 技 术 完 成 复 杂 模 具 几 何 设 计 。 2) 完 成 工 艺 分 析 计 算 ， 辅 助 成 形 工 艺 的 设 计 。 3) 建 立 标 准 图 形 库 ， 提 高 设 计 效 率 。 4) 辅 助 完 成 绘 图 工 作 ， 输 出 模 具 零 件 图 和 装 配 图 。 5) 利用计算机完成有限元分析和优化设计等数值计算。 6) 辅 助 完 成 模 具 加 工 工 艺 设 计 和 NC 编 程 。
5年
计算机
图1-1 CAD/CAM相关技术的发展
CAD/CAM基本概念、发展历程及组 成
产
设
产产产产产二产产产工加刀产数数
品 需
计品 结
维 工
品 施
品 生
品 毛
艺 路
工 工
具 夹
品 加
控 程
控 加
数 控
零 件
产 品
调
产
求 分
务 规
念 设
型 分
细 设
体 设
构 设
程 制
工 设
• 1971年开发出级进模计算机辅助设计系统PDDC。
• 1977年研制成功AKT系统（简单、连续、复合模）。
• 20世纪70年代末期，连续模设计系统MEL和冲孔弯曲 模系统PENTAX；
• 1982年日立公司使用研制的冲裁模CAD系统进行模具 设计制造。
模具CAD/CAM技术的应用
CAD/CAM在冷冲模具中的应用归纳为以下几个方面：
CAM的广义概念包括的内容则很多，除了上述 CAM狭义定义所包含的所有内容外，它还包括制造活 动中与物流有关的所有过程（加工、装配、检验、存 贮、输送）的监视、控制和管理。
主要功能：工艺设计、数控编程和加工仿真
CAD/CAM基本概念、发展历程及组 二 CAD/CAM的发展历成程
CAD、CAM技术的发展经历了五个阶段： ➢孕育形成阶段（20世纪50年代） ➢快速发展阶段（20世纪60年代） ➢成熟推广阶段（20世纪70年代） ➢广泛应用阶段（20世纪80年代） ➢标准化、智能化、集成化阶段（20世纪80年 代后期）
硬件系统和软件系统
CAD/CAM系统
CAD/CAM硬件系统
CAD/CAM软件系统
计算机
外部设备
图1-3
系统软件
应用软件
CAD/CAM系统的组成
专业软件
CAD/CAM基本概念、发展历程及组 CAD/CAM软件系统组成成：
系统软件、应用软件和专业软件
• 系统软件：操作系统、汇编系统、编译 系统、诊断系统；
模具CAD/CAM技术
第一节 CAD/CA主M基要本内概容念、发展历程及组
成 第二节 模具CAD/CAM技术的应用 第三节 模具CAD/CAM技术发展的趋势 第四节 模具CAD/CAM的常用软件 第五节 逆向工程
CAD/CAM基本概念、发展历程及组 第一节 CAD/CAM基本成概念、发展历程及组成
模具CAD/CAM技术的应用
2、 CAD/CAM技术在注射模中的应用
完成注射模结构CAD，包括塑料产品的建模、模具总 体结构方案设计和零部件设计，数控仿真和数控程 序生成，模具模拟装配、零件图和装配图的生成与 绘制等。
模具CAD/CAM技术的应用
注射模的研究发展：
20世纪60年代中期，英国、美国、加拿大等国学 者完成注射过程一维流动与冷却分析； 70年代完成二维分析程序； 80年代开始对三维流动与冷却分析进行研究； 进入90年代，对流动、保压、冷却、应力分析注 射成型全过程进行集成化研究，这些研究为开发 实用的注射模CAE软件奠定了坚实的基础。