模具CADCAECAM的应用及发展前景
模具CADCAMCAE简介
用于进行工程分析、仿真和优化的专业软件，如ANSYS、ABAQUS、 SolidWorks Simulation等。
03
作用
通过模拟和分析，预测产品的性能、可靠性、安全性等方面，优化设计
方案，提高产品质量和可靠性。
CAE技术在模具分析中的应用
模具设计优化
利用CAE技术对模具设计方案进行模拟和分析，优化模具 结构、材料、工艺等方面，提高模具的可靠性和使用寿命 。
05
模具CAD/CAM/CAE应用案例
应用案例一：注塑模具设计
总结词
提高设计效率
详细描述
注塑模具CAD软件能够快速创建三 维模型，进行模具结构设计，减少 设计时间，提高设计效率。
总结词
优化设计方案
详细描述
通过CAE模拟分析，预测模具在注塑 过程中的缺陷和问题，优化设计方案 ，减少试模次数和成本。
模具CAD/CAM/CAE简 介
• 模具CAD简介 • 模具CAM简介 • 模具CAE简介 • 模具CAD/CAM/CAE集成 • 模具CAD/CAM/CAE应用案例
01
模具CAD简介
CAD技术定义
01
CAD技术是指利用计算机和图形设备进行设计、绘 图、分析和优化的过程。
02
它通过数字化的方式，将传统的设计和绘图过程转 移到计算机上，提高了设计效率和精度。
作。
流程自动化
通过自动化工具和流程管理软件，实现 CAD、CAM和CAE之间的流程自动化和协 同工作。
定制化开发
根据企业实际需求，定制开发符合企业流 程和规范的CAD、CAM和CAE集成系统。
集成的发展趋势
集成化
未来CAD/CAM/CAE集成将更加 紧密，形成一个完整的、一体化 的设计、分析和制造系统。
模具CADCAECAM技术的应用及其发展趋势
Part One
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Part Two
模具CADCAECAM技术概述
模具CADCAECAM技术的定义
CAM：计算机辅助制造，用于模具的数控加工和生产制造
CAD：计算机辅助设计，用于模具的二维和三维设计
CAE：计算机辅助工程，用于分析模具结构和性能
技术概述：模具CADCAECAM技术是集成了CAD、CAE和CAM三个模块的综合性技术，用于提高模具的设计、分析和制造效率。
基于大数据和云计算技术的应用
人工智能和机器学习在模具设计中的应用
自动化和智能化：人工智能和机器学习技术可以自动完成模具设计的各个环节，提高设计效率和质量。
优化设计：通过机器学习算法对历史设计数据进行学习，可以自动优化模具设计，减少人工干预和经验依赖。
快速原型制造：利用3D打印等快速原型制造技术，结合人工智能和机器学习技术，可以实现快速模具制造，缩短产品上市时间。
智能化阶段：21世纪初，随着人工智能和大数据技术的发展，模具CADCAECAM技术逐渐智能化，能够实现自适应设计和优化制造过程。
Part Three
模具CAD技术的应用
模具CAD的建模技术
参数化建模：基于参数和特征的建模方法，能够快速创建标准件库。
曲面建模：用于创建复杂曲面，提高模具设计的精度和表面质量。
参数化设计的实现方式：通过建立参数与模型之间的关联关系，实现参数对模型的驱动。
添加标题
参数化设计在模具CAD中的应用：用于模具标准件库的建立，方便快速查找和调用标准件；用于复杂模具结构的参数化设计，提高设计效率。
添加标题
模具CAD的智能化设计
智能化设计：利用人工智能技术实现模具的自动化设计，提高设计效率和精度。
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。
我国模具CAD／CAE／CAM／PDM发展现状及发展建议
我国模具CAD／CAE／CAM／PDM发展现状及发展建议专稿《电加工与模具),2010年增刊我国模具C/CPDM发展现状及发展建议中国模协技术委员会李德群(执笔)中图分类号:TG76,TP391.7文献标识码:A文章编号:1009—279X(2010)SO～0041—041我国模具.PDM发展现状模具cAD/CAE/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术,是一项高科技,高效益的系统工程.它以计算机软件的形式,为企业提供一种有效的辅助工具,使工程技术人员借助于计算机对产品性能,模具结构,成形工艺,数控加工及生产管理进行设计和优化.模具CAD/CAE/CAM技术能显着缩短模具设计与制造周期,降低生产成本和提高产品质量已成为模具界的共识.随着CAM/CAE软件及其他应用软件的普及应用,计算机产生的各种类型,格式各异的数据资料,如市场分析报告,产品设计信息,加工图纸,零件加工工艺,数控加工程序清单,仿真测试结果分析及各种说明书等,迅速增加.如何有效管理这些异构数据资料成为了企业面临的一大难题.PDM系统作为一个信息沟通平台,可对企业的各种产品及其相关数据进行统一管理,并在产品整个的开发过程中协助管理者对开发过程进行有效控制和管理.与此同时,设计人员在产品生命周期内的各个环节与产品过程相关的各个地方均能及时,准确地获取产品的相关信息,并对产品数据进行一定权限范围内的操作.这种产品数据的高度集成和共享,使得新产品的开发时间和成本大为缩减."十一五"期间,我国模具cAD/CAE/cAM/PDM技术取得了长足的进步,具体表现在以下几个方面:(1)开发出具有自主知识产权的系列CAD/CAM/CAE品牌软件华天软件,中创软件与日本最大的CAD/CAM收稿日期:2009～12—10作者简介:李德群,男,1945年生,华中科技大学材料学院教授,中国模协技术委员会副主任兼cAD/cAM技术部主任.软件公司UEL合作,结合El本工业界最佳实践,采取引进,消化,吸收,再创新的方式,开发完成具有中国自主知识产权的三维CAD/CAM软件SINOV A—T10NV1.0.这标志着我国在三维CAD/CAM软件研发领域实现了重大突破.SINOV ATlON软件是三维CAD/CAM一体化的应用软件系统,该软件具有最先进的混合型建模,参数化设计,丰富的特征造型功能.提供了经过业界验证的具有国际先进水平的CAM加工,冲压模具,注塑模具等应用技术.特别适合汽车,汽车零部件,机床,通用机械,模具及工艺装备等行业的设计及加工应用.SINOV A—TION冲压模具设计解决方案为专业设计人员提供了一套经过业界验证的CAD解决方案组合,包括高效的冲压工艺设计,精确的冲压回弹补偿和专业的冲压模具结构设计等功能.SINOV ATION注塑模设计与加工解决方案是根据注塑模具设计,制造经验,将产品成形工艺与工程分析软件相结合,开发的适用于注塑模具设计专用的软件包.方案以三维参数化建模CAD软件为基础,涵盖了从零件设计,分析,自动分模创建模具,电极设计,工程图创建等整个过程,体现出高品质,灵活,高效的设计理念,为注塑模具设计工作提供了专业的技术应用平台. CAXA系列化软件在开发自主知识产权的知名品牌的道路上不断取得新成果,如新一代集成软件CAxA V5PLM首次将成熟的2D,3D,CAPP,MPM和DDM技术在统一的数据模型基础上进行整合, 覆盖了从概念设计,详细设计,工艺流程到生产制造管理的各个环节,并通过数字化仿真帮助企业优化产品设计和生产制造的整个过程.上海模具CAD国家工程研究中心在国内较早地开始了基于知识的工程技术(KBE)研究,在塑性成形和模具设计知识的获取与表示,知识的推理机制,知识的集成与管理以及知识的发现等KBE关键--———41?———《电加工与模具)2010年增刊专稿技术上进行了行之有效的研究,形成了适用于不同行业,不同类型KBE系统的一整套开发思路及相关的KBE应用软件.华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室开发的注塑成形模拟软件"华塑CAE",铸造成形模拟软件"华铸CAE"和板料成形模拟软件"FAS—TAMP"又有新发展.目前研究的重点是微宏观分析相结合,数值计算和人工智能相结合,目标是将模拟软件由传统的被动式计算工具提升为主动式优化系统.随着应用的不断深入和广泛,系列化模拟软件华塑CAE,华铸CAE和FASTAMP已成为我国模具行业具有自主知识产权的主导技术和知名品牌.湖南大学以先进冲压CAE技术为突破口,开发出一套包括冲压工艺设计和汽车覆盖件模具设计和制造的系列化软件.其冲压仿真CAE自动建模系统CADEM一工能利用模具表面数控轨迹数据作为网格生成的几何数据源,使建模效率成倍提高,对于汽车覆盖件成形,在同样精度下可使仿真模型网格单元减少近20%～40%.冲压仿真CAE系统CADEM—II采用先进的理论和算法,在保证冲压件大变形计算精度的前提下显着地提高了分析速度. 冲压工艺分析与设计系统CADEM一Ⅲ采用壳体失稳理论预测覆盖件成形中的起皱趋势,采用基于仿真的毛坯反算技术,实现了复杂零件的毛坯形状和尺寸的迭代反求.(2)广泛采用了CAD/CAE/CAM技术并在应用中取得了显着效益其中最大的技术进步无疑是三维CAD方面的重大突破.一汽模具,天汽模,东风模具,福田潍坊模具等企业的三维CAD普及率达到100%.其他骨干企业正在加快进行二维CAD到三维CAD的过渡.国外的有些知名企业至今也尚未做到100%的三维CAD.由于采用三维CAD技术,使过去分散在各个信息孤岛的CAD,CAE,CAM连成一片,实现了一体化,为模具全程数字化制造提供了技术基础.少数企业的整个流程已完全实现了数字化加工和无图化生产,正在为将来的自动化加工和柔性生产积极创造条件.一些先进企业在模具结构设计完成后,采用截面检查,干涉检查,静态运动干涉检查,运动模拟等分析手段,真实反映模具的实际工作状态,保证了实体设计的可靠性.一42一CAE分析普及率明显提高,少数企业已达到100%,CAE不再是高不可攀的技术,更不是束之高阁的摆设,而是一个必不可少的工具,它帮助设计者在设计阶段"先知先觉",对模具调试时可能出现的问题进行处理,做到"防患于未然".在参数化设计方面也取得了长足的进步.国内一些骨干企业已建立了模具基础结构图库,还建立了标准件图库.利用参数化手段,根据模具结构特点,选择基础构架,设计者只需要控制几个基本的特. 征参数,系统将会根据事先输入到计算机中的结构规则,自动提供合理的结构方案,设计者只需做少许调整和装配即可完成设计.设计规则的引入,使三维实体模具结构设计达到了一个更高的层次. (3)PDM技术不断发展目前,国外的公司已开发出一些产品功能齐全,开放性好,思想新颖,技术先进的PDM产品.如UGS公司的IMAN,IBM公司的ProductManager, SDRC公司的Metaphase,PTC公司的Windchill等, 这些产品在波音,IBM,福特汽车,通用汽车等公司得到推广应用,取得了成功.国内的一些企业,如春兰,海尔,长虹和康佳等采用IMAN系统,西安飞机设计所采用IBM的PM系统,也取得了一定的成功.与此同时,国内的软件厂商也纷纷推出了自己的PDM产品,如武汉天喻公司的IntePDM,武汉开目技术集成公司的KMPDM,清华同方软件公司的TFPDMS等.国产的PDM系统,无论是在功能上,技术上,思想上还是稳定性方面与国外的产品都有较大的差距,但在价格和定制程度方面有一定优势, 因此在国内的一些企业中也得到应用,如天喻公司的IntePDM系统,同方公司的TFPDM系统,大恒公司的DHPDM系统等.2我国模具CAD/CAE/CAM/PDM与国际先进水平的主要差距与国外发达国家相比,我国模具CAD/CAE/CAM/PDM技术发展水平还很低,差距很大.主要表现在以下方面:(1)软件开发进度和水平低目前三维CAD/cAM软件的核心技术目前仍掌握在欧美日等发达国家手中,占主流地位的模具CAD软件主要有Pm/E,I—DEAS,UG等,中国的三维CAD/CAM市场几乎被国外产品完全垄断.每年中国制造企业采购三维CAD/CAM软件的金额高达专稿《电加工与模具)2olo年增刊几十亿元,而且还在以每年20%的速度递增.这种尴尬局面不仅使得制造企业承受了高昂的成本压力,而且支撑产品创新的核心工具受制于人,存在重大的信息和知识产权安全隐患.而我国CAD/cAE/ CAM/PDM技术研究开发未能很好地有组织,有计划,有重点地进行,造成低水平重复劳动,影响了软件开发的进度和水平的提高,无论是在功能上,技术上,思想上还是稳定性方面与国外的产品都有较大的差距.(2)CAD/CAM应用水平差距明显在国内的模具生产中,CAD/CAM技术已得到广泛的应用.但对于国内一些大型模具企业,它们的CAD/CAM应用状况多停留在从国外购买先进的CAD/CAM系统和设备,在其上进行的二次开发较少,资源利用率低;国内一些中小型模具企业CAD/CAM应用很少,有些仅停留在以计算机代替画板绘图.(3)CAE没有得到广泛应用CAE在我国模具行业的应用还刚刚起步,只是在经济实力雄厚的企业,例如一汽,东风,海尔等单位,才购买了少量的商品化软件,开始尝试应用. (4)信息集成技术落后信息技术的广泛集成是以产品数据管理(PDM)和过程管理(PM)为基础,实现CAD/CAM和ERP的有机集成,在并行工程中PDM也是重要的基础.而我国在这方面的研究刚刚开始,至今也没有一个在国内市场上成熟的PDM系统.因此, 这类基础性软件也被国外的系统占领了市场. (5)CAD/CAE/CAM缺乏知识的集成由于缺乏对设计知识的集成,模具设计方案的选择,工艺参数与模具结构的优化,成形性能的评价等依然依赖着模具设计者的经验.设计知识是企业最有价值的智力资产,是企业竞争力的保障.在目前的注射模设计行业,这些知识主要以经验的形式由资深设计工程师所掌握,随着他们的退休与流失必将造成企业核心技术的流失,将直接导致企业竞争力下降.在国外已广泛应用知识型CAD/CAM系统,如美国UGS公司的多工位级进模设计向导CAD系统(ProgressiveDieWizard)和注塑模设计向导CAD系统(MoldWizard),两系统均无缝地集成于该公司的三维机械CAD/CAM系统UG中,为用户提供了级进模和注塑模设计环境与工具,封装了模具设计的专家知识,提供了丰富的标准化的模架库,零件库和镶件库.造成上述差距的原因很多,除了历史上长期以来未将模具作为产品得到应有的重视之外,还有下列几个主要原因:(1)科研开发及技术攻关投入太少.由于模具企业效益欠佳及对科研开发和技术攻关不够重视, 投入太少,科研单位和大专院校又将主要精力放在创收上,致使模具行业科技进步的步伐不大,进展缓慢.(2)人才严重不足.模具行业是技术密集,资金密集,劳动密集的产业,随着时代的进步和技术的发展,掌握和运用新技术的人才异常短缺,技术素质较高的模具设计,制造工艺技术人员,技术工人及企业管理人才也非常紧缺.尤其缺乏知识面宽,知识结构层次高的复合型人才.(3)缺少先进的技术设备力量.我国大部分模具厂,车间的模具加工设备陈旧,在役期长,精度差, 效率低.近年来也引进了不少先进的模具加工设备,但过于分散,或不配套,利用率一般仅有25%左右,设备的一些先进功能也未能得到充分发挥. (4)管理落后更甚于技术落后.技术落后往往容易看到,管理落后有时却难以意识到.国内外模具企业管理上的差距十分明显,管理的差距所带来的问题往往比技术上的差距更为严重.3我国模具CD/CAE/CAM/PDM发展目标和主要任务"十二五"期间,我国模具行业的主要目标是全面推广cAD/CAE/CAM/PDM/PDM技术,主要任务是:(1)开发拥有自主知识产权,适合于我国国情,具有较高水平的模具设计,加工及模具企业管理软件,不断提高软件的智能化,集成化程度,并推广应用.(2)研究模具的分类学及模具结构的参数规范,实现模具零部件的标准化,参数化,并形成模具CAD/CAM系统软件的支持软件;(3)实现3D一体化设计.目前的模具设计主要采用3D设计和2D设计相结合的方法,在开发中存在易出错,效率低,质量不易控制等问题,因此需要实现设计过程的全三维化.通过数据共享技术实现各阶段各种应用软件的有效集成,达到模具设计的一体化.一43—《电加工与模具}2010年增刊专稿(4)深入研究模具的整体优化技术,包括模具成本估算,模具的可装配性,模具的成形性及可靠性,集成到模具行业普遍采用的通用造型设计系统上,完成面向制造的模具CAD/CAE/CAM系统的开发.(5)研究模具设计,制造参数,通用,标准,参数化构件及由经验构成的专家系统,并使之形成模具CAD/CAE/CAM数据库.(6)加快PDM技术的发展,由单一的计算机信息管理扩展到"管理所有与产品相关的信息和所有与产品相关的过程的技术",实现产品数据的高度集成和共享.(7)促进我国模具骨干企业全面采用模具CAD/CAM/cAE/PDM生产技术.4产品和技术等方面的发展重点和重大课题4.1发展重点(1)三维CAD/CAM技术的研发.开发具有自主知识产权的模具CAD/CAE软件,达到国际先进水平.(2)国产模具CAE软件的功能升级,形成国际知名的自主品牌.(3)国产PDM系统的研发.完善功能,提高性能稳定性,加强推广应用.(4)模具数字化设计制造系统的研发.(5)模具CAD/CAE/cAM一体化技术推广应用.(6)逆向工程,并行工程,敏捷制造技术的研发及推广应用.(7)模具的集成,柔性及自动加工技术和网络虚拟技术的研发与推广应用.4.2重大课题(1)关键产品模具数字化设计制造系统研发,如冲压工艺设计系统,模具型面设计系统,成形分析系统,模具结构设计系统,模具CAM系统和冲压专家咨询系统的车身模具数字化设计制造系统.(2)适应于超级并行计算机和机群的高性能模具CAE求解技术.(3)模具CAE分析结果的数据挖掘及智能评估.(4)模具CAE与模具cAD/CAM的无缝集成.(5)面向模具制造的PDM系统研发与应用.(6)PDM与模具CAD/CAM/cAE的集成.一44一(7)基于网络环境CAD/CAE/CAM技术的模具异地协同设计与分析.(8)模具设计知识库系统研发.5我国模具CAD/CAE/CAM/PDM的发展建议(1)建议政府有关部门建立模具发展基金,用于模具行业共性技术的开发,研究和创新项目,并对"龙头企业"作重点支持.要在国家有关部门大力支持下,加强产学研合作,推进模具行业科技开发和技术攻关工作,组织行业内产学研重点单位分工合作, 联合工作,争取早出成果,多出成果,共同享受成果, 并使成果产业化,以迅速提高行业的技术水平.用电子信息工程等高新技术和先进适用技术来改造企业传统的生产模式,将先进技术转化为生产力. (2)建立服务体系,使中小企业广泛受益.模具行业除个别企业外都是中小企业,力量有限,特别是信息和技术开发方面更显力不从心,他们难以完全依靠自己的力量去独闯市场.如能建立针对广大中小企业的行业服务体系,特别是信息和技术服务体系,使广大中小企业从中受益,必将有利于行业的振兴与发展.(3)以企业为主体,发挥院校和科研单位作用,搞好产学研结合,尽快使成果产业化,并大力提高模具生产技术水平.(4)自主开发和引进.所谓引进,主要是引进已商品化了的CAD/CAE/CAM软件和设备,并对引进的软件加强二次开发工作.引进软件和设备的同时,相应的人员培训相当重要.欢迎订阅《电加工与模具》《电加工与模具》主要报道特种加工和模具制造领域的设计研究成果,工艺应用技术,使用维修经验,产品开发信息和行业发展动态等.《电加工与模具》为双月刊,国内外公开发行.请读者在全国各地邮局订阅,也可直接向本刊编辑部邮购.每期定价10元,全年6期共60元.邮发代号:28—36地址:苏州高新区金山路18o号邮编:215011电话:(o512)67274541传真:(0512)67778215。
注塑模CADCAECAM技术的发展和应用
从七十年代起，注塑模CAD / C AE / CAM 技术已成为当今世界的热门研充课题。
分散、零星的研究迅速发展为集中、系统的开发。
1987年澳大利亚Moldflow 公司率先推出商品化的二维流动模拟软件，在生产中发挥了作用。
而后在短短十年间，国际市场上便涌现击大量注塑摸CAD / CAE / CAM 商品化软件，下面列举在日本、欧美和我国较为流行的十家公司的软件。
1.美国AC-Tech 公司的注塑摸CAE 软件C-Mold该公司最新推出的CMold . 3 . 0 版本具有三个层次。
第一层次的软件用于初始阶段的设计，如优选注塑村料、选择标准模架、优化成型工艺参数、诊断注塑缺陷、平衡流道系统等，第二层次为单独运行的三维流动役拟与三维冷却分析软件，第三层次将流动、保压与冷却分析软件耦合起来，以便得到更为精确的分析结果，并用以分析制品出模后的变形和翘曲。
Ac-Tech公司还对K · K · Wang 教授所领导的美国康乃尔大学CIMP 组织的科研戌果进行推广应用。
2.澳大利亚Mold Flow公司的CAE 软件。
该软件包括流动移拟、冷却分析、应力分析和翘曲变形预测等程序。
3.德国IKV 研究所的CAD / CAE 软件CADMOULD ，该软件包括模具结构设计、模具强度与刚度分析、流动模拟及冷却分析等程序。
4.美国和意大利的P&G公司的CAD / CAE / CAM 软件TMCONCEPT 。
该软件包括注塑材料选择、成形工艺参数优化、模具成本优化、流动摸拟、冷却分析及型腔没计等程序。
5.美国SDRC公司的I- DEAS系统。
I-DEAS 原为通用机械的CAD / CAM 系统。
近几年来，该公司先后自行开发出冷却分析、流动模拟及翘曲分析等CAE 软件，并将它们与I- DEAS 集成，推出了塑料成型的I- DEAS系统。
6.美国麦道飞机公司的UGI软件。
UGⅡ本是通用的CAD / CAM 软件。
模具CAD／CAE／CAM的现状与发展趋势
模具CAD／CAE／CAM的现状与发展趋势模具CAD／CAE／CAM是制造行业的一个重要分支，它涉及产品设计、
模具制造、模具仿真、模具加工等各个环节。
近年来，随着世界经济的发
展和技术革新，模具CAD／CAE／CAM发展日新月异，现正迎来一次真正的
革命。
CAD是计算机辅助设计的缩写，它是一种非常先进的计算机辅助设计
工具，可以很大程度上提高产品的质量和效率。
CAD技术发展至今，在模
具设计领域的应用也越来越广泛。
目前，CAD技术已成为模具设计不可或缺的工具，它可以帮助模具制
造企业提高模具设计质量，提高模具制造效率。
比如针对模具异型加工，CAD技术可以帮助模具制造企业准确地确定模具的设计参数，为模具制造
流程提供理论支持。
除了提高模具设计和制造的效率，CAD还可以带来更多优势。
比如，
模具CAD可以更好地实现虚拟模具设计，从而减少模具设计中的错误；模
具CAD可以更好地实现快速原型设计，从而缩短产品开发周期。
此外，随着计算机技术的发展，CAD技术也将迎来新的发展趋势。
未来，CAD技术将会越来越强大，模具设计制造的智能化程度也会不断提高。
模具CADCAECAM的应用及发展前景
<<模具 CAD/CAE/CAM 的应用及发展前景>>课题论证报告经过反复思考之后，我还是选定了这个题目作为这次的自然辩证法论文题目，因为本科期间我学的就是模具设计制造专业，毕业设计也是用CAD绘图软件绘的零件图以及装配图，在加之现在硕士期间研究方向也是CAD/CAE/CAM技术,所以这个方向了解的还算比较多，写起来也稍微比较容易，也很符合论文要求。
背景和意义：国外模具 CAD/CAM 技术的研究始于上世纪 60 年代，到 70 年代已经研制出了模具 CAD/CAM 的专门系统，推出了面向中小型企业的 CAD/CAM 的商业软件，可应用于各种类型的模具设计和制造。
1973 年，美国的 DIE COMP 公司率先研制成功 PDDC 连续模系统。
1977 年，捷克斯洛伐克金属加工工业研究所研制成功 AKT 冲模 CAD 系统。
1978 年，日本机械工程实验室建立 ME1 连续模设计系统。
1979 年，日本旭光学工业公司研究成功的冲空模和弯曲模 PENTAX 的 CAD 系统。
1985 年，日本 NISSIN精密机器公司采用了冷冲模 CAD/CAM 系统。
到 80 年代末，美国、日本等工业发达国家的模具生产已有近 50%采用了 CAD/CAM 技术。
近二十多年来，随着计算机硬件的不断提升，工业发达国家的 CAD/CAM 技术不断创新、完善、逐步发展，已经形成一个从研究开发、生产制造到推广应用和销售服务的完整的高技术产业。
国外在上世纪60 年代开始开发有限元进行软件，1976 年发行了第一套流动分析软件。
利用 CAE 技术可以在模具加工前，在计算机上对整个成型过程进行模拟分析，减少甚至避免模具返修报废、提高模具质量和降低成本等。
目前国外的模具CAE 技术已经相当成熟，完全走向实用化阶段，并取得了显着效果。
国外着名的 CAE 软件有 NASTRAN、ADINA 、ANSYS、 ABAQUS、MARC、COSMOS 等。
CAD／CAM／CAE在模具设计中的应用
CAD／CAM／CAE在模具设计中的应用摘要模具是工业生产中的基础工艺装备，也是发展和实现少无切削技术不可缺少的工具。
在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯行业中，有60%-80%的零部件都需要模具加工，轻工制品的生产中应用模具更多，因此模具行业有“百业之母”的美誉。
本文论述了我国模具行业的概况及其近年来所取得的成绩，对国内外模具CAD/CAE/CAM技术的发展历程和现状作了简单概述，最后总结出模具CAD/CAE/CAM的专业化、标准化、集成化、智能化、虚拟化、网络化的发展趋势，以及在塑料模具设计中的应用现状。
正文一、模具CAD/CAE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。
CAE：(Computer Aided Engineering)即计算机辅助工程技术，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，是实现模具优化的主要支持模块。
对于模具CAE来讲，目前局限于数值模拟方法，对未来模具的工作状态和运行行为进行模拟，及早发现设计缺陷。
二、模具CAD/CAM发展概况模具CAD/CAM的发展状况符合通用CAD/CAM软件的发展进程。
目前通用CAD/CAM软件的发展现状如下：CAD技术经历了二维平面图形设计，交互式图形设计、三维线框模型设计、三维实体造型设计、自由曲面造型设计、参数化设计、特征造型设计等发展过程。
近年来又出现了许多先进技术，如变量化技术、虚拟产品建模技术等。
随着互联网的普及，智能化、协同化、集成化成为CAD技术新的发展特点，使CAD技术得以更广泛的应用，发展成为支持协同设计、异地设计和信息共享的网络CAD。
三、模具CAD/CAM的优越性模具CAD/CAM的优越性赋予了它无限的生命力，使其得可以迅速发展和广泛应用。
无论在提高生产率、改善质量方面，还是在降低成本、减轻劳动强度方面，CAD/CAM技术的优越性是传统的模具设计制造方法所不能比拟的。
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。
CADCAM技术现状和发展趋势14
CAD/CAM技术在我国的应用现状和发展趋势前言目前, 随着CAD、CAM、CAPP、CAE、CIMS等技术的出现和发展, 产品设计和制造的整个过程都可以由计算机辅助完成。
特别是CAD技术, 从二维绘图向三维仿真模型发展的基础上, 逐步发展成熟的零件结构设计和分析、有限元分析、虚拟装配及仿真、数控加工与仿真等许多计算机辅助功能, 使CAD/CAE/CAM等逐步集成为综合的计算机辅助设计、制造和管理系统。
当今的机械制造业已不是传统意义上的机械加工，而是集机械、电子、光学、信息、材料、生物、能源、管理等学科的最新成就为一体的新技术综合体系，世界各国的经济竞争，也主要体现在先进制造技术的竞争上，先进制造技术的发展已成为当代国际间科技竞争的重点。
在这种新形势下，我国机械制造业面临着巨大的挑战和机遇，机械制造中综合应用的CAD/CAM 技术，曾为制造业提供了强有力的技术支持，它的应用现状及发展趋势必将对我国的机械制造业产生深远的影响。
模具、材料等领域对CAD/CAM技术要求也日益提高，CAD/CAM 技术的使用, 极大地提高了产品质量, 加速了产品的开发, 缩短了从设计到生产的周期, 缩短了产品的上市周期, 实现了产品设计的自动化, 使设计人员从繁琐的绘图中解放出来, 集中精力进行创造性的劳动。
所以“C”系列的计算机辅助技术已开始逐步占据制造业市场，为企业实现自动化生产做出巨大贡献。
一、CAD/CAM基本介绍CAD是指计算机辅助设计(Computer Aided Design)，即利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。
它不仅促使了生产模式的转变，同时也促进了市场的发展。
目前，CAD/CAM技术已经在许多领域中得到应用，这里只讨论在制造业中的应用。
在计算机辅助下进行设计与传统的以人为核心的设计明显不同。
根据产品开发计划和对产品功能的要求，不再仅仅是依靠设计者个人的知识和能力去设计，而是运用包括设计者本人和存储在计算机中的多种知识，在CAD系统和数据库的支持下进行工作。
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<<模具 CAD/CAE/CAM 的应用及发展前景>>课题论证报告经过反复思考之后，我还是选定了这个题目作为这次的自然辩证法论文题目，因为本科期间我学的就是模具设计制造专业，毕业设计也是用CAD绘图软件绘的零件图以及装配图，在加之现在硕士期间研究方向也是CAD/CAE/CAM技术,所以这个方向了解的还算比较多，写起来也稍微比较容易，也很符合论文要求。
背景和意义：国外模具 CAD/CAM 技术的研究始于上世纪 60 年代，到 70 年代已经研制出了模具CAD/CAM 的专门系统，推出了面向中小型企业的 CAD/CAM 的商业软件，可应用于各种类型的模具设计和制造。
1973 年，美国的 DIE COMP 公司率先研制成功 PDDC 连续模系统。
1977 年，捷克斯洛伐克金属加工工业研究所研制成功 AKT 冲模 CAD 系统。
1978 年，日本机械工程实验室建立 ME1 连续模设计系统。
1979 年，日本旭光学工业公司研究成功的冲空模和弯曲模 PENTAX 的 CAD 系统。
1985 年，日本 NISSIN 精密机器公司采用了冷冲模 CAD/CAM 系统。
到 80 年代末，美国、日本等工业发达国家的模具生产已有近 50%采用了 CAD/CAM 技术。
近二十多年来，随着计算机硬件的不断提升，工业发达国家的CAD/CAM 技术不断创新、完善、逐步发展，已经形成一个从研究开发、生产制造到推广应用和销售服务的完整的高技术产业。
国外在上世纪 60 年代开始开发有限元进行软件，1976 年发行了第一套流动分析软件。
利用 CAE 技术可以在模具加工前，在计算机上对整个成型过程进行模拟分析，减少甚至避免模具返修报废、提高模具质量和降低成本等。
目前国外的模具 CAE 技术已经相当成熟，完全走向实用化阶段，并取得了显着效果。
国外着名的 CAE 软件有 NASTRAN、ADINA 、ANSYS、 ABAQUS、MARC、COSMOS 等。
我国模具 CAD/CAM 技术开始于 20 世纪 70 年代末，与国外相比尚有一段距离，但目前也趋于成熟，并在模具生产企业得到广泛应用。
特别是 20 世纪 80 年代后期，我国进入了CAD/CAM 技术迅猛发展的时期，各大院校和科研单位不仅自主研发适合国情、专业化极强的 CAD/CAM 实用系统，也引进国外先进 CAD/CAM，同时在国外的 CAD/CAM 系统之上进行二次开发。
如吉林大学依托一汽对汽车覆盖件 CAD/CAM 系统的研究已经取得显着成效，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征的级进模 CAD/CAM 系统 HMJC，上海交通大学为瑞士法因托（Finetool）精冲公司开发成功精密冲裁级进模 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，这些CAD/CAM 系统的研发促进了国内模具行业快速发展。
经过这十几年的发展，我国模具CAD/CAM 软件的开发水平也逐渐接近国外先进水平。
在政府的大力支持下先后出现了一批先进的模具 CAD/CAM 示范企业，高校和企业也培养了一大批模具 CAD/CAM 软件开发及应用人才。
但总的来说，我国目前模具 CAD/CAM 软件不管是从产品开发水平还是从商品化、市场化程度都与发达国家有不小的差距。
随着有限元技术的快速发展，早在上世纪 80 年代，国内就有一批科研单位和高校投入有限元技术的研究、开发和应用中。
在此背景下，国内相继取得了可喜的成绩，如：大连理工大学的 JIFEX，郑州机械研究所的紫瑞，北京农机学院的有限元分析系统。
在模具 CAE 方面：如湖南大学的冲压 CAE 系统，华中科技大学冲压成型快速分析软件 FASTAMP，清华的铸造 CAE 分析软件 FTStar，华北工学院的铸造分析软件 CASTsoft 等，但是与 CAD/CAM 系统的集成度相对较弱。
研究综述：模具是工业生产中的基础工艺装备，也是发展和实现少无切削技术不可缺少的工具。
在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯行业中，有 60％-80％的零部件都需要模具加工，轻工制品的生产中应用模具更多，因此模具行业有“百业之母”的美誉。
模具生产的工艺水平及科技含量的高低，直接影响到工业产品的发展，它在很大程度上决定着产品的质量、企业的效益、新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力，因此模具生产的工艺水平及科技含量的高低已经成为衡量一个国家工艺水平和产品制造水平的重要标志。
随着模具CAD/CAE/CAM 技术的广泛使用，模具生产的工艺水平和科技含量将有质的飞跃。
因而如何将模具与CAD/CAE/CAM有机结合起来具有深远意义。
要完成的内容：在本科期间，我的毕设题目是“上罩塑料件注射模的设计”。
这个就需要CAD绘图软件来逐步绘制它的零件图和装配图，在这个部分，我主要完成了以下内容：1塑件的原材料的分析2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析2.1结构分析2.2尺寸精度分析2.3表面质量分析2.4计算塑件的体积和重量2.5塑件注射工艺参数的确定3 注射模的结构设计3.1型腔数目的确定3.2型腔的分布3.3分型面的设计3.4浇注系统设计3.4.4 剪切速率的校核3.4.5 主流道剪切速率校核3.4.6 浇口剪切速率的校核3.5成型零件结构设计4.3.2 高温喷嘴向模具的接触传热4.3.3 注射模通过自然冷却传导走的热量4.4模具闭合高度的确定4.5注射机有关参数的校核4.5.1 由锁模力选定注射机4.5.4 塑化能力的校核5 抽芯结构设计5.1 抽芯距离的确定与抽芯力的计算:5.2 斜导柱设计5.3 滑槽的设计5.4 楔紧设计5.5 滑块定位设计6. 绘制模具总装图7. 注射模的试模研究思路和方法：首先考虑产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核。
其次通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。
最后用CAD设计一副注塑模具来生产上罩塑件产品，以实现自动化提高产量。
针对上罩的具体结构，该模具是侧浇口的单分型面注射模具。
通过模具设计表明该模具能达到上罩的质量和加工工艺要求。
具体设计为：材料选用ABS；注射机选SZ-200/60。
型芯型腔分别安装在定模固定板和动模固定板上，型腔分别位于型腔板的上、下面上；分流道设在型腔板两端面上；选用导柱导向机构；下层的塑件通过顶针推动顶针固定板从型芯上脱出，上层的塑件通过拉料板使其从型芯上脱出，通过侧向联动开模机构实现脱模。
创新点及主要观点：我的毕业设计中，在设计交口的时候，并没有采取以前直角式的固有的模式，而是采取圆角式的，经过这样改进后，就能防止在塑料进行高速冲压的时候形成紊流，致使塑料冲料不完整，导致不合格的结果。
在设计一模几腔的时候，也充分考虑塑料的种类以及冲料的压强，合理选择型腔的个数，以代替以前的经验公式从而选择型腔的个数。
我在考虑老师的建议之后，也充分发挥自己的想象力，形成我自己关于模具的观点。
例如在设计型腔的时候究竟先落料还是先冲孔的问题。
模具CAD/CAE/CAM的发展前景：1模具 CAD/CAE/CAM 技术的专业化程度显着提高CAD/CAE/CAM技术的专业化程度显着提高任何一种模具软件不可能包罗万象，完全能适应不同的模具产品、不同生产企业的需求。
这就要求有针对性的开发专用模具CAD/CAE/CAM 系统软件，或者根据模具生产企业自身的特点对软件系统进行开发。
这样才有可能一切从实际出发，最大的发挥出软件的潜能，充分利用好企业自身的设备，制造出高质量的模具产品。
随着模具工业的快速发展，各大主要软件开发商和有独立科研实力的企业已经开始有针对性地开发专用模具 CAD/CAM 实用软件系统，并取得了巨大的经济效益。
如：专用的进级模系统 NX-PDW，专用的塑料注射模系统 MoldWizard，专用的锻压模系统的AutoMolder，此外Misslelsoftware 公司的注射模专用软件 TopMold 和级进模专用软件 TopProgress、日本 UNISYS 株式会社的塑料模设计和制造系统的CADCEUS 等。
这些专用模具软件的产生，大大的提高了模具设计人员的工作效率，让模具设计人员从繁琐的劳动中解放出来，进行创造性的设计活动。
2模具 CAD/CAE/CAM 技术的标准化势在必行标准零件库中的零件在模具 CAD 设计中可以随时调用，并采用 GT（Group Technology，成组技术）生产。
非标准零件库中存放的零件，虽然与设计所需结构不尽相同，但利用系统自身的建模技术可以方便地进行修改，从而加快设计过程，使典型模具结构库在参数化设计的基础上实现。
数据的传递、转化成为企业之间、企业与客户之间、软件之间、软件与设备之间进行信息传递的最大障碍。
在CAD/CAE/CAM 软件系统中也存在这样的问题，为保障数据在传递、转化的过程中不丢失建立数据转换的标准显得非常重要，这样可以模具CAD/CAE/ CAM 软件系统内部的信息交流成为整体，从而真正意义上实现了模具制造信息传递的畅通。
3模具 CAD/CAE/CAM 技术的集成化是必然趋势国内模具制造企业虽然也采用了 CAD/CAM/CAE 技术，但模具的设计尚未形成成熟的理论指导和设计体系，各类设计工具更多的表现为单一学科的软件化，其相互集成也是以软件接口实现的数据集成。
模具 CAD/CAE/CAM 技术与 GT、CE（Concurrent Engineering）、CAE、 CAPP（Computer Aided Process Planning）、PDM（Product Data Management）等技术密切相连，组成一个有机的整体，建立一个统一的全局模具产品数据模型，在模具开发、模具设计中，提供全部的信息，使信息共享、交换处理和反馈，它综合了计算机技术，系统集成技术，并行技术和管理技术，最终将发展成为 CIMS（Computer Integrated Manufacture System，计算机集成制造系统）。
预期效果：随着市场的国际化，竞争将愈演愈烈，短周期、高质量、长寿命的模具是模具行业和用户的追求，这必将使模具 CAD/CAE/CAM 技术全面深入地应用于模具行业中，同时与并行工程、精益生产、敏捷制造等多种生产模式的结合日益密切，最终使模具行业发生重大变革。
有了目前这些应用和发展趋势，我相信模具CAD/CAE/CAM这个方向的发展前景一定会特别的好现在我们学习人员所需要做的就是认真学习基本知识，为以后更加深入的研究做好准备工作。