计算机辅助制造技术CAM的应用实例

计算机辅助制造技术CAM的应用实例

【摘要】随着现代工业技术的飞快发展，塑料的广泛应用，使得塑料模具迅速的发展，特别是注射模的发展更是突飞猛进，并越来越向大型、精密、复杂及长寿命方向发展。这就给塑料注射模的现代技术——CAD/CAM/CAE发展创造了良好的条件。有效的利用CAD/CAM/CAE技术，对塑料注射模一体化的开展和应用具有重要的意义。结合风扇叶片注射模设计制造案例，阐述运用CAD/CAM/CAE技术完成一副注射模的全过程。

【关键词】注射模 pro/Engineer cimatron moldflow CMM三坐标检测

CNC计算机数字控制（即数控加工） EMX模具专家系统

一、引言

模具行业是制造业中的一项基础产业，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。

二、模具CAD/CAE/CAM技术的概念

CAD/CAE/CAM，是60年代以来迅速发展起来的一门新兴的综合性计算机应用技术，是设计人员在计算机系统的辅助与帮助下，根据一定的设计流程进行产品设计的一项专业技术。

模具CAD/CAE/CAM技术具体就是模具设计人员和组织模具产品制造的工艺设计人员在CAD/CAE/CAM系统的辅助下，根据模具的设计和制造流程进行设计和制造的一项新技术。是人的智慧、创造力与计算机软硬件功能的巧妙结合。

设计人员通过人机交互操作方式进行产品设计构思，直观、形象的建立集合模型，快速准确地进行性能分析和计算，进而利用专用信息库（数据库和图形库）进行结构设计、模具设计、编制工程图。

模具CAD/CAE/CAM也可以理解为以计算机作为主要技术手段，处理各种数字信息和图形信息，辅助完成模具产品设计和制造中的各项活动。

➢CAD是英文Computer Aided Design之简写，即计算机辅助设计，是人和计算机相结合，各尽所长的新型设计方法。

➢CAE是英文Computer Aided Engineering之简写，即计算机辅助工程，是利用计算机对塑料零件整个成型过程进行仿真模拟，并对其成型过程

进行优化的方法。

➢CAM是英文Computer Aided Manufacturing之简写，即计算机辅助制造，是利用计算机对零件进行CNC加工制造的方法。

三、常用的CAD/CAM/CAE软件介绍

Pro/Engineer软件是美国参数技术公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/Engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。是现今主流的

CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域。

Cimatron是著名软件公司以色列Cimatron公司旗下产品，自从Cimatron 公司1982年创建以来，它的创新技术和战略方向使得Cimatron有限公司在CAD/CAM领域内处于公认领导地位。作为面向制造业的CAD/CAM集成解决方案的领导者承诺为模具、工具和其它制造商提供全面的，性价比最优的软件解决方案。

Autodesk Moldflow Adviser是欧特克公司开发的一款用于塑料产品、模具的设计与制造的ＣＡＥ软件，为客户提供了一个简便易用的工具，使其能够在加工制造前对设计方案进行模拟评估以及优化处理。减少潜在的设计失误，缩短产品的开发周期，降低开发成本。为企业产品的设计及制造的优化提供了整体的解决方案，帮助工程技术人员轻松的完成整个流程中各个关键点的优化工作。四、应用实例

下图为一电风扇图形，零件厚度0.5mm,材料ABS，年产15万件。需对其进行注射模具设计制造。

塑件工艺分析

➢该塑件尺寸较小但叶片形状较不规则，加工难度大，叶片部位成型较为

困难。

➢塑件为批量生产且塑件的表面质量要求较高。为了加工和热处理，降低成本，该塑件采用镶块式结构。

◆下图为该注射模具普通流程与CAD/CAM/CAE一体化技术流程对比示意图。

注射模生产流程

注射模CAD/CAM/CAE一体化技术流程

由该流程图可以看出，由于风扇零件具有较为复杂的曲面结构，普通的工艺流程从设计到制造面临了相当大的困难，为了达到零件图纸的要求无疑在各个生产流程上增大了技术工人的工作量，导致了模具整个生产周期较长。

然而采用CAD/CAM/CAE一体化技术流程始终以塑料件的3D模型为中心，模具设计、CAE模拟分析、模具CNC加工、以及模具CMM（三坐标）检测、塑料件CMM检测都完全基于这些塑料件3D模型的传递，从而消除了二维图纸传递几何信息的不准确性，使最终生产的塑料件和设计者的意图保持高度一致。还使得整个生产流程易于实现自动化生产，从而大幅度降低了技术工人的工作量，并能有效提高模具整个生产周期。

◆如下所示为该套注射模采用CAD/CAM/CAE一体化技术流程详解

1.零件造型、模具设计

利用pro/Engineer软件对该零件进行造型，可以快速并准确得到零件3D 图纸以及零件的各种参数，如塑料件的质量、质心、面积等。在pro/Engineer 软件中，对于模具设计也是相当方便快捷的，可直接通过3D图纸及所得到的参数进行注射模具初始设计。无论是工作零件还是结构零件均可以利用

pro/Engineer软件中ＥＭＸ（模具专家系统）模块来迅速完成所需设计。由于pro/Engineer软件采用的是参数化设计的思路，所以无论是零件造型还是模具