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试析模具的制造及CAD/CAE技术的应用

[摘要]作为一种高附加值和高技术密集型工业,模具工业已成为当今工业展开的基础。而模具工业展开的要害首要依托抢先技术的运用,这篇文章在介绍了模具制造技术的性质和特征的一同,试析现代模具方案、制造中运用的各种抢先制造及CAD/CAE技术的运用,提示了其时模具制造领域的展开方向。 
　　[要害词]模具制造方案 CAD/CAE技术 

　　一、模具制造技术的性质和特征 

　　模具的制造和运用办法形式多样,技术含量高,出产技术一同,所牵系的出产要素多,运用方案广等几方面。除此之外,模具制造技术对出产者的业务才干和工作实质都有很高的需要。模具制造技术具有以下两个方面的缘由特征:一,模具是单件出产的产品,即模具是根据制品之间的方案需要进行和制造的专用成型东西;二,模具制造的要害首要是制造凸模、凹模及有关成型零件的专门技术,以及模具制造技术进程的优化方案与高度节约疑问。 

　　二、模具方案,加工的几种技术 

　　1.高速加工技术 
　　高速加工概念起源于德国切削物理学家Carl Salomon,他以为在常规切削方案内切削温度跟着切削速度的增大而升高,当切削速度抵达临界切削速度后,切削速度再增大,切削温度反而降低,然后大大地减少加工时间,成倍地前进机床的出产率。高速加工的特征及在模具工业中的运用: 
　　加工功率高由于切削速度高,进给速度一般也前进5-l0倍,这样,单位时间材料切除率可前进3-6倍,因此加工功率大大前进;切削力小高速加工由于切削速度高,切屑流出的速度快,减少了切屑与刀具前面的抵触,然后使切削力大大降低;热变形小高速加工进程中,由于极高的进给速度,95%的切削热被切屑带走,工件底子坚持冷态,这样零件不会由于温升而致使变形;加工精度高高速加工机床激振频率很高,已远远超出“机床-刀具-工件”技术系统的固有频率方案,这使得零件几乎处于“无振动”情况加工,一同在高速加工速度下,积屑瘤、表面剩下应力和加工硬化均遭到克制,因此用高速加工的表面几乎可与磨削对比。 
　　另外,简化技术流程由于高速铣削的表面质量可达磨削加工的效果,因此有些场合高速加工可作为零件的精加工工序,然后简化了技术流程,缩短了零件加工时间。高速加工是以高切削速度、高进给速度和高加工精度为首要特征的加工技术。其工件热变形小,加工精度高,表面质量好;非常适宜模具加工中的薄壁、刚性较差、简略产生热变形的零件,可以直接加工模具中运用的淬硬材料,特别是硬度在HRC46～60方案内的材料。 
　　2.逆向工程技术 
　　按照传统的产品开发流程,开发进程是市场调研一概念方案一总体方案一具体方案一拟定技术流程一方案工装夹具一加工、查验、装置及功用检验一结束产品。即从“方案思路一产品”的产品方案进程,这被称为正向工程或顺向工程。模具工业中的逆向T程运用大致可分为以下几种情况: 
　　在没有方案图样以及方案图样不完整或没有CAD模型的情况下,在对零件原型进行测量的基础上构成零件的方案图样或CAD模型;某些难以直接用核算机进行三维几何方案的物体,其时常用黏土、本材或泡沫塑料进行初始外形方案,再通过逆向工程将什物模型转化为三维CAD模型;我们常常需要对已有的产品进行有些批改。原始方案没有三维cAD摸的情况r,运用逆向工程技术建立C A D模型,再对CAD模型进行批改,这将大火缩短产品改型周期,前进出产功率。
三、 CAD/CAE技术的运用 

　　模具方案是随工业产品零件的形状、标准与标准精度表面质量需要以及其成型技术条件的改动而改动的,所以每副模具都有必要进行创造性的方案。模具方案的内容包括产品零件成型技术优化方案与力学核算和标准与标准精度判定与方案等,因此,模具方案常分为制件技术分析与方案、模具全体方案方案、全体方案方案、施工图方案四个时间。CAD/CAE,核算机辅佐方案和辅佐工程,它包括概念方案、优化方案、有限元分析、核算机仿真、核算机辅佐绘图和核算机辅佐方案进程处理等。运用CAD技术可以方案出产品的大体方案,再通过CAE技术进行方案分析、可行性评估和优化方案。选用模具CAD/CAE集成技术后,制件一般不需要再进行原型试验,选用几何外型技术,制件的形状能精确、逼真地显如今核算机屏幕上,有限元分析程序可以对其力学性能进行检测。借助于核算机,自动绘图代替了人工绘图,自动检索代替了手册查阅,快速分析代替了手工核算,使模具方案师能从繁琐的绘图和核算中解放出来,集中精力从事比方方案构思和方案优化等创造性的工作。在模具投产之前,CAE软件可以猜想模具方案有关参数的正确性。 
　　其时,世界上大型的CAD/CAE软件系统,如Pro/ENGINEER、UG、Solidworke、Alias等,都供应了有关产品前期方案的系统模块,我们称之为工业方案模块或概念方案模块。例如,Pro/ENGINEER就包括一个工业方案模块——ProDesign,用于支撑自上而下的投影方案,以及在凌乱产品方案中所包括的许多凌乱任务的自动方案。此模块东西包括概念方案的二维非参数化的装置方案编辑器。这些系统模块的运用大大减少了方案师的工作量,节约了工作时间,提高了工作功率,使方案师把更多的精力用在新产品的开发及立异上。 

　　四、结束语 

　　跟着时代的展开,模具制造业全球化是展开的必然趋势,其比赛不断加剧,使其时模具制造业面临极大的应战,这一应战首要来源于商场和技术两大方面。每个技术单元一同面向商场和合作伙伴,有必要活络地进行重组和集成,抵达优势互补。高速切削、逆向工程、快速成形技术与CAD/CAE/CAM/RP虚拟环境的集成可使方案概念转换为产品的时间缩短几倍乃至几十倍,构成一个快速产品开发及其模具制造的概括系统,可以完成从产品的方案、分析、加工到处理的活络经济的组织办法,运用CAD/CAE技术,推动模具制造技术快速展开。