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摘要：

CAD/CAM技術較傳統技術有著不可或缺的優點，并在模具生產和制造中得到了廣泛應用，提高了生產效益。本文主要闡述CAD/CAM在高精密模具設計與制造中的應用。

關鍵詞：

CAD/CAM技術；模具設計與制造；高精密模具

隨著我國經濟的快速發展，第二產業也在迅速發展。人們的生活水平提高了，不僅對所需產品的性能有了高要求，對產品的外觀也越來越重視。所以，這就對模具設計與生產提出了更高的要求。產品的更新換代速度之快，產品的外觀越來越得到消費者的關注。因此，這就需要模具設計與制造緊隨大眾需求，不斷更新技術手段，提高速度，設計新穎，且生產成本不可太高，要面向普通消費者的支付水平。一些知名企業通過應用CAD/CAM技術，同時結合自身先進的管理經驗，使得他們在如今競爭相當激烈的社會立于不敗之地。CAD/CAM技術是計算機輔助設計和計算機輔助制造技術，已經比較成熟和完善。該技術能夠很好地處理各種數據編程問題和一些形狀模具的造型。因此，產品的質量得以提高，造型多樣，復雜的編程問題得到解決，很大程度上縮短了產品的生產周期和設計時間，提高了生產效率，進而提高了生產效益。于是，該技術廣泛應用于數控加工和模具設計方面。

1CAD過程

1.1將現有客戶提供的CAD數據模具轉化為所需圖形

在生產模具過程中，一些客戶根據自己的需求設計產品的外觀，但是其中往往存在一些問題。如果客戶使用的設計軟件和企業使用的不一致，圖紙的交流就會產生問題。而CAD程序中包含著多種數據庫，可以借助幾何體轉換，轉換成相關數據，最終被模具企業讀取然后利用。CAD的這一特點是其他程序所不具備的，正因如此，它才被廣泛利用。

1.2在設計圖形中直接利用CAD/CAM技術

隨著科學技術的快速發展，CAD/CAM技術在模具的生產制造過程中得到了廣泛應用。企業生產的基本過程是對某一要生產的產品進行市場調查，當符合要求后下達生產決策，根據生產計劃進行生產。當然，其中模具設計工作人員需運用CAD工作站對模具進行一系列分析創造和計算，最后還要對產品的性能進行預測，以減少設計者工作量，有更多的時間進行創作工作。

2CAM過程

2.1集成制造CAD/CAM技術

根據模具的制造運行過程，建立相應的圖形數據庫。單一的圖形數據庫的建立是模具CAD/CAM系統的重點。如果CAM階段能夠對CAD階段的設計圖形完全吸收，這樣可以減少中間的時間誤差，CAM與CAD能夠自如傳遞數據和轉換。同時，可以利用計算機能夠反復優化的特點，不斷優化模具的相關因素，如模具結構性能和液體流速等，同時還可以修改模具中溫度及其分布情況。加工前做好必要的預備工作，就可以在工作中減少不必要的損失，堅守工作時間，提高效率，同時提高模具的加工精度。CAD/CAM軟件的使用對象比較廣泛，是參數化造型和統一的數據庫。它覆蓋了設計的各個方面的特點，為模具的集成發展提供了一個良好的平臺。

2.2在模具高速加工中應用CAD/CAM

高速加工理念于60年前被提出，已有了一定的發展。在高速加工技術中，主軸速度和刀工直徑對它有一定的作用，同時影響高速加工的因素還有刀具壽命切割材料和加工工藝。根據主軸的加工速度分為高速加工和非高速加工。當主軸速度達到12000r/min以上為高速加工，主要是加工大型汽車的覆蓋件模具。之前采用的加工方式被稱作是傳統加工方式。與傳統模具加工方式相比，高速加工有著很明顯的優勢。具體可以從以下幾個方面進行概括：首先，模具表面的質量得到了一定加強；其次，相對于之前復雜的模具加工過程，高速加工可以使復雜的工序簡單化，從而大大降低加工成本；最后，高速加工可以加快模具的制造速度，更便于模具的修復工作。鑒于高速加工和傳統加工方式的不同，相對應的高速加工在加工工藝以及數控指令等方面存在很大的區別。進一步說，也就是應用CAM系統在攻速加攻的系統中，對其相應的特使要求必須滿足下列條件：具有全程自動刀柄干涉檢查和自動防過切處理能力。此外，快速編程、刀具進給功率優化都必須跟隨高速加工同時提升。人員配備方面，高速加工也有著更加苛刻的要求。編程人員必須具有豐富的加工經驗以及與高速加工相對應的加工策略。

2.3CAD/CAM在生產過程管理中的應用

一般來說，加工系統所應用的CAD/CAM技術都是在特定環境中工作的。這個環境一般由個人計算機或者小型計算機終端組成。這也就決定了在這個環境中可以應用FMS管理系統軟件對加工過程進行實時監控跟蹤管理。例如，在實際生產過程中，對于此項技術的應用一般有外購件的采購狀況、流轉零件在不同階段的加工狀態、加工質量以及加工效率等。通過這個過程，有利于我們對零件加工以及外購件采購等進行實時監控，從而了解加工狀態，為降低成本、增加效率提供更多的可能性。完善的材料清單生成是生產過程中必不可少的環節。所謂材料清單生成，就是將所有原材料或者外購件庫存進行統一規劃，以做到在系統中實時監控，進而確定加工工藝路線，跟蹤加工過程，準確錄入停工待料時間、機床運轉時間以及人員等待時間，從而計算出加工過程中所產生的無用功，消除等待以及浪費，提升加工效率，降低成本。

2.4CAD/CAM對模具的檢測作用

對于模具的檢測，傳統的測量方式都是采用可移動式三坐標測量儀進行測量。在高速加工這一新的背景下，模具的測量過程也與之前的傳統測量方式有著很大的差別。新的加工模式一般采用三坐標測量儀與CAD/CAM進行配合的測量方式進行模具的測量工作。這兩者之間有著很大差別。一般來說，CAD/CAM系統的測量空間為3250mm×2090mm×1370mm，三坐標測量儀的精度為0.015mm，最大測量質量為40t塑料模或者沖模零件。鑒于測量儀測量精度的重要性，如何保證測量儀的測量精度長期穩定在較高范圍內，成為我們不得不重視的問題。通常，我們把測量儀放在恒溫20°的機房中。為了避免灰塵以及震動對測量儀的影響，機房需要與外界環境隔絕；安裝時，也必須在質量為100t的由氣墊支撐的混凝土支座上進行安裝。三坐標測量儀的主要作用除了檢測模具的品質外，還可以對加工過程進行檢測，也就是對零件加工過程中的各工序的質量進行檢測。通過這種檢測，可以了解所需的幾何形狀如何更精確地加工。一般來說，在模具加工過程中需要檢測兩次，一次是沖壓工序前，一次是沖壓之后。兩次檢測過程要對上、下模型腔的狀態，通過理論計算厚度的方式踐行測量，從而達到對模具制造過程的全面檢測。

3結語

現代加工制造技術已經逐漸脫離原始的人工加工進入到計算機智能加工時代。CAD/CAM技術作為現代模具加工技術最常用的技術，將分析、設計、制造以及生產融為一體，在模具加工的精度、檢測以及效率等方面起到了巨大作用。隨著CAD/CAM技術的不斷進步，相信會為模具制造帶來更多的變革。

作者：呂孟春 單位：永州職業技術學院

參考文獻

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