浅析CAD/CAE/CAM技术在现代塑料模设计制造中的应用

王宏亮(四川省服装艺术学校,四川南充 637000)



浅析CAD/CAE/CAM技术在现代塑料模设计制造中的应用

王宏亮
(四川省服装艺术学校,四川南充 637000)

【摘 要】随着社会经济的不断发展,我国塑料行业的发展也越来越快,尤其是在计算机技术的促进下,塑料模的制造以及设计方面有了很大的进步,彻底改变了以往较为传统的模具制造及设计方式,这在一定程度上也使得我国塑料技术有了新的发展方向。本文将重点探讨一下在现代塑料模设计制造中CAD/CAE/CAM技术的有效应用。

【关键词】塑料模 设计制造 应用

塑料工业的发展在近几十年来非常迅猛，其实在十多年以前塑料的年产量就已经远超于有色金属以及钢铁的年产量总合，现阶段塑料制品在航天航空、仪表、机电以及汽车等行业及人们生活有关的领域当中得到了了很好的应用。而且在整个模具行业当中塑料模具的地位非常重要。依照国内外目前的模具市场发展情况来看，在我国模具业进行有效调整以后，塑料模具的比例也会持续增大。

1 关于CAD/CAE/CAM

在现代的塑料模具的制造以及设计当中，CAE是应用计算机来将数值模拟的分析进行计算，以此对模型进行进一步的分析以及评估，从而有效的优化模具模型；CAD主要是应用计算机来进行绘图、实体建模以及几何设计等等；CAM指的是，将所设计的模具模型由CAE进行优化以及评估分析之后，其后在对刀具进行一系列的加工，轨迹就能生成，还能以此生成数控加工图的代码，从而对数控机床的加工进行控制。

2 塑料模设计制造中CAD/CAE/CAM的应用

上面对CAD/CAE/CAM已经简单的做了分析，下面我们来重点探讨一下在塑料膜的设计制造当中CAD/CAE/CAM的应用。

2.1 CAD技术的应用

在塑料模的设计制造当中，第一步就是设计塑料产品，设计者会应用电脑先建立一个产品三维模型，其后再依照产品当中的三维模型来对模具的结构进行设计与优化。而三维的CAD造型软件一般像CATIA、UG等都提供了一个非常便利的设计平台给设计师，而它们当中显示效果的逼真、编辑修改能力以及曲面造型的强大都能让设计者轻松的将自己设计意图表现出来，在最大程度上将自己所想的东西完整表现出来。并且其制品的体积以及质量等物理参数都会进行计算以及保存，也在一定程度上为后面将要进行的模具分析与设计打下一定的基础。于此同时，这一些软件也会有独立的设计模板，也能将模具的分型面工具很好的提供，即使成型的零件非常复杂也能自行生成，并且在标准的零件库、典型结构以及模架库当中的品种都非常的齐全，并且调用也相对较简单，也能方便添加，在一定程度上这一些功能将设计模具的时间有效缩短。

2.2 CAE技术的应用

以往传统的模具设计基本都是依照设计人员的经验以及直觉，在进行模具设计加工之后一般都会对其进行反复修正以及调试才会真正的投入生产当中，如果试模过程当中发现问题，那么不仅要将工艺的参数重新进行调整，还要对模具结构以及塑料制品等进行有效的修改，而这一种生产的方式对新产品的开发有一定的制约性。而在现阶段的模具设计技术当中，CAE技术能将这个问题有效克服。在塑料的设计过程当中，不仅应用CAE来分析模拟流动外，为了确保分析的结果准确度较高，还需要对模具实际的使用情况进行充分分析与考虑，以此使其模具的设计能有更大的参考价值，比如在对注射模进行设计的过程当中，不仅要应用Moldflow来分析塑料模具中所形成的结果，以此来选择一个最适合的设计方案以外，还需要对实际充模过程进行考虑，而模具本身因为在注射过程中所受到的压力导致出现变形情况，而且是型芯以及型腔的变化，在一定程度上会影响塑件形状，也与尺寸技术以及精度要求塑件能否满足有很大的关系。因此，在模具的注射过程中需要全面深入的分析模具的变化，要使实际情况能与分析的结果相符合。

2.3 CAM技术的应用

在CAD/CAE阶段时，模具的结果会应用这个阶段来对自身进行分析以及优化设计，要将在模具设计当中存在的错误及时消除，其后再应用CAM技术，自行生成NC代码，以此使数字化制造很好的实现。比如，在应用Pro/E设计注射模的时候，设计好的注射模模型必须要通过CAE的优化以及评估分析以后，再以此进行刀具轨迹的仿真以及生成，以此形成数控加工的代码，对数控机床的加工进行有效控制。而这一种方法会造成工艺、模具、造型的设计都将3D数据作为基础，以此使数据共享能够实现，设计效率不仅能有效提高，还能确保质量，使成本大幅度降低。

除此以外，也能应用CAM软件将注射模当中的CAM很好的实现，应用Pro/E所设计出来的注射模模型在经过CAE的优化以及评估分析之后，就能在Pro/E当中将有效的加工信息提取出来。MasterCAM作为一种数控加工当中常用的自动编程软件，主要是提供设定切削用量、规划加工路径以及选择刀具这些功能，以此将有关参数进行设置在编辑好了以后再将文件进行处理，这样就能自动生成一些加工程序并且在数控机床内进行传送，最后将零件加工工作完成。

在现代模具制造当中，发展趋势是尽可能将手工加工摒除，大力推行机械加工。现阶段在工厂当中，有一些现代化的设备比如多轴联动数控机床、模具雕刻机以及数控车站等都有非常广泛的应用空间，在这些设备当中，绝大部分的程序都是采用CAD/CAE/ CAM系统。操作人员需要依照规定的程序来安装操作机床、配备刀具以及装夹工件等。CAM技术的应用促进了数控加工技术的发展，同时也使模具技术快速的发展。对比传统的加工方法来说，CAM的优势就是简便，带给人们很好的便利，同时要使代码的调试以及编辑等复杂工作能很好的省去。

3 结语

综上所述，应用模具CAD/CAE/CAM技术能将模具产品当中的设计质量有效的提高，同时还能将模具制造以及设计的周期有效的缩短，以此使塑料制品的质量大幅度提高，成本也很好的降低，在塑料模的设计以及制造当中应用CAD/CAE/CAM技术是发展的必然趋势以及方向。

参考文献:

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[3]王定标,向飒,郭茶秀.CAD/CAE/CAM技术的发展与展望[J].矿山机械,2012(05):115-118.

[4]罗小发.CAD/CAE/CAM技术在模具设计制造的应用[J].橡塑技术与装备,2013(08):54-60.