CAD/CAM在模具设计与数控加工中的关键技术分析

杜薇

（河北轨道运输职业技术学院，河北 石家庄 050051）

CAD/CAM计算机设计辅助设备技术在模具设计与数控加工过程中的应用不仅将提高模具完工的质量，缩短模具完工时间，而且将促进模具工业的发展，所以，CAD/CAM在模具设计与数控加工中的应用实属大势所趋。

1 CAD/CAM与数控加工的相关概述

1.1 CAD/CAM

CAD是指计算机辅助设计，其主要的功用是利用计算机的图形设备来辅助设计人员进行设计工作的一种技术；CAM是指计算机辅助制造，其主要的功用是运用在产品生产与加工的环节，来辅助此加工环节顺利完成工作的一种技术。

1.2 数控加工

数控加工是指在数控机床上进行零部件加工的一种工艺方法，数控加工的关键是编程，编程有人工编程与手工编程两类，无论是哪一种的数控加工编程类型，都需要有相应配套的软件与硬件。

2 CAD/CAM在模具设计与数控加工中的关键技术

2.1 CAD/CAM在模具设计与数控加工中的原则

随着我国模具业的发展，我国的模具设计与数控加工技术水平越来越高，并且由于模具设计与数控加工的工艺设计的内容比较复杂，工序比较难，所以在作业的过程中，相关的技术人员一定要遵循相应的工作原则，灵活的应变工作中发生的变化，进而保证模具设计与数控加工的工作效率以及质量。

（1）工序集中，一次性定位原则。CAD/CAM在模具设计与数控加工的过程中，相关的技术人员一定要坚持工序集中一次性定位的原则，通过原则上的遵循，在一定的条件基础上提高工序的集中率，进而降低模具设计与数控加工过程中的误差。同时，技术人员在模具设计与数控加工的过程中要重视在进行加工同轴孔隙的时候，注意此时的精准定位，避免重复定位的误差。

（2）先粗后精，先近后远原则。CAD/CAM在模具设计与数控加工的过程中，为了保证模具的质量，相关的技术人员一定要重视先后的顺序，尤其是加工过程中的先粗后精，先近后远的原则。其中粗主要指的是在模具设计与数控加工的过程中，进行简单的设计与加工过程，提高模具完工的速度，为后面数控精细化加工奠定基础，进而提高效率。同时，加工人员在模具设计与数控加工的过程中，一定要重视动刀的次数，以及在经过粗加工之后产品的变形问题。先近后远原则是指在模具设计与数控加工的过程中，由于走刀路线一般都比较短，所以在模具设计与数控加工的过程中应根据刀路的最短的距离，选择先近后远的方式，这样有利于提高刀具加工的范围与精准度。

（3）刀具调用次数最少原则。CAD/CAM在模具设计与数控加工的过程中，为了提高设计与加工的质量，相关的技术人员一定要避免经常性的换刀，或者是刀具的调用，在模具设计与数控加工的过程中，相关的技术人员应该集中利用同一把刀具进行工序，这样可以减少换刀的时间，充分的利用同一把刀具进行切削，提高工作效率。

（4）先内部后外部原则。CAD/CAM在模具设计与数控加工的过程中，对于加工产品既要进行内部的加工，还要进行外部的加工，所以相关的技术加工人员一定要注意加工内外顺序。在一般的加工情况下，为了保证加工质量，技术人员都是先进行内部的加工，后外部加工，然后进行先粗后精的加工。在加工的过程中，还有注意先粗后精加工中，对于内部内在表面需要粗加工，内部的外表面需要精加工。

（5）走最短刀路原则。CAD/CAM在模具设计与数控加工的过程中，由于模具产品的质量非常重要，所以在设计与加工的过程中，相关的技术人员一定要注意加工走刀路线的选择必须是最短的。另外，一旦走刀最短路线原则落实，不仅仅可以减少对零件的磨损，还可以提高模具的质量，所以相关的加工人员一定要注意设计与加工必须顺着零件的轮廓进行，并且需要选择合适的起刀点以及换刀点，进而有效的提高各个工序环节之间的衔接度。

（6）最少程序段原则。CAD/CAM在模具设计与数控加工的过程中，相关技术人员一定要遵循最少程序段设计与加工原则，通过这一原则的实施，将数控加工环节中的程序进行有效的控制，提高最少程序段数加工零件的目标，进而有效的促进加工程序的简单化，降低加工误差。

（7）工序和衔接的原则。CAD/CAM在模具设计与数控加工的过程中，由于设计与加工工序件比较繁杂，难度大，所以在实际的设计与加工过程中，技术人员消耗的精力非常大，其不仅需要进行模具设计与数控加工的所有工序，还需要加入一些普通的工序，而这些普通的工序又有利于提高模具的质量，所以这些工序也非常重要。因此，在模具设计与数控加工的过程中，为了保证环节之间的衔接，相关的技术人员一定要重视普通工序之间的关系，进而提高模具完工的质量。

2.2 CAD/CAM在模具设计与数控加工中的关键技术

（1）科学合理的走刀路线。CAD/CAM在模具设计与数控加工的过程中，仅仅遵循加工工艺设计原则是不够的，还需要相应的设计方法来辅助进行加工，企业为了保证加工效率的提高，对于走刀路线制定了科学合理的方案，有效的提高了最短走刀路线的控制。通过这样对走刀路线科学合理的安排，不仅提高了工作效率，还保证了产品质量。因此，CAD/CAM在模具设计与数控加工的过程中，技术人员按照三项内容进行工作。

（2）完善安排加工工序。不仅走刀路线很重要，相关的加工工序也非常的重要，因此，相关的技术人员在进行CAD/CAM在模具设计与数控加工的过程中，一般都要在做好这两方面内容，保障效益最大化。完善安排加工工序的做法主要有以下几点：第一，在进行CAD/CAM在模具设计与数控加工的过程中，企业应完善并且制定相关的设计与加工工序制度，保证最少装夹次数的使用。第二，为了保证技术人员的设计与加工技术，企业应建立培训岗位，培训技术人员的模具设计与数控加工的编程工作。此外企业也可以引进新技术以及新设备进行知识理论、操作示范的训练课程，有效保证技术人员的设计与加工技术的提升。

（3）明确加工法以及切削用量。为了保证CAD/CAM在模具设计与数控加工的质量，相关的技术人员应根据实际情况，制定相应的切削方案，使得相关的工作可以有规定可循。如：对于切削的位置、最短路线等数据进行设置，使得相关的技术人员在实际的加工过程中，可以根据规定的用量选择，进而保证了数控加工的质量。

（4）提高设计与加工的精准度。CAD/CAM在模具设计与数控加工的过程中，应提高设计与加工的精准度，其做法主要有以下三点：第一，根据相关的设计以及制造的要求，针对主轴之间的间隙以及预紧力等等产生磨损的原因条件中，设计阶段设计人员应该严格的按照相关的设计计算以及标准要求等合理的设计，加强对于间隙之间的密封性。同时对于主轴承的变形问题，设计人员还需要考虑相应的数据参数，通过科学合理的参数设计，保障结构的优化升级。第二，技术人员对于CAD/CAM在模具设计与数控加工的过程中，针对设计阶段的一些数控设备以及螺栓数量需要合理的设计安排，为实现数控机床精度保持性优化升级奠定基础。在数控加工的过程中，针对几何精度中的应力，技术人员需要严格的按照相应的规定以及制度合理的安排，并且在数控加工的过程中，技术人员还需要重视动静结合面的应力问题。第三，针对数控加工阶段的非正常磨损问题，制造技术人员针对相关的数据参数必须严格的根据制造要求，调整相关的数据参数，避免设备数据参数的不匹配问题。

3 结语

现今，我国的CAD/CAM在模具设计与数控加工中的应用已经较为普遍CAD/CAM在模具设计与数控加工中应注重对相关技术的应用，保障模具完工的质量，缩短模具设计与加工的时间，为模具的生产与加工节省一定的成本。