CAD 技术在模具设计的应用

覃辉祥

珠海格力精密模具有限公司 广东 珠海 519000

引言

目前我国的经济在不断的发展,社会在不断的进步,我国的科学技术也随之得到了迅速的发展。科学产品的更新换代速度也越来越快。我们都知道,不管是家电产品还是工业产品的生产都离不开模具成型。所以,想要生产出精密的产品,就必须不断的提高模具的精确度。在技术密集型产品中,模具作为最典型的代表,如果想要清楚的表达出设计的意图,对设计人员进行设计的要求就非常高,需要花费很多的时间来进行绘制结构相对固定的零部件,这些零部件包含有模架,顶杆,滑块等。现在有了CAD 技术的不断发展,给模具设计人员带来了越来越多的便利。尤其是CAD 技术在这几年里有了迅速的发展,日常生活中的运用也越来越广泛,并且已经取得了比较理想的经济效益。

一、模具运用中的CAD 概念简述

首先,CAD 是一项综合性技术,它运用了其他的一些技术来达到自身的操作目的。在运用中它利用了计算机的软件和硬件系统。在人们进行产品或者是工程的设计的过程中取着辅助的作用,比如对产品或者工程进行总体设计,绘图,工程分析和技术文档等工作的时候都需要运用CAD 来辅助完成。这些设计的总称就叫做CAD 技术。

二、CAD 技术的发展历程

首先,在1950年到1970年,这段时期是CAD 技术的初级阶段,在这个阶段是线框造型技术。

其次,在1970年到1980年这十年左右的时间里,展开了CAD 技术的第一次技术革命,这次革命的内容就是把原来的技术改造成了曲面或者说表面造型技术。这是CAD 技术的一次飞跃。

最后就是1980年左右到1990年,开展了CAD 技术的第三次技术革命,把原来的技术转变成为参数化技术。这项技术对产品的模型的形状特征进行定义的方法是运用几何约束,工程方程以及他们的关系,这样一来,就给不同零件上的特征加上了各类约束形式,这样使得设计一组能够找到形状或者是功能上能够具有相似性的设计方案。另外,参数化技术又还叫做尺寸驱动技术。

三、模具结构设计中CAD 技术的运用

现在,CAD 技术已经被广泛的运用在了模具结构设计中。我们首先要在知道需要设计的功能,结构和外观的基础上,能够把草图先设计好,在通过一定的手段得到相应的实体,接着要进行子装配和总体装配,能够通过模仿模具的开模过程,找到干涉情况,这样能够很好的对现实情况进行分析了解。每个过程都是可以进行不断的探索修改的,并且也可以改变参数,参数之间的关联性也可以自行设定。

1.草图的重建技术。整个模具设计的基础就是草图设计过程。目前我国已经拥有了很成熟的草图重建技术,模具设计人员对会使用二维和三维来设计草图并且进行三维建模,这其中的关键技术就是草图重建技术。这种技术能够对不满意的尺寸大小和相关的约束进行修改重建。这项技术在CAD 技术中已经非常成熟,大部分都已经有草图设计模块。

2.曲面特征设计。随着人们生活水平的不断提高,人们对视觉要求也越来越高。曲面设计已经在外形上有很多的优点,它已经成为了模具设计的重要组成部分。目前一些优秀的CAD 软件的三维实体建模,参数建模和复合建模技术,已经能够使得实体和曲面进行结合,还具有自由形式特征技术,能够为模具的设计提供了更有效的工具。

3.变量装配设计技术。装配设计建模具有三种不同的方法,分别是自底向上,概念设计以及自顶向下。首先就设计出了详细的零件,在进行产品的拼装的方法就是自底向上。如果是先有产品整个外形以及功能设计,在划分出各个部件的方法就是自顶向下。在设计的过程中,我们要根据模具的结构来进行选择使用哪种方法,变量装配设计才支持自顶向下的设计。

四、模具设计中CAD 技术的发展方向有哪些

在模具设计中CAD 的运用随着科学技术的不断发展,对CAD 技术的运用要求也越来越高,CAD 技术正面临着新的发展和挑战,为了能够跟上模具设计的发展不断的进行研究和发展。

1.CAD 技术系统的智能化程度要不断提高。计算机有很多的功能,其中几大功能之一就包括了人工智能,我们应该把人工智能融入到CAD 系统中,使得它能够具有专家经验和知识,并且同时还具有判断,联想和学习推理能力,这样可以让整个设计达到自动化的目的。现在有两种方法能够提高其智能化,第一就是专家系统技术的运用要继续研究下去,不能中断。第二就是基本知识工程技术的研究要开展起来。这样能够更加有效的提高智能化程度。

2.模具的运动仿真技术要展开研究。我们要开展研究冲模的冲压过程和注射模的运动的仿真技术,因为这两个过程的结构是比较复杂的,在这个过程中难免会受到模具的一些零件的运动的影响,这些影响在设计中是比较难被发现的,如果能够通过仿真技术,这样就可以在计算机中显示它的运动状态。这样就可以发展因为运动而带来的影响,能够及时发现技术错误,并且能够及时改正补救,提高模具设计的精确度。

3.模具设计的主要方向就是协同创新设计。目前,世界的制造业模式是一种垂直模式,这就使得产品的销售,设计,生产和模具制造分工已经比之前更加的明确。通过互联网模具企业间会进行异地协同设计和制造。因为企业的信息化程度和企业间的合作层次是各不相同的,所以他们所采取的技术手段以及方案也有很大不同。

五、结束语

科学技术在不断的发展和进步,数字化,网络化和全球化已经逐渐成为了制造业的发展方向,这就使得产品更新换代的速度越来越快。制造业的基本工艺就是模具设计,它对产品的生产精确性取着决定性的作用。在模具设计中,充分的发挥CAD 技术的作用,能够提高设计的效率,同时也可以提高模具设计的精确性,可以减少后期的修改,很大程度的节约成本,为我国的模具制造业提供更加有力的保障。