冲压模具CADCAM技术状况（精选8篇）
冲压模具CADCAM技术状况 第1篇
冲压模具CAD/CAM技术状况
近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到1～2μm，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra≦1.5μm的精冲模，大尺寸（Φ≧300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。
模具CAD/CAM技术状况
我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精冲模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。20世纪90年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术。国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖件模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显著效益。1997年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产。
21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术。其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。
模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在“八五”、“九五”期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统。如美国EDS的UG，美国ParametricTechnology公司的Pro/Engineer，美国CV公司的CADS5，英国DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E，以色列公司的Cimatron，还引进了AutoCAD、CATIA等软件及法国Marta-Daravision公司用于汽车及覆盖件模具的Euclid-IS等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了CAD/CAM技术。DL图的设计和模具结构图的设计均已实现二维CAD，多数企业已经向三维过渡，总图生产逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。
在冲压成型CAE软件方面，除了引进的软件外，华中科技大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在生产实践中得到成功应用，产生了良好的效益。
快速原型（RP）与传统的快速经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖件模具，解决了原来低熔点合金模具*样件浇铸模具，模具精度低、制件精度低，样件制作难等问题，实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造，并且保证了制件的精度，为汽车行业新车型的开发、车身快速试制提供了覆盖件制作的保证，它标志着RPM应用于汽车车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。
围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造，近年来也涌现出一些新的快速成型方法，例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。
冲压模具CADCAM技术状况 第2篇
西安理工大学高等技术学院机电工程系 邮编710082 刘航
摘要：本文阐述了当前高职院校《模具CAD/CAM课程》如何走工学结合之路培养一线高技能应用型人才具体教学方法，几年来，我院按照模具制造企业应用实际生产项目构建课程项目，以工作过程为导向，以模具专业核心技能训练为中心，合理引导学生，让学生能够自主地解决实际生产中的问题，指明了高职院校《模具CAD/CAM课程》必须以工学结合为切入点，才能适应我国的工业发展。
关键词：高职院校，模具CAD/CAM课程，项目教学，工学结合
当前，高职院校《模具CAD/CAM课程》虽然经过几年的改革，取得了一些成绩，但与社会经济的发展和行业的发展还有不少的的差距。其特点是：课程中人才培养目标往往比较笼统，以知识传授为中心、强调所学知识的连贯性与系统性，忽视了具体的职业能力培养，缺乏职业能力培养的针对性和可操作性，评价方法不能科学地衡量学生的职业能力，大多数的评价都是以书面考试形式进行的，缺乏统一的职业能力评价方法。高职院校《模具CAD/CAM课程》要以岗位职业能力培养为核心，突出高职院校的人才培养特点，实现高职院校的人才培养目标，高职院校的《模具CAD/CAM课程》应按照职业岗位需求设置课程内容，按照岗位实际操作的能力需求，以培养一线高技能应用型人才的岗位能力为中心来确定理论教学和实践教学的内容，走工学结合之路。
《模具CAD/CAM课程》是高职模具设计与制造课程的核心专业课程之一。该课程需要具备塑料模具设计、冷冲压模具设计、模具制造工艺、数控编程与操作、计算机基础等方面的知识，并且必须理论与实践技能并重，缺一不可。三年来，本人以模具制造企业应用实际生产项目构建课程项目，以工作过程为导向，以模具专业核心技能训练为中心，合理引导学生，让学生能够自主地解决实际生产中的问题，具体方法如下：
一、以企业实际工作过程为导向进行项目教学
将课堂上的学习与工作中的学习结合起来，学生将理论知识应用于与之相关的、为真实的雇主效力且通常能获取报酬的工作实际中，然后将工作中遇到的挑战和增长的见识带回课堂，帮助他们在学习中进一步地分析与思考，这种办学形式称之为工学结合。这种办学形式以增强学生的实践动手能力为突破口，以提高学生职业素质、缩短学校教育与用人单位需求之间的差距、提高学生的就业竞争力为根本原则，充分体现了“以就业为导向，以能力培养为核心”的职业教育理念，是适应社会发展变化的产物，也是我国职教改革与发展的核心领域。我院《模具CAD/CAM课程》依照企业的模具实际生产过程，仿照企业设计室的实际现场情景，采用项目训练方法，对常用模具CAD/CAM软件在模具设计与制造中的应用进行强化训练，使学生在这种综合性实践过程中得到核心技能方面的培养。学生完成项目的过程与企业实际进行的模具设计与制造过程完全一致，大大提高了学生对模具CAD/CAM软件的熟悉程度和操作能力，掌握产品造型设计、模具设计和自动数控编程等非常重要的核心技能。
根据典型模具企业的实际生产过程：客户提供资料（2Ｄ、3D图或实物）→技术人员分析研讨→产品三维造型（依据于2Ｄ图）或三维造型的修改（依据于3Ｄ图）→使用UG NX或pro/e的模具的三维结构设计→出模具装配图和主要零件图→数控编程→加工中心仿真加工。我们在模具CAD/CAM课程教学中，理论教学中教师演示、组织安排放在课堂中，学生实际操作放在机房中，教师在机房中造就工厂的实际场景。教学过程如下：教师提供企业真实的资料，如（2Ｄ、3D图或实物）或学生生产实习时搜集到的企业产品→对产品里的某几 1 个制件进行工艺分析，如重量、浇口类型、拔模斜度，冲压件压力中心用计算机来求等等，→依据所学过的知识进行三维造型或三维造型的修改→使用UG NX软件外挂的模具3D结构设计，选择合适的分型面，调入国标标准模架，自动生成型腔和型芯，分析其准确性→生成模具装配图和模具主要零件工程图→对模具的主要工作零件进行数控编程→仿真加工工作零件→综合评价该模具的设计与制造特点。总结经验，整理资料。
以下是该课程中我们以陕西烽火有限集体公司的军品电台耳机壳体为项目，具体的做法如下：
（一）典型模具零件的三维实体特征建模
1．信息采集
教师：◆下达模具零件三维实体零件图形
◆讲授完成项目的流程 ◆演示任务分析
◆指导学生搜集资料
◆提供技术文档范本，学生：
◆在教师指导下分析任务并搜集资料 ◆学习搜集到的相关资料
2．决策
教师：◆组织讨论用CAD软件绘制模具零件三维实体零件图形方法
◆讲授CAD软件绘制模具零件三维实体零件图形方法，讲授逆向工程技术及其实际训练
学生：◆学习CAD软件绘制三维实体模具零件图形基本知识
◆参加讨论用CAD软件绘制三维实体模具零件图形方法 ◆分析绘制三维实体模具零件图形步骤
◆选择绘制三维实体模具零件图形所需命令 3．计划
教师：◆指导了解三维实体零件图形功能
◆指导学生制订绘制步骤 ◆指导学生选择绘制命令 ◆讲授CAD软件拉伸命令应用 ◆讲授CAD软件旋转命令应用 ◆讲授CAD软件扫描命令应用
◆讲授CAD软件倒角、抽壳、孔等命令应用 ◆编辑三维实体造型命令应用
学生：◆制订绘制步骤
◆选择绘制命令
◆掌握三维实体零件图形绘制和修剪命令 4．实施
教师：◆讲解三维实体零件图形绘制注意事项
◆发放三维实体零件图形
◆演示三维实体零件图形绘制要点
学生：◆学习完成三维实体零件图形绘制
◆制订绘制步骤 ◆选择绘制命令 ◆绘制三维实体零件图形 5．检查
教师：◆讲解三维实体零件图形绘制要点 学生：◆检测三维实体零件合格性
6．评估
教师：◆总结学生在本单元学习中典型问题 学生：◆学生互评
◆资料的存档
（二）典型模具三维装配
1．信息采集
教师：◆下达三维模具零件装配图形
◆讲授完成项目的流程 ◆演示任务分析
◆指导学生搜集资料 ◆提供技术文档范本
学生：◆在教师指导下分析任务并搜集资料
◆学习搜集到的相关资料 2．决策
教师：◆组织讨论用CAD软件装配模具零件方法
◆讲授CAD软件装配模具零件方法 学生：◆学习CAD软件装配模具零件方法基本知识◆参加讨论用CAD软件装配模具零件方法
◆分析装配模具零件方法步骤 ◆选择装配模具零件所需命令
3．计划
教师：◆指导了解三维装配模具零件的功能
◆指导学生制订装配步骤
◆指导学生选择装配命令
◆讲授CAD软件从下向上装配的应用
◆讲授CAD软件从上向下装配的应用
学生：◆制订装配步骤
◆选择装配命令
◆掌握三维模具装配的命令 4．实施
教师：◆讲解三维模具零件的装配注意事项
◆发放三维模具零件的装配图形
◆演示三维模具零件的装配要点
学生：◆学习完成模具零件的装配
◆制订装配步骤 ◆选择装配命令 5．检查
教师：◆三维模具零件的装配检查情况分析
◆讲解三维模具零件的装配要点
学生：◆检测三维模具零件的装配合格性 6．评估
教师：◆资料的存档
◆总结学生在本单元学习中典型问题
学生：◆学生互评
◆资料的存档
（三）典型模具零件的数控加工
1．信息采集
教师：◆下达模具零件图样和机械加工工艺卡片
◆讲授完成项目的流程
◆演示CAM软件自动编制同类零件铣削程序的过程 ◆指导学生搜集资料 ◆提供技术文档范本
学生：◆在教师指导下分析任务并搜集资料
◆学习搜集到的相关资料
2．决策
教师：◆讲授数控铣削加工方法
◆讨论：零件数控加工工艺分析：选择数控设备、确定装夹方式、选择刀具、确定切削用量，利用CAD/CAM软件进行自动编程的操作步骤
◆提供刀具样本
学生：◆参加讨论：模具零件数控加工工艺分析：选择数控加工设备、确定装夹方式、选择刀具、确定切削用量
◆确定定位基准和装夹方案 ◆选择零件加工所需刀具量具 3．计划
教师：◆指导学生编制工艺规程
◆指导学生填写数控铣削加工工序卡片
◆讲授利用CAD/CAM软件自动编程的操作步骤和方法
学生：
◆填写数控铣削加工工序卡片 ◆绘制走刀路线图
◆掌握利用CAD/CAM软件自动编程的操作步骤和方法 ◆输出程序清单和刀具清单
4．实施
教师：◆演示程序的生成
◆强调数控加工中心操作安全注意事项
◆强调数控加工中心日常保养要求
◆演示数据电缆连接和通信接口设置，演示程序的传输方法
学生：◆学习数控加工中心安全操作规程
◆数控加工中心日常保养
◆熟悉数控加工中心操作面板
◆连接数据电缆，进行接口设置，传输程序 5．检查
教师：◆规范检查零件质量
◆讲解工件检测主要注意事项
学生：◆检测加工零件，判断零件合格性
6．评估
教师：◆资料的存档
◆总结学生在本单元学习中典型问题
学生：◆检测加工零件，判断零件合格性
◆学生互评 ◆资料的存档
在以上项目教学中，教学目的明确，教学方法得当，在较少课时的情况下，学生的主观能动性得到了充分的发挥，取得了良好的效果。这些学生在就业应聘中很快崭露头角，如应聘到广东汉达、勤德以及天津绿点集团等企业，到这些企业后，学生上手快，适应快，为企业的建设做出了大的贡献。
二、《模具CAD/CAM课程》工学结合注意事项
以企业实际工作过程为导向进行工学结合教学是一个新鲜事物，有好的方面，也有不好的方面，总之，利大于弊。以下是应注意事项，供同行磋商。
（一）对教师要求
教师自身首先要对“工学结合”、“项目教学”等教学理念有深刻理解，并需要具备能将这些理念应用于教学的能力。其次，教师需要加强与企业间的联系，对企业实际生产过程需有充分了解和熟悉。再次，在正式上课前，教师需对教学内容做好精心准备，包括教案、课件及教学中的各种过程材料以及项目教学的成败后果预测及处理措施等等。这几年我们老师先把从企业里购置及企业赠送的几十套模具由实物转换成电子工程资料，方便学生在“项目教学”中使用，如企业的标准、企业的习惯画法及企业的要求。
（二）对教学环境要求
实训装备和实训场所是真正实现“工学结合”、“项目教学”的保证。根据本课程的实际应用特点，我院按一个班50人来算，配备有专门用于CAD/CAM课程教学的计算机房，装备有配置较好的计算机55台（备用5台）和相应套数的各种模具CAD/CAM/CAE软件，如：UG NX、Pro/e、CAXA
Me等。教学环境不光是软硬件的问题，更包括完整的企业技术资料和对人和物的严格要求。
（三）对学生要求
要求学生做到：
1．硬件：
1）资料存储装置，如U盘、mp3、能存储资料的手机、移动硬盘等。2）笔、记录本、适用的教材。2．软件：
1）要求学生熟悉学过的基础课程和专业课程，能初步解决教学过程中遇到的问题。2）能初步解决软件使用过程中遇到的常见问题，判断出操作失误步骤。3）熟悉软件中模具设计模块中各种命令的含义及使用方法。
4）掌握从简单的塑料产品模具设计，到熟练使用专用软件完成注射模的方法。
5）在项目学习的过程中，能通过多种渠道收集信息，会对收集的信息进行处理、分析和概括。具有信息收集、信息处理能力和分析概括能力。
冲压模具CADCAM技术状况 第3篇
随着汽车工业的快速发展, 服务于汽车生产的模具近年来也快速发展。服务于汽车生产的模具种类很多, 其中冲压模具和塑料模具是用量最大的两大类。此外, 还有铸造模具、锻造模具、橡胶模具、粉末冶金模具及拉丝模具和无机材料成形模具等。在汽车工业十分发达的国家, 为汽车服务的模具往往要占到其全部模具生产量的40%以上。经过多年发展, 我国目前为汽车服务的模具约已占到了全部模具产量的1/3左右。在这占模具总量1/3左右的汽车模具中, 冲压模具要占到1/2左右, 由此可见汽车冲压模具在模具行业和汽车工业中的重要地位。尤其是汽车覆盖件模具, 直接关系到汽车车型, 因此其地位尤为重要。要生产出大量的各式各样的汽车, 先进技术装备必不可少, 而模具就是汽车先进技术装备中的重要装备。“现代工业, 模具先行”、“没有高水平的模具, 就没有高水平的产品”, 这已成为人们的共识。
汽车冲压模具的市场状况
近年来, 我国冲压模具无论在数量上还是在质量、技术和能力等方面, 都已有了很大发展, 但与国民经济需求和世界先进水平相比, 差距仍很大。同样, 汽车冲压模具的发展也满足不了汽车工业发展所需, 一些大型、精密/复杂长寿命的高档模具每年仍大量进口, 特别是中高档轿车的覆盖件模具, 目前仍主要依靠进口。一些低档次的冲压模具, 已趋于供过于求, 市场竞争激烈。
据中国模具工业协会发布的统计材料, 2006年我国冲压模具总销售额约为388亿元, 其中出口2.23亿美元, 约合19.4亿元。
根据我国海关统计资料, 2006年我国共进口冲压模具7.55亿美元, 约合62.5亿元。从上述数字可以得出2006年我国冲压模总需求约为350.5亿元, 总供应约为288亿元, 市场满足率为82.2%在上述供求总体情况中, 有几个具体情况必须说明:一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具, 而出口模具大部分是技术含量较低的中低档模具, 因此技术含量高的中高档模具市场满足率要低于冲压模具市场总体满足率, 这些模具的发展已滞后于冲压件生产, 而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率;二是由于我国的模具价格要比国际市场价格低许多, 具有一定的竞争力, 因此国际市场前景看好, 2005年冲压模具出口比2004年增长94.7%和2006年冲压模具出口又比2005年增长60.3%就可说明这一点;三是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速, 这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料, 因此未能计入上述数字之中。
汽车冲压模是冲压模具中的主要部分, 约要占到40%以上。由于进口量大, 因而其市场要略低于上述数字。
汽车冲压模具市场除了上述数字之外, 还有许多特点应引起注意。
1.汽车车型开发的周期性
每开发一款新车型, 约有80%的模具也需要新开发, 即使是变型车, 也有很大数量的模具需要新开发, 尤其是车身冲压模具更是如此。新车型的开发有一定的周期性, 一是换型周期越来越短, 二是换型需要时间, 这就会影响到汽车冲压模具的市场周期。
2.国内合资品牌汽车和国外部分品牌车向国内采购模具的趋向日渐明显
由于国内模具的快速发展以及技术上的明显进步, 再加之国内模具价格的低廉, 因而近年来国内一些合资品牌车已有许多模具由过去的国外进口转而成为从国内采购。同时, 国外一些品牌也开始越来越多地从我国采购模具。这一趋向不但已经明朗化, 而且今后还将进一步发展。
3.对模具的质量要求越来越高
没有国产模具的低成本, 就不会有国产品牌车的飞速发展, 这已被大家所公认。但低成本的模具并不意味低水平, 这一观念尚未被大家所公认。在低成本开发多品种的同时, 国产品牌车要快速发展和提高品质, 一定离不了国产模具水平的提高。国产车不但要在中低档市场上继续发展, 而且一定会在中高档市场上不断提高其市场占有率, 这一趋势也是十分明显的。因而对模具必然会提出越来越高的要求, 这也是汽车冲压模具市场的必然趋势。模具企业应该充分认识到这一趋势, 并要依靠技术进步来保持低成本和不断提高模具质量。
4.模具生产能力分布状况
一般来说, 模具有一个合理的服务半径, 其生产单位离模具用户的距离越近越好。但模具也有可以远距离采购和模具相对集中便于实现专业化生产的一些特点。因而, 汽车模具生产能力的分布大部分是跟随冲压件生产能力分布而分布, 但也有一些例外。同时, 由于用户需求往往是对一个车型的所有模具来说, 希望由尽量少的单位来承担全部订单, 这就促使模具企业相互之间形成“战略联盟”和相对固定的协作关系, 时间一长, 就逐步形成了“联盟生产基地”。虽然这个名称不一定确切, 但现在确实对汽车冲压模具的布局产生了很大影响。即在一定地域范围内的许多模具生产企业, 以少数实力强大和水平较高的大型模具企业为核心, 建立各种形式的良好协作关系, 包括原材料, 工艺、技术、市场, 乃至资金和人员等方面的协同, 形成汽车冲压模具生产能力“团块”。现在比较明显且有较大实力的“团块”有长春、哈尔滨、天津、十堰、泊头、芜湖、成渝有关地区、沪宁有关地区、京冀有关地区和烟台机器周边地区等。
5.模具生产企业之间以及供需之间的协调
市场经济中, 企业之间的协同和竞争往往是同时存在的, 汽车冲压模具市场同样如此, 然而现在已经出现了过度、无序的竞争。在低档模具市场方面, 过度、压价竞争不但已经损害了模具企业的利益, 而且也损害了模具用户的利益, 这是因为过低的价格使模具质量低下而达不到使用要求所致。竞争是必要的和应该的, 但也应该是公平、透明和合理合情的。模具生产企业之间和模具供需单位之间应搞好协同和协调, 建立和谐的关系, 以求其同发展。
汽车冲压模具的技术状况
近年来, 我国汽车冲压模具水平已有很大提高。大型汽车冲压模具已能生产单套重量达60多t的模具。为中档轿车配套的模具国内已能成套生产。部分高档轿车的冲压模具, 国内也能生产了。
1.模具C A D/C A M/C A E技术状况
20世纪90年代以来, 国内汽车行业的模具设计制造中开始采用C A D/C A M技术。国家863计划将东风汽车公司作为C I M S应用示范工厂, 由华中理工大学 (现为华中科技大学) 作为技术依托单位, 开发的汽车车身与覆盖件模具C A D/C A P P/C A M集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间, 当时的一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和C A D/C A M软件系统, 并在模具设计制造中实际应用, 取得了显著效益。1997年一汽引进了板料成形过程计算机模拟C A E软件并开始用于生产。
21世纪开始C A D/C A M技术逐渐普及, 现在具有一定生产能力的冲压模具企业已都有了C A D/C A M技术。其中不少重点企业还具备了CAE能力。
模具C A D/C A M技术能显著缩短模具设计与制造周期, 降低生产成本, 提高产品质量, 已成为人们的共识。在“八五”、“九五”期间, 已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术, 数控加工的使用率也越来越高, 并陆续引进了相当数量的C A D/C A M系统。经过“十五”的发展, 汽车冲压模具生产企业使用C A D/C A M/C A E技术的已越来越多。现在, 有许多企业已实现了三维C A D, 有更多的企业正在由于二维向三维过渡, 总图生产正在逐步代替零件图生产。参数化设计和数字化制造已开始走向模具企业。
在冲压成形C A E软件方面, 除了引进的软件外, 华中科技大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件, 并已在生产实践中得到成功应用, 产生了良好的效益。国内一些大型汽车冲压模具生产企业, 由于成功地应用了C A E技术, 又经过近年的实际锻炼, 目前已经具备了对高级轿车进行工艺分析的能力, 可以根据汽车厂的需要, 进行产品数模分析和冲压工艺分析的同步工程, 还可以进行软模的试制技术来达到完善产品数模的目的。
2.模具生产和管理技术状况
国内汽车冲压模具生产由于C A D/C A M/C A E技术的进步, 已使设计和分析环节取得了很大进步。而在加工环节, 近年来数控机床数量猛增, 多轴联动和高速加工机床的应用也日渐普遍, 机床利用率也得到了迅速提高, 少数模具生产企业已实现“一人多机”和“无人化”生产。近五年, 对国内模具制造来说, 可以说是数控加工的大普及。随着数字化加工的快速发展, 有些企业已经实现了全数字化无图生产。特种加工 (电加工、激光加工、高能束及超声波加工等) 、复合加工、逆向工程等生产技术的应用不但越来越多, 而且日趋完善。
快速原型 (R P) 技术与传统的快速经济模具相结合, 快速制造大型汽车覆盖件模具, 解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具, 模具精度低、制作精度低, 样件制造难等问题, 实现了以三维C A D模型作为制模依据的快速模具制造, 并且保证了制件的精度, 为汽车行业新车型的开发、沉声快速试制提供了覆盖件制作的保证, 它标志着R P M应用于汽车车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。
围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造, 近年来也涌现出一些新的快速成形方法, 例如目前已开始在生产中应用的无模多点成形、液压成形及激光冲击和电磁成形等技术。它们都表现了降低成本、提高效率等优点。为汽车冲压模具提供铸件坯料的是实型铸造技术近年来也有较大进步, 现在, 高级灰铸铁、高强度合金铸铁和球墨铸铁已能满足绝大部分模具所需。模具标准件的生产供应状况也有了较大改善。氮化处理、激光热处理、感应处理、真空热处理及其他表面处理技术的进步使模具寿命有了很大提高。这些都对提高模具生产水平和产品质量有着重要意义。
模具生产企业的发展必须走信息化之路, 这在行业内已有共识。虽然要实现全面信息化难度较大, 但在大多数企业已认识信息化重要性的情况下, 近年来许多企业已开始加强企业的信息化工作, 部分企业已开始应用相关软件 (国内、国外、联合开发) , 开始实施了M R P、M R PⅡ、P L M、E R P等, 有些已有了显著成效。
3.模具水平状况
轿车覆盖件模具是汽车冲压模具中最能反应水平的模具。现在, 国内已能生产A级车和B级车的全部覆盖件模具。对于C级车, 侧围、翼子板等重要覆盖件模具尚有困难, 其他覆盖件模具也已能够生产了。这是综合水平的直观反映。关于具体指标, 大致可罗列如下:模具使用寿命可达到55万次以上, 拉延模拉延圆角、拉延筋硬度不低于50HRC;切边模镶块硬度达58〜62H R C;模具制件 (冲压件) 功能尺寸偏差±0.15m m;模具型面精度达±0.02mm等。
随着大型压机的逐步采用和冲压件生产效率的不断提高, 为汽车冲压件生产而配套的先进技术装备——大型多工位级近模具近年来发展也很快。现在国内已能生产长度4m以上的大型多工位级近模。随着高强度板和不等厚拼焊板在汽车上越来越多地被使用, 技术要求高、难度大的为之配套的汽车冲压件模具也相应地日渐增多, 现在也已能基本上满足市场所需。高难度和高技术含量的高强度板热压成型模具国内也开始生产并应用于部分汽车零部件制作之中。精冲件在汽车上被广泛应用, 一般精冲模也能基本满足市场所需。
结语
不管是汽车还是模具, 虽然近年来发展迅速, 我国已成为生产大国, 但离生产强国的距离还很远。然而, 要成为制造业强国, 要成为汽车、模具等的制造强国是我们的目标。为了向汽车行业提供更为先进的技术装备, 必须不断提高汽车冲压模具的水平与能力。为高档轿车配套的覆盖件模具、高强度板和不等厚板的冲压模具、大型多工位级进模和连续模、厚板精冲模和大型精冲模等将是今后的发展重点。从技术上来说, C A D、C A M、C A P P、P D M、C A E等, 进一步向宜人化、集成化、智能化、专用化和网络化方向发展。高速切削、高速电加工、高速研抛、快速制模、逆向工程等技术及提高模具标准化程度、搞好模具标准化生产供应、搞好模具企业的信息化管理及基于数字化信息化的多种虚拟技术, 将在较长时间内一直作为模具企业的技术发展重点。模具生产全程无图化制造、无人化加工和高精度免研合技术将得到发展。
随着模具企业结构、产品结构、技术结构和模具进出口结构的不断向着合理化方向调整与发展, 汽车冲压件模具也必将会不断提高其综合水平而进一步适应汽车行业的发展。预计, 汽车冲压模具的国内外市场将进一步发展, 近年内仍将维持持续高速、产需两旺的景象。
冲压模具CADCAM技术状况 第4篇
数控编程是数控专业最核心的技术，通常包括分析零件图样，确定加工工艺过程；计算走刀轨迹，得出刀位数据；编写数控加工程序；制作控制介质；校对程序及首件试切。数控编程一般分为手工编程和自动编程两种，手工编程按照数控系统操作编程说明书，自动编程由CAD/CAM软件完成。本文分别论述各自优势特点。
1.手工编程
手工编程就是从分析零件图样、确定加工工艺过程、数值计算、编写零件加工程序单、制作控制介质到程序校验都是人工完成。它要求编程人员不仅要熟悉数控系统指令及编程规则，而且还要具备数控加工工艺知识和数值计算能力。主要用于点位加工（如钻、镗孔）或几何形状简单（如平面、方形槽）零件的加工，计算量小，程序段数有限，编程直观易于实现，灵活、经济、及时易于掌握。无需较高的专业文化水平，主要适用于数控机床操作者。
通过控系统操作面板（CRT），直接将G指令、M功能及坐标地址XYZ等编制程序，国内数控系统主要采用德国的西门子、日本的发那科,国际上广泛采用ISO国际标准化组织标准代码，目前手工编程仍广泛应用。如三一、中联重科、徐工科技、北方重工等工程机械类。
2.自动化编程（CAD/CAM）
对于具有空间自由曲面、复杂型腔的零件，刀具轨迹数据计算相当繁琐，工作量大，极易出错，且很难校对，有些甚至根本无法完成，必须用自动编程的方法编制程序。
自动编程是对于几何形状复杂的零件需借助计算机使用规定的数控语言编写零件源程序，经过后置处理生成加工程序，称为自动编程。加工程序通过直接通信的方式送入数控系统，指挥机床工作。是CAD(计算机辅助设计)与CAM(计算机辅助制造)高度结合的自动编程系统，通常称为CAD/CAM系统。是当前最先进的数控加工编程方法，它利用计算机以人机交互图形方式完成零件几何形状计算机化、轨迹生成与加工仿真到数控程序生成全过程，操作过程形象生动，效率高、出错几率低。而且还可以通过软件的数据接口共享已有的CAD设计结果，实现CAD/CAM集成一体化，实现无图纸设计制造。 常用自动编程软件有美国Unigraphics Solution公司的UG，法国达索（Dassault）公司的CATIA，美国 PTC 公司的Pro/E等。
2.1零件三维建模（CAD）
交互式图形自动编程系统（CAD/CAM），可通过三种方法获取和建立零件几何模型：
（1）软件本身提供的CAD设计模块。
（2）其他CAD/CAM系统生成的图形，通过标准图形转换接口（例如STEP，DXFIGES，STL，DWG，PARASLD，CADL，NFL等），转换成本软件系统的图形格式。
（3）逆向工程，通过三坐标测量机数据或三维多层扫描数据生成零件三维数模。
准确完善的零件三维造型，是保证零件加工质量的前提和基础。
2.2生成刀具路径(CAM)
在完成了零件的几何造型以后，交互式图形自动编程系统第二步要完成的是产生刀具路径。使用自动编程软件加工（CAM）模块，将三维模型转换为数控加工代码传输给机床数控系统进行加工。其基本過程为：
首先确定加工类型（轮廓、点位、挖槽或曲面加工），用光标选择加工部位，选择走刀路线或切削方式。选取或输入刀具类型、刀号、刀具直径、刀具补偿号、加工预留量、进给速度、主轴转速、退刀安全高度、粗精切削次数及余量、刀具半径长度补偿状况、进退刀延伸线值等加工所需的全部工艺切削参数。 软件系统根据这些零件几何模型数据和切削加工工艺数据，经过分析、计算、处理，生成刀具运动轨迹（图1），与采用哪一种特定的数控机床、系统无关，是一个中性文件，通过后置处理文件，生成机床能识别的NC代码。
图1 UGNX建模与刀具路径
2.3后置处理（Post Builder）
后置处理是自动化编程技术的关键技术之一，作为CAD/CAM 系统与机床数控系统连接的纽带，直接影响自动编程系统的使用效果和零件的加工质量、效率以及机床的可靠运行。目的是生成针对某一特定数控系统的数控加工程序。由于各种机床使用的数控系统各不相同，例如：SIEMENS,FANUC等系统，每一种数控系统所规定的代码及格式不尽相同，为此，自动编程软件系统通常提供多种专用的或通用的后置处理文件，这些后置处理文件的作用是将已生成的刀位文件转变成合适的数控加工程序。目前绝大多数优秀的CAD/CAM软件提供开放式的通用后置处理文件。只要稍加修改，就能满足多种数控系统的要求。生成机床能识别的NC代码。飞机零件现场加工如图2。
图2 飞机零件加工
3.自动化编程CAD/CAM技术的优越性
无论在提高生产率、改善质量方面，还是降低成本、减轻劳动强度方面，CAD/CAM技术的优越性是传统的零件设计制造方法所不能比拟的。
（1）CAD/CAM可以提高零件设计和制造水平， 从而提高零件质量。在计算机系统内存储了各有关专业的综合性的技术知识，为零件的设计和制造工艺制定提供了科学依据。CAD/CAM技术极大地提高了加工能力，可加工传统方法难以加工或根本无法加工的复杂模具型腔，满足了生产要求。
（2）CAD/CAM可以节省时间，提高效率。设计计算和图样绘制的自动化大大缩短了设计时间。CAD与CAM一体化可显著缩短从设计到制造的周期。
（3）CAD/CAM技术可以大幅度降低成本。计算机的高速运算和自动化绘图大大节省了劳动力。优化设计节省了原材料。生产准备时间缩短，产品更新换代加快，大大增强了产品的市场竞争能力。
（4）CAD/CAM技术将技术人员从繁冗的计算、绘图和NC编程中释放出来，使其可以从事更多的创造性劳动。
4.结束语
CADCAM技术 第5篇
是以计算机、外围设备及其系统软件为基础，综合计算机科学与工程、计算机几何、机械设计、机械加工工艺、人机工程、控制理论电子科技学科等知识，以工程应用为对象，实现包括二维绘图设计、三维几何造型设计、工程计算分析与优化设计、数控加工编程、仿真模拟、信息存储与管理等相关功能。
2.广义、狭义CAD/CAM技术 【广义CAD/CAM技术】是指利用计算机辅助技术进行产品设计与制造的整个过程及与之直接或者间接的活动【狭义CAD/CAM技术】是指利用CAD/CAM系统进行产品的造型、计算分析和数控程序的编制。.CAD/CAM系统
主要有有关的硬件系统和相应的软件系统构成，硬件系统主要有计算机及其外围设备组成，包括主机，存储器，输入输出设备，网络通信设备以及生产加工设备登；软件系统包括系统软件，支撑和应用软件。4.CAD/CAM系统分类
①根据使用的支撑软件的规模大小【CAD系统,CAM系统，CAD/CAM集成系统】②根据CAD/CAM系统使用的计算机硬件及其信息处理方式【主机系统，工程工作站系统，微机系统】③根据CAD/CAM系统是否使用计算机网络【单机系统，网络化系统】 5．【输入设备】键盘，鼠标，光笔，数字化仪，图形输入板，触摸屏，扫描输入设备【输出设备】显示器，打印机，绘图机，生产系统设备【网络设备】服务器，工作站，网卡，通信电缆，集线器，中继器，网桥，路由器，网关【应用软件】在系统软件的基础上，针对某一专用领域的需要而研制的软件 6．计算机图形学
计算机图形学是利用计算机系统产生，操作，处理图形对象的学科，图形对象可能是矢量图形也可能是点阵图形 图形生成技术与算法
【线段】DDA法、Brcsenham法，逐点比较法【圆弧】DDA法、逐点比较法、正负法【区域填充】简单递归填充算法、扫描区域填充法【自由曲线和曲面插值】曲线或曲面的拟合、曲线或曲面的插值 7．几何建模
几何建模就是以计算机能够理解的方式，对几何实体进行确切的定义，赋予一定的数学描述，再以一定的数据结构形式对所定义的几何实体加以描述，从而在计算机内部构造一个实体的模型。
8.三位形体的几何信息、三维形体的拓扑信息
【三位形体的几何信息】一般是指一个物体在三维欧式空间中的形状位置和大小【三维形体的拓扑信息】指一个物体的拓补元素的个数，类型以及他们之间的关系，根据这些信息可以确定物体表面邻接关系。9.三维几何建模系统 线框建模，曲面建模 实体建模 【线框建模原理】是由一系列的点、直线、圆弧及某些二次曲线组成，藐描述产品的轮廓外形。特点：所构成的实体模型只有离散的边，而没有边与边的关系，既没有构成面的信息，由于信息表达不完整，在许多情况下，会对物体形状的判断产生多义性。【曲面建模原理】通过对实体的各个表面或曲面进行描述而构造实体模型的一种建模方法。特点:增加了面的信息，提高了三维实体信息的完整性、严密性，能够完整的定义三维立体的表面 方法：贝赛尔曲线、B样条曲线、NURBS曲线【实体建模原理】通过定义基本体素，利用体素的集合运算或基本变形操作构造所需要的实体。特点：覆盖三维立体表面与实体同时生成 10.常用曲面的构造方法与构造特点
①线性拉伸面：将一条剖面线沿某一方向滑动扫成曲面②直纹面：给定两条相似曲线，具有相同次数和相同的节点矢量，将两条曲线上对应点用直线相连③旋转面：将平面内定义的曲线绕某一轴旋转360度得旋转面④扫描面：一条剖面线沿另一条线滑动两者产生扫描平面
11.实体建模中实体建模方法：【体素法、扫描法】体素法通过基本体素集合运算构造几何实体建模方法。包括【基本体素定义、体素之间的集合运算】扫描法【平面轮廓扫描、整体扫描】计算机内部表示：边界表示法，构造立体几何法，混合表示法，空间单元表示法 12.比较边界表示法与构造立体几何法在描述同一物体时的区别和方法：
①边界表示法：强调实体外表的细节，详细记录了构成物体的所有几何元素的几何信息和相互之间连接关系的拓扑信息，将面、边界、顶点的信息分层记录，建立层与层之间的联系。在数据管理上易于实现，也便于系统直接存取参数。②构造立体几何法：形体结构清楚，表达方式直观，便于用户接受，且数据记录简练。缺点是数据记录过于简单，在对实
体进行显示和分析操作时，需要实时进行大量的求交计算，降低了系统的工作效率，不变表达具有自由曲面边界实体。13.计算机辅助工程CAE
是以现代计算力学为基础、计算机仿真为手段的的工程分析技术，试试先产品优化设计的重要技术。主要包括有限元法FEM，边界元法BEM，运动机构分析、气动或流场分析、电路分析或磁场分析等。关键是在三维实体建模的基础上，从产品的方案设计阶段开始，按照实际使用的条件进行仿真和结构分析，按照性能要求进行设计和综合评价，以便从多个设计方案中选出最佳方案 14.有限元分析的基本原理 把要分析的连续假想体分割成有限个单元所组成的组合体，简称离散化。这些单元仅在顶点处相互连接，称这些连接点为节点，而且他们相互连接在有限个节点上，承受等效的节点载荷、并根据平衡条件进行分析，然后根据变形协调条件把这些单元重新组合起来，成为一个组合体，再综合求解。结构及组成【前置处理程序、主分析程序、后置处理、用户界面、数据管理系统、共享的基础算法】
15.前置、后置处理程序 【前置处理程序】基本任务是根据输入对象的几何信息进行有限元几何造型，按照用户拟定的计算机模型自动生成网络，以及进行不同密度的网格见的转换和修补等，它具有实体建模与参数化建模、构建的布尔运算、单元自动划分、节点自动编号与节电参数自动生成、在合计材料参数直接输入与公式参数化导入、节点载荷自动生成、有限元模型自动生
成等功能【后置处理程序】功能主要包括绘制应力、应变、位移、速度和加速度等空间变化的曲线图。同时还要求能在主分析程序的结果进行加工，如坐标变换、差值、曲线光顺、修定输出结果，以及有限元分析结果的数据平滑各种物理量的加工显示，针对工程或产品设计要求的数据检验与工程规范校核，设计优化与模型修改。16.优化设计
优化设计提供了一种逻辑方法，它能在所有可行的设计方案中进行最优的选择，在规定条件下得到最优设计结果。极大提高了科研、生产的设计质量，缩短了设计周期，节约了人力物力，具有显著的经济效益。【目标函数、设计变量、约束条件】
17.CAPP系统分类 【派生式CAPP】利用结构的相似性，通过对系统中已有零件工艺规程的检索得到相似零件的工艺规程，并对此进行编辑修改【创成式CAPP】是利用人工智能的方法，在知识库的基础上，通过相应的决策逻辑推理，创造性解决工艺设置问题。18.CAPP系统基本组成和功能 ①零件信息的输入【将零件的图形输入到CAPP系统中】②系统的管理【用户权限与账号的管理、系统参数的设置、系统数据的备份、对各种制造资源数据和工艺知识进行维护和管理】③零件工艺设计【生成零件的工艺文件】④工艺文件输出【采用纸质文档形式，按标准的格式进行预览并打印输出；采用电子文档形式，直接作为机床的加工参数，输出到CAM系统中】⑤系统界面【一般有系统的各种下拉菜单或其他形式的菜单，各种功能的实现均在菜单和对话框中进行】 19.CAPP系统在制造信息化起的作用
①建立产品和制造零件的工艺过程文件②替代工艺设计人员的手工操作③规范产品制造工艺④使各种优化决策方法的实现成为可能
20.CAPP系统零件信息的描述 ①数字编码描述法②语言文字描述法③特征信息描述法 21.派生式CAPP系统
主要特征是检索预置零件的工艺规程，实现零件工艺设计的借鉴与编辑。分为【基于GT技术的CAPP系统、基于特征的CAPP系统】
22.逆向工程、顺向工程 【逆向工程】又称反求技术和逆向设计，是将已有的产品模型转化为工程设计模型和概念模型，并在此基础上解剖、深化和再创造的一些列分析方法和应用技术的组合，可有效的改善技术水平，提高生产率，增强产品竞争力，是消化吸收先进技术进而创造和开发各种新产品的重要手段。【顺向工程】是从预期功能和规格目标开始，构思产品结构，然后进行各个部件的设计、制造以及检验，再经过组装、整机检验、性能测试等程序完成整个开发过程。
23.逆向工程的四个核心步骤 ①零件原型的数字化②从测量数据中提取零件原型的几何特征③零件原型CAD模型的构建④CAD模型的检验与修正【关键步骤：零件的数字化、计算机辅助反向建模】 24.快速原型制造
CADCAM领域的主流技术 第6篇
1)基础造型技术(参数化设计、变量化设计及特征造型技术)
在CAD技术发展的初期，CAD仅限于计算机辅助绘图，随着计算机软、硬件技术的飞速发展，CAD技术才从二维平面绘图发展到三维产品建模，随之也就产生了三维线框造型、曲面造型以及实体造型技术。而如今参数化及变量化设计思想和特征造型则代表了当今CAD技术的发展方向。
传统的CAD绘图软件都是用固定的尺寸值定义几何元素，要进行图面修改只有删除原有的线条后重画，而新产品的打样设计不可避免的要进行多次的修改，进行零件形状和尺寸的综合协调、优化，而且大多数设计工作都是在原有设计基础上的改进。因此，新的CAD系统都增加了参数化和变量化设计模块，使得产品的设计图可以随着某些结构尺寸的修改和使用环境的变化而自动修改图形，这可以减少大量的重复劳动，减轻设计工作量。
参数化设计一般是指设计对象的结构形状比较定型，可以用一组参数来约定尺寸关系，参数的求解较简单，参数与设计对象的控制尺寸有显式对应关系，设计结果的修改受尺寸驱动。生产中最常用的系列化标准件就是属于这一类型。变量化设计(Variationaldesign)是指设计对象的修改需要更大的自由度，通过求解一组约束方程来确定产品的尺寸和形状。约束方程可以是几何关系，也可以是工程计算条件，设计结果的修改受到约束方程驱动。变量化设计允许尺寸欠约束的存在，这样设计者便可以采用先形状后尺寸的设计方式，将满足设计要求的几何形状放在第一位而暂不用考虑尺寸细节，设计过程相对宽松。变量化设计可以用于公差分析、运动机构协调、设计优化、初步方案设计选型等，尤其在做概念设计时更显得得心应手。
谈到变量化设计，就不能不提及美国SDRC公司的VGX技术。VGX是VariationalGeometryExtended(超变量化几何)的缩写，是变量化技术发展的一个里程碑。它的思想最早体现在SDRC公司的软件产品I-DEASMasterSeries第一版的变量化构图中。VGX技术为CAD软件带来了空前的易用性，设计人员可以非常直观地、实时地进行产品三维几何模型的操作和修改，而且只需在一个主模型中，就可以动态地捕捉设计、分析和制造的意图并一气呵成地进行操作。VGX技术极大地改进了交互操作的直观性及可靠性，从而使CAD软件更加易于使用，富有效率。
冲压模具CADCAM技术状况 第7篇
CAD/CAM技术促进企业科技进步
一、前言
CAD技术在60年代兴起于工业发达国家，随着计算机硬件技术及制造业本身的飞速发展，CAD软件业也迅速成长起来。80年代初，国内开始CAD技术的应用，于80年代末形成规模。90年代初，我厂就开始CAD技术的应用，1997年开始进入集CAD/CAM/CAE，CAPP技术等多项高新技术于一身的逆向工程技术领域。现在CAD/CAM已成为企业设计、制造最基本的工具和方式。
二、CAD/CAM系统的建立
我厂是高低压电器元件和成套装置生产厂家。每年生产几千台套各种开关及开关设备。产品的特点是:品种更新快、交货时间短，其中钣金、冲压件占产品全部零件的80%以上。随着应用技术的发展和生产规模的不断扩大,工厂在“八五”、“九五”期间引进了日本的数控冲床、瑞士的激光切割机、焊接机械手、美国的加工中心、三座标测量仪等许多先进的加工设备进行了大规模的技术改造。在产品的设计实践中我们认识到,产品设计是决定产品性能、质量、水平和经济效益的重要环节,产品是否有竞争能力,在很大程度上取决于产品的设计。当今先进开关及开关设备的一切优良性能是集世界先进设计技术、先进造型技术、先进分析技术、先进加工工艺技术、先进制造技术并融新材料、新方法等于一身，是通过许多高科技的手段来实现的。开关设计由于要求体积小、机构操作既要可靠又轻便简单，因此在结构设计上、制造工艺技术上就有一定的特殊性，而加工工艺的制定又取决于前期的选型设计和结构设计。面对众多同行厂家的激烈竞争，为了加快自身科技进步的脚步，加速产品的升级换代，提高产品的高技术含量，早在1989年底，就开始关注CAD技术引进了模具CAD软件，对冷冲模进行了辅助设计，1992年又从西交大引进“JDS计算机自动布线”软件，使开关柜的二次接线布线图实现了计算机设计，为今后CAD技术的普及应用打下了良好的基础。1996年底，我厂经过调研，试运行，系统测试，于1997年初从华中理工大学引入了开目CAD软件。第一期的软硬件设备配置投资不到20万元系统已初具规模，而经过几个月的应用就取得了良好的效果，随着应用的不断深入，应用范围也越来越广。最初仅在设计科室应用，而今，从设计，工艺到生产加工已全面铺开。到目前为止我厂已经先后四次引入开目CAD软件共50多套，运行在60多台微机上，可以说已具有一定的规模。1998年初又从美国EDS公司引进UGII软件，开始由二维设计逐步转入三维设计，从而使我厂的设计水平前进了一大步。目前我厂仅技术口就配有：联想586计算机60台，SGI工作站一台，HPVectraXU两台，HP650，HP700绘图机各一台，EPSON喷墨打印机六台，累计投资二百多万元。所有的微机用NT网联接，SGI工作站也与微机采用网络联接，在微机上安装了FTP软件，采用双工方式实时以及后处理NC数控代码数据。在数控冲床工作区，采用数控NC系统提拱的通讯协议，NC机床的RS232C串行通讯口与PC486连接，数据传送采用半双工模式，允许NC与PC之间通过该线路进行双向轮流传输。我们还开展了CAD/CAM一体化的尝试，在UG上制作出零件的外形，进入UG的CAM模块生成.CLSF文件，再利用UG软件的通用后置处理生成.ptp文件，利用SGI工作站网络、PC网络、PC与NC机床间的通信，完成从CAD到CAM的一体化设计。
三、CAD/CAM/CAE的应用
1．三维设计与二维设计的集成我厂从1996年底开始全面推广二维计算机设计的应用，取得了较显著的成效。首先，应用二维CAD提高了绘图速度、图形方便、出图美观。从我厂应用开目CAD设计伊始，我们就非常重视CAD数据库的建立工作，在设计过程中，无论是结构设计，工艺设计还是模具设计，有许多工作是相同或相近的，对于这部分工作，我们称其为“标准件”，利用软件提供的强大功能，结合我国国家标准及本单位的具体情况，把它们全部做成“标准件数据库”，大大减少重复劳动使设计人员从繁锁的劳动中解放出来，有更多的精力到从事创造性的优化产品结构的设计。在引进开目CAD软件的同时，我厂还针对应用最多的钣金加工进行了二次开发，成功实现了钣金加工的计算机设计，制造一体化。自行设计开发出电流互感器二次绕组计算书，KYN4（A）10F对面桥自动生成模块。被评为华中理工大学的“最佳用户”、“典型用户”、省CAD示范企业。目前我厂产品开发全部应用CAD设计，出图率达98%以上，普及率100%，二维图纸已有上万张。然而，这一步仅完成甩图板的工程，在平面上生成图样，而无法实现三维造型布局和动态分析。我们认为要提高设计水平可通过应用现有的二维设计图建立三维数学模型进行三维的变形的设计，生成系列件图库，零件的模具图。
将已有资源通过优化组合而成为一种新的资源，这本身就是一个创造性劳动。二维与三维的集成就是这样一种综合性的技术运用工程。开目CAD与UG系统中的每一个部件对象都支持OLE/COM接口标准，开目设计软件都可生成一个DXF格式文件，而UG三维软件也可直接读取DXF文件格式，这使得二维与三维的集成成为可能。
2.应用三维技术进行新产品设计
1998年初我厂选用真空接触器作为使用UG进行产品开发的“样板设计”。进行方案设计时,首先，是进行满足技术指标要求的功能设计。利用UG的三维建模功能,进行外观设计,确定总体布局,做出简单的几何外形,制定出产品完成其功能应具备哪些功能部件,以及各功能部件之间的相对位置。根据不同的使用要求,设计出几种不同的方案,然后综合用户及各方意见,进行不断修改,直到满意为止。将方案模型做成彩色tif图片,在计算机上进行多媒体演示,以获得最佳效果。第二,总体结构设计。在这个阶段开始具体的工程设计。根据方案确定的结构,确定各部件的外形结构尺寸和配合尺寸,以及各部件之间的约束关系。第三,零、部件的结构设计。根据组成部件的各零件间的相关性和可修改性,进行“自上而下”,和“自下而上”的设计。在部件中,各零件的相互配合尺寸及空间位置、各种必要的数据被最终确定下来。部件设计完成后,根据部件中所确定的各零件的结构,再设计出形状各异的零件。设计人员综合使用三维UG软件的各种技巧，先后完成零件设计。第四，设计验证。利用UGInfoAnalysisinterference检查装配件之间是否有干涉,相互位置是否正确,将大量的设计误差消灭在出图之前。利用MSC/Nastran软件对结构体进行有限元分析计算,利用UG/GFEMPlus模块来做有限元的前后处理,得出在高速运动及强力作用下结构体的动态特性及动态响应,为设计零件的结构形式及所选材料提供依据,从而确保设计出的零件结构合理,材料选用恰当。根据检查、分析、计算结果,反过来对设计进行反复修改,使零、部件得到最优化设计,设计出完美的产品。最后,我们将所有的零件进行细化,并作出二维工程图纸。
3．利用UG的CAE功能进行产品的机构分析
利用UG中的cationMechanism进行运动件的运动分析。在运动过程中检查运动件间的约束关系是否正确,运动过程中是否有干涉。这在利用图板设计中是无法实现的。这不仅提高了设计质量而切能准确地预测产品的性能。如我们应用UG所完成中置柜的机构分析。首先，利用UG的高级建模功能完成中置柜主要部件的三维造型，包括接地开关传动闭锁装置，活门联琐装置，并用UG的装配功能将这些零件装配在一起。完成装配后，标记出相对运动的各零件间的连接点和方向，据此，用UG的机构分析模块分别定义出活门联锁机构的组成元素。根据机构的组成原理,先生成组成活门联锁机构的运动构件，UG中称之为连杆(link)，可以用三维零件实体作为连杆，根据实际机构中各构件的运动关系在连杆间建立运运动副(joint)。并且按实际运动定义两个主动运动副：上、下活门，并且规定转向运动的极限值，最后形成一个完全约束(自由度为零)的活门运动机构。
利用UG/Mechanism中的Artification功能求解，仿真给定机构的运动，求活门运动轨迹，利用后处理功能中的Trace功能将活门定义为被跟踪轨迹的物体。通过运动分析和后处理，可以很方便地求得活门运动的最大极限值等，检查运动时各零件的干涉情况。利用UG/Mechanism功能,我们在很短时间内解决了活门的运动规律问题。UG中构成机构的构件(link)是真实的三维零件实体,因此整个机构直观、形象而且十分准确。后处理功能中可以利用测量、跟踪轨迹和干涉检查等手段求得所需运动部件的各种参数。所以说要精确描述现实空间的运动，必须以三维实体为基础，以此形成运动构件，合理选取运动副和运动条件，实现机构的正确约束，在定义运动副时，其运动、原点、方向、限制点对机构建立的正确与否有重要作用。
四、CAD/CAM应用过程中的几点体会
第一循序渐进的目标，分期恰当的投资，正确可行的实施方案很重要
任何事物都有其发展规律，CAD/CAM这一先进的制造技术也经历了漫长的发展道路。同样，要实施掌握这一技术必然会有一个过程，即使在发达国家成功率也非100%，部分在某阶段停滞不前，部分则失败，关键也许就在于目标，投资，实施三者应切合实际并取得平衡，目标应具体且易于实现并能为实现下一个更大目标打下基础，投资应以刚够用为宜，防止产品更新换代或闲置造成浪费。实施方案应具体，可操作性强并与强有力的行政措施相结合加快实施进度。
第二领导的决策和目标至关重要
我厂的CAD/CAM的应用之所以能够迅速推广，是因为厂领导直接提出实施目标，制定实施措施。1996年底厂领导决定先引进开目CAD对工程技术人员进行普及推广实现甩图板工程，当这一目标实现后，1997年底，又不失时机地组织CAD应用的专题研讨会，对如何进一步提高设计效率，缩短设计周期，减少设计差错，特别是怎样在更高层次上应用三维软件进行实体模拟，以减少样机试验的工作量方面进行了充分的探讨，最后经过认真调研从美国EDS公司引进UGII软件，并制定了详细的实施规划。
第三具有一支素质良好的技术队伍并培养骨干分子是实现目标的重要保证。
在我们技术口，想起实现丢掉图板的过程，大家都很感慨，尤其是年纪稍大，英语基础差的老技术人员，承受了很大的竞争压力，既要改变几十年技能与习惯，又要学习新技术，应用新技术从
事设计工作，这确是非常艰苦的过程，在这过程中青年骨干发挥了传帮带的作用，达到了“以点带面”的目的，正所谓“榜样的力量是无穷的”很大程度上加快了新技术的推广普及进程。它体现出我厂这支技术队伍的良好素质和务实精神。目前，技术口年轻人的比例大大增加，更增添了这支队伍的活力。
第四培训在实施过程中，自始至终是重要手段。
CAD/CAM技术主要是在实践中学习的，在CAD/CAM各个实施阶段，各有其特定的目标和特定的技术难点，我们实施“火炬式”的接力培训，采用边实践边培训边应用的方法，使得CAD/CAM技术迅速推广。
第五依靠高校或高技术产业，走出一条到达目标的又快又好的捷径。
冲压模具CADCAM技术状况 第8篇
一、设备故障频发原因分析
卡车厂现有大中型压力机80多台, 按投产年代划分, 上世纪80年代生产的占50%以上, 90年代以后购进的占20%, 只有极少数压力机是70年代以前购进的。因购置年代较早、设备运行状态不同和技术功能不全, 给日常使用和维修管理造成极大不便。例如, 有些压力机因无过载保护功能, 经常出现误操作或损坏后无法修复;有些压力机因没有移动式工作台, 不仅给产品转换增加了难度, 也延长了生产准备时间;因设备强度设计存在问题, 无法保证长时间正常运行;因生产任务重和计划调度不科学, 造成设备长期满负荷运行和承受工艺能力不均等。
(1) 需长期连续和满负荷运行。压力机原设计选型是按两班制生产设置的, 但在持续高产时, 许多冲压线都是昼夜连续运转, 无形中加速了设备的疲劳磨损。受设计刚度影响, 冲载压力不得超过额定工作压力的80%, 否则会降低设备零部件的使用寿命。但在实际生产中, 为满足高强度钢的生产要求, 冲载压力往往是额定工作压力的85%～90%, 拉延压力是额定工作压力的95%, 经常出现传动轴断裂、齿轮打齿和拉紧螺栓松动等故障。
(2) 承受工艺能力不均。一是因工艺产品制作孔位不均, 造成压力机偏载;二是小模具在大台面压力机上使用时, 为适应拉伸垫位置不得不偏装, 造成压力机偏载和滑块受力集中, 不仅容易损坏传动部件, 也极易使滑块变形。在特殊生产时, 为满足高强度钢板的生产需求, 要将液压保护背压调大或将液压保护功能取消, 以保证压力机在承受大载荷时不发生卸载, 而造成设备硬镦现象。
二、提升压力机工作状态的必要性
工厂在上世纪90年代购置的30台压力机中, 有14台的连续行程次数较高, 为20次/min。因设计及制造问题, 造成设备主要构件的可靠性差和损坏率较高, 既不能满足大覆盖件拉延质量要求, 也无法保证模具安全。在80年代后期投入使用的52台国产压力机, 因设计和制造问题造成主传动零部件磨损和损坏严重、设备精度衰减较快, 已处于需要修复的状态。在60年代投入使用的8台压力机, 因进入故障多发期, 每年投入的维修成本也比较大。受零件加工进度、备件采购周期、设备产能、维修人员数量的影响, 企业虽然将全部维修力量都投入到设备抢修上, 但仍解决不了故障骤增问题。
(1) 影响产品质量。卡车驾驶室与车架制件、轿车内表面制件的生产, 是由两个冲压车间完成的。设备的技术性能与运行状态, 不仅关系到卡车总成和轿车制件质量、安全和产量指标的完成, 也影响了能源与制造成本指标的完成。因卡车和轿车产量以及制件公称压力的逐步增大, 只有保证冲压设备运行状况稳定, 才能避免发生产量拖欠和生产成本上升问题。
(2) 设备老化严重。卡车厂的80多台压力机, 仅有一条机器人自动冲压线, 多数压力机的服役时间已超过20年, 设备的自然劣化、设计结构缺陷和技术功能等问题, 与当前压力机相比有较大差距。如果保证中、重型卡车年产10万辆的生产能力, 保证轿车及卡车散发制件的按期供应, 必须采取有效措施提升设备的运行状态, 才能保证上述生产任务的顺利完成。
(3) 维修费用增多。企业维修费用预算指标与实际需求之间存在较大缺口, 工厂分配给每个车间的维修费用一般是按年度计划指标执行的, 通常不与产值、设备原值及服役年限挂钩。对设备老化严重和故障率较高的车间, 费用缺口问题会更加突出。在故障突发期时, 不得不将大部分维修费用用于设备抢修上, 不仅约束了高端技术和高性能产品的引进, 也影响了提高设备运行状态和技术含量措施的实施。
三、提升压力机工作状态的途径
随着一汽公司原设备修造厂、专用机床厂经营模式的改变或转向, 设备的轴类和齿轮类零件只能外购或外加工, 不仅使备件采购和外委制造费用进一步增大, 也因采购周期长、备件短缺等造成停机时间加长。为解决好上述问题, 应采取以下措施。
(1) 提升备件制造及加工能力。卡车厂现有的机加工设备, 除1台数控镗床外, 其他都是上个世纪末的普通金切机床, 因加工范围较窄和投产年限较长, 而且数量少和精度低, 已不能满足80多台大中型压力机和2000多台小型设备的配件加工任务。为此, 应加大机加工设备的投入, 不仅可以自制机床备件、节省维修费用, 而且部分模夹具、非标产品等也可实现自制。
(2) 应调整好维修费用的投入额度。为完成公司各项经济指标, 最大限度发挥维修费用指标作用, 财务主管单位应依据公司年度总体财务预算, 为各专业厂科学地制定出维修费用指标。对装备完好率低、设备异常停歇次数多、设备结构缺陷明显和技术落后的分厂, 在做好费用指标流向调整工作的同时, 还应积极倡导以降低制造成本为宗旨, 做实自主维修和弱化外委工作。在实现设备自主维修和做好自主改造工作基础上, 提升员工处理问题的能力和强化维修队伍管理, 既有利于员工技能水平提高, 又能使设备运行状态得到改善。
(3) 加大设备更新力度。由于大部分冲压设备的服役时间较长, 虽然经过多次技术改造, 但设备技术状况仍处于较低水平。因此, 必须通过引进先进技术和逐步提升设备技术状态等方式, 彻底改变压力机整体技术状况落后的局面。例如, 通过陆续增加多条冲压自动生产线, 既能大幅度提升冲压生产效率和实现快速制造能力, 也能省去大量操作和辅助工人, 使生产成本得到大幅度降低。
(4) 提升相关人员技能水平。工厂现有的装备技术人员中, 大多数不是锻压专业出身, 因此, 工厂要从多渠道、多专业、多方位让他们参加锻压专业的技术培训, 不仅要掌握冲压行业发展动向、能紧跟当前国内外先进技术发展步伐, 还能为提升冲压设备技术水平做好工作。例如, 将企业重点培养的年轻技术人员送出去进行系统的专业学习;让参加过外部培训的工程师当老师, 对维修工和操作工进行实地培训, 以提高他们的维修和操作技能。以例会制度展示设备存在问题, 对设备缺陷进行及时整改。利用车间早晚交班会、每周及节假日检修平衡会, 由使用班组提出设备存在问题, 结合维修班组点检情况, 由车间统一制定解决方案。
(5) 加大设备管理力度。应做好设备点检工作, 保证重点设备始终处于受控状态;深入开展典型故障分析, 并编辑成案例供员工学习;组织不同专业技术人员组成攻关小组, 分析故障发生原因和制定防范措施;对人为原因造成的设备损坏、因点检及维修工作不到位造成的故障发生, 除按设备管理制度处罚责任人外, 还要将处理结果在车间报栏内予以公示。
(6) 做好研究性课题规划。搭建好冲压设备管理平台, 就是要充分发挥维修人员技术专长, 营造技术交流氛围和提高冲压专业维修人员业务水平。维修部门应依据所辖设备情况拟订出技术创新与研究性课题, 工厂对预期效果显著的项目, 不仅要在政策上给予倾斜, 还应创造条件促其完成。通过建立维修效果评价体系, 从立项内容、实施过程、完成效果和维持时间等进行综合评定, 既可锻炼项目负责人的综合能力, 又能有效落实车间的年度技术改造计划。年度预算指标制定与分配, 应本着少花钱、多办事和见实效的原则, 将维修费用利用好。
四、结语