覃家金
摘 要:CAD/CAE/CAM是現(xiàn)代制造業(yè)不可或缺的計算機(jī)輔助設(shè)計、分析和加工軟件。文章主要闡述CAD/CAE/CAM技術(shù)在塑料制品模具設(shè)計制造中的應(yīng)用流程,以及如何提高軟件使用效率并降低企業(yè)成本的一些方法。
關(guān)鍵詞:CAD/CAE/CAM;模具;流程;效率;方法
前言
計算機(jī)輔助設(shè)計CAD(Computer Aided Design)/計算機(jī)輔助工程CAE(Computer Aided Engineering)/計算機(jī)輔助制造CAM(Computer-aided manufacturing)簡稱CAD/CAE/CAM。CAD/CAE/CAM技術(shù)可以提高模具產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量、縮短模具設(shè)計與制造周期、降低產(chǎn)品成本。對于設(shè)計者來說,了解并掌握相應(yīng)的設(shè)計軟件與設(shè)計方法是非常重要的,因此在模具企業(yè)中,一個優(yōu)秀的設(shè)計師必須熟練掌握CAD/CAE/CAM技術(shù)相應(yīng)的使用流程以及便捷的操作方法,這對設(shè)計師的設(shè)計進(jìn)度與項目管理起著至關(guān)重要的作用。
1 CAD/CAE/CAM在塑料制品模具設(shè)計制造中的實施流程
模具設(shè)計基本流程,首先是產(chǎn)品三維模型的構(gòu)建,然后是模具的建模,再者是模具各零部件二維工程圖的繪制,最后是加工制造。三維模型的設(shè)計軟件大致有3Dmax,sketch UP,ProE,UG,solidworks 和Creator軟件等,ProE屬于中低端設(shè)計軟件,能完成中等難度的機(jī)械產(chǎn)品模具設(shè)計,深受中小企業(yè)歡迎;二維制圖軟件大致有AutoCAD,國內(nèi)CAD還有中望CAD和CAXA電子圖版等,但是應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有AutoCAD應(yīng)用廣泛,因此文章基于三維建模軟件ProE、加工軟件Mastercam和二維制圖軟件AutoCAD對塑料模具設(shè)計流程進(jìn)行簡單的闡述。以鐘表前蓋塑料制件作為參考,如圖1。
圖1
鐘表前蓋塑料模具設(shè)計制造流程大致如下:(1)ProE工件建模。工件必須具備滿足工藝構(gòu)件的力學(xué)分析以及工藝結(jié)構(gòu)的合理性要求,所以在進(jìn)行零件建模時,要考慮使用ProE軟件自帶的分析模塊對零件進(jìn)行力學(xué)分析及結(jié)構(gòu)合理性的檢測。(2)AutoCAD完善工件工程圖。(3)ProE模具建模。a.建立模具模型(設(shè)計工作目錄、建立參考模型、建立模具模型);b.設(shè)置收縮,材料ABS塑料收縮率為千分之五;c.創(chuàng)建工件,即能完全包容零件的方形或其它形狀金屬零件,一模八腔的設(shè)計方法;d.分型曲面,沿工件背面曲面進(jìn)行分型;e.分割體積塊,選擇塑件底面為單分型面,也可以考慮雙分型面,此處考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)批量,須采用雙分型面的分割方法,利于流道脫模和產(chǎn)量的提高;f.抽取模具元件,即實體化之前的構(gòu)建曲面;g.鑄模,即往型腔中注入塑料,成型零件;h.仿真開模,即以分型面起始,打開設(shè)計完成的塑料模具定模和動模;i.模具檢測,分析塑料成型工藝過程的合理性,如脫模斜度是否合理,零件開模是否存在干涉,塑料注射過程是否異常等;j.模架的選擇,使用塑料模模架外掛EXM,選擇點澆口基本型DA型模架,如圖2;k.ProE出零件工程圖;l.ProE導(dǎo)出零件AutoCAD工程圖。(4)AutoCAD修飾零件工程圖。(5)UG或Mastercam加工模具零件。
圖2 點澆口基本型DA型模架
2 CAD/CAE/CAM在塑模設(shè)計制造應(yīng)用中提高時間效率并降低企業(yè)成本的一些方法
(1)ProE三維建立產(chǎn)品模型時,應(yīng)該時時注意相似產(chǎn)品模型的建檔,因為ProE設(shè)計軟件本身是具備參數(shù)化設(shè)計的,最好建立一些基本的常用零件模型,如墊片、推板、噴嘴、定位圈等等,可以大大縮短零件模型設(shè)計的時間。(2)EMX是ProE軟件中的塑料模外掛,其中包括標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇,合理使用EMX可有效提高模具設(shè)計效率。(3)ProE設(shè)計模具時,應(yīng)使用模流分析模塊對成型零件以及流道的流動性能進(jìn)行分析,進(jìn)而改善零件的力學(xué)性能及結(jié)構(gòu),以此提高零件的工藝合理性,提高設(shè)計效率。(4)AutoCAD出工程圖時,應(yīng)注意在工作起始時建好標(biāo)準(zhǔn)繪制圖層,如標(biāo)注層、實線層、虛線層、剖面線層、中心線層等等,在完成一次設(shè)定后,以方便日后可以無限次使用已制作好的繪圖層,節(jié)省繪圖時間。(5)分類歸檔每次設(shè)計完成的模具CAD工程圖,包括整體模架三維圖和單個零件圖(如凸凹模零件圖),方便日后碰到相似產(chǎn)品時快速開發(fā)設(shè)計。(6)碰到大型開發(fā)設(shè)計項目時,利用ProE的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同功能,把整體模具設(shè)計過程細(xì)化并分配至各相關(guān)設(shè)計部門進(jìn)行底層設(shè)計,即并行工程設(shè)計。(7)AutoCAD繪制工程圖時,為提高繪圖速度,可以定義一些常用指令的別名,最好全部歸到左手,方便右手拿鼠標(biāo),比如格式刷,原來是ma,可以定義成er;利用已有的設(shè)計插件,減少標(biāo)準(zhǔn)件的繪圖。(8)零件加工時,為提高加工效率,盡可能使用Mastercam自動代碼生成模塊。
3 結(jié)束語
CAD/CAE/CAM一體化在塑料模具開發(fā)中的應(yīng)用,降低了模具開發(fā)的難度,提高了開發(fā)的效率。通過文章的闡述,不僅為相關(guān)的行業(yè)工作者提供技術(shù)參考,增強(qiáng)個人以及企業(yè)競爭力,同時也從側(cè)面為高職高專院校提供有效的教學(xué)改革指導(dǎo)。
參考文獻(xiàn)
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