模具之家讯：模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，模具的设计、制造质量和速度直接影响着产品的质量和上市周期。随着工业的迅速发展，对模具的精度要求越来越高，设计周期也要求越来越短，传统的模具设计方法已无法适应当今的要求而计算机辅助技术无论是在提高模具精度、缩短模具设计周期，还是在降低成本、减轻劳动强度方面，都具有极大的优越性。采用CAD/CAE/CAM一体化技术实现模具的设计与制造，在模具制造业中数控加工是生产过程中不可缺少的环节，尤其在模具生产几何外形复杂、精度要求较高的产品。

计算机辅助设计CAD

模具技术是制造业中发展最快的技术之一，从理论上说，它是CAD技术最能发挥优越性的领域。但我国目前模具CAD的成果并不十分显著，这项技术的巨大潜力还未充分发挥出来，解决这个问题的关键就是要提高模具的设计效率。简要说来可从以下几方面着手：1．模具CAD的参数化；2．模具CAD的智能化；3．模具CAD的一体化从传统的设计方式向CAD/CAE/CAM一体化方向发展，能够对设计和制造过程中信息的产生、转换、存储、流通管理进行分析和控制，将它们有机地“集成”在一起，这样有利于取得最佳效益；4．模具CAD的专业化，更好的方法是软件公司与专业模具厂密切合作，开发专用性很强的模具CAD软件，如美国PTC软件公司与日本TOYOTA汽车公司在PRO/E软件基础上开发的模具型面设计模块PRO/DIEFACE等。对于国内的模具厂家来说，在引进国外先进CAD软件（如UG、Pro/E等）的基础上，利用二次开发技术，针对本部门产品的特点，开发专用的模具CAD系统是一条可行和经济之路。
CAE技术的应用

利用CAE技术，可以在模具加工前，在计算机上对整个成型过程进行模拟分析，以便设计者能尽早发现问题并及时进行修改，而不是等到试模后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方法的一次突破，而且在减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等方面，都有着重大的技术、经济意义。模具的设计不但要采用CAD技术，而且还要采用CAE技术，这是发展的必然趋势。
模具数字化制造CAM

广义的CAM一般是指利用计算机辅助完成从毛坯、加工、装配成产品的制造过程中的全部活动。包括工艺准备、生产作业计划、物流过程的运行控制、生产控制、质量控制、数控机床、机器人、其它计算机控制的设备及由数控机床等组成的生产单元、生产线如FMC、FMS、FTL等直到 CIMS（计算机集成制造系统）等等。也即涵盖了整个制造过程中所有一切运用计算机的领域。



柔性制造系统

柔性制造系统是CAM辅助单机自动化发展为制造系统自动化的典范。应用CAM的柔性制造系统集高柔性、高效率、高质量于一体，和其他先进制造技术的结合，有可能把离散型的机械加工企业改变为相对稳定、可以连续作业的流程式企业。使传统机械制造企业长周期、高成本、低效率、质量不稳定、劳动强度大等长期解决不了的问题得以解决。



快速成型技术（简称RP技术）

以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件，过程如图2所示。它大大缩短产品开发周期；成倍降低新产品研发费用；提高了制造复杂零件的能力；使复杂模型的直接制造成为可能；提高新品研发一次成功率；可以及时发现产品设计的错误，做到早发现、早更改，避免更改后续工序所造成的大量损失。可应用于：1.产品样品（手板）制作；2.产品方案选择产品外观评估；3.装配验证；4.产品功能测试与结构分析；5.产品的市场推广，用户看样订货；6.制作母模，如图3所示。


逆向工程

逆向工程通过利用三维数字化测量设备准确、快速测得轮廓的几何数据，并加以建构、编辑、修改生成通用输出格式的曲面数字化模型，从而生成三维CAD实体数模、数控加工程序或快速成型制造所需的模型截面轮廓数据，为抢占商机、赢得市场节省了大量宝贵的时间，并且有效规避了风险，可应用于航空、汽车、通讯、电子、轻工、建筑、教育、医学、科研等领域的新产品开发试制。
具体工作措施

CAD方面

(1)扶植和培育发展模具行业CAD咨询服务业。CAD应用是一项系统工程，咨询服务在这项工程中起着桥梁和纽带作用。目前一些先进地区在CAD咨询服务建设方面已有成功的典范，带动了一大批企业技术创新和产品开发能力的提高。在资金投入、政策扶植、基础建设、人才引进、机制转换等方面加大力度，集中使用，将产生显著的社会和经济效益。
(2)引导和鼓励企业深化应用ＣＡＤ技术，制定引导性政策。
(3)向国家有关综合部门为企业争取ＣＡＤ应用专项基金。主要用于对CAD应用成效显著的企业给予适当奖励和补贴；对在CAD应用工程中做出突出贡献的CAD技术应用、推广、开发先进个人和优秀人才给予奖励和表彰。
(4)加强宣传和培训，做好CAD深化应用的基础工作。培训的内容包括软件应用、设计流程和方法等方面的培训。在现有基础上，重点针对广大中小企业继续开展多层次的CAD培训，通过集中学习、下厂服务、技术讲座、演示会等多种形式，针对企业应用CAD的不同需求，如二维、三维CAD、CAPP、CAM、二次开发等，开展不同类型的培训活动，为企业尤其是中小企业培训大量不同层次的CAD应用人才，并加大宣传力度，让企业领导真正认识CAD技术，从而不断推进CAD普及应用工作进程。
(5)改变观念。以提高效率为出发点，将实体设计看作是非常必要和必须坚持的事情。



CAE方面

（1）要给予CAE 足够的重视。一项新的技术从提出到应用再到产生效益总有一个成长的过程，尤其是在起步阶段，还特别需要各个方面的重视和支持，只有这样，才能共同把这项工作做好。
（2）CAE的价值有很大一部分隐含或体现在设计工作中，因此，单从CAE部门自身的效益很难看出工作的价值。另外，还要理顺关系，责权明确，避免出现“做好了是设计人员的功劳，做不好是分析人员的责任”的现象。
（3）CAE 行业正处于一个快速发展、成长时期，从业人员流动性较大，因此有必要从政策上对此予以引导和扶持，采取有效措施吸引、留住人才，保证工作的持续性。
（4）现在的CAE技术已经基本成熟，CAE 软件的可用性、可靠性和计算效率问题已经基本解决，CAE 软件应该成为设计工程师实现工程创新、产品创新的得力助手和有效工具，一些比较简单的分析计算可以在CAD软件上直接完成。
（5）及时发现问题、解决问题。能在设计早期进行CAE 分析，及时发现可能存在的问题，是对设计工作的一个重要补充。

CAM方面

（1）高速高精度加工和成形设备。高速高精度加工的NC编程的投入会因为加工效率和精度的提高而得到成倍的回报。其产业化的重点是：精密零部件（如精密轴承、高速齿轮）的成套加工技术，近终形加工技术（如精密铸造、精密锻造、精密冲压、超塑性成形、回转成形），自动化成形装备及集成系统，快速原型成套技术及装备，相关工艺过程分析、模拟和优化软件，模具加工工艺及设备。
（2）数字化制造设备。数字化制造设备是提升制造业技术水平的重要手段，是制造业实现信息化的基础，发展各种数字化设备是振兴装备制造业的必由之路。机床是制造业的基础设备。机械加工行业对高质量数控机床的需求量越来越大，迫切要求对我国传统机械加工行业进行数控化改造。产业化的重点是：高性能伺服电机及高精度数字化智能控制系统，高质量的车、铣数控机床及加工中心，高精度多轴联动数控机床、可重组柔性数控机床及特种数控机床，光、机、电一体化的胶印机等。
（3）工业机器人。采用工业机器人及其自动化生产装备对改进产品质量、降低生产成本、减小劳动强度、提高生产率具有重要的作用。我国工业机器人的生产技术已相对成熟，并具有小批量生产能力。产业化的重点是：工业机器人的生产设备及控制系统（包括锻压、喷涂、焊接、搬运、装配和检测），基于工业机器人的自动化生产线。
（4）激光加工技术及设备。激光加工技术具有应用范围广、工艺灵活、加工精度高、质量好、生产过程清洁以及便于实现自动化、柔性化和智能化等优点，可以对金属和非金属材料进行切割、焊接、表面处理、打标、打孔及微细加工等。产业化的重点是：性能稳定的大功率激光器，大型轧辊表面强化设备，激光精密加工设备，激光切割和薄钢板拼焊用成套设备等。
（5）粗加工高速化。粗加工的发展趋势是中转速、中吃深、高进给、多层加工完成。虽然加工的层数增加了，但由于机床功率实现了最大化，一般可使加工效率提高30%以上。粗加工高速化的工艺方法，特别适应了粗精一体化加工机床的特点，不失为一种值得推广借鉴的新技术。
（6）镶块铸件化与高效加工。镶块的加工在模具总的加工量中占很大比重，有效降低这部分工时意义很大。最好的加工办法是少切削和无切削，目前发展的重点就是镶块的铸件化和通过合理设计来最大程度地减少加工面。
（7）少人无人化加工。无人化加工可以最大程度地降低人工成本和人为错误，并能实现24小时的连续生产。在目前劳动保护条件越来越高、节假日越来越多的情况下，少人和无人化加工技术成为一种天然的选择。无人化可以从少人化、从精加工、或从拉大两班之间的时间等等最容易实现的方面开始实行。无人化应紧紧围绕提高机床利用率、降低失误率来发展。
（8）钳工制造的只装不配少修。消灭钳工是国外一些模具企业提出的理想和口号，它集中地代表了模具制造技术的发展方向：通过CAD技术的提高而实现全数字化制造和少人无人化加工；通过CAM技术的提高而实现装配、研合、推磨等钳工作业的高效；通过CAE技术的提高而实现模具调试一举成功。

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