CAD/CAE/CAM在塑模設計制造中的實施及提高效率的方法

覃家金

摘 要：CAD/CAE/CAM是現代制造業不可或缺的計算機輔助設計、分析和加工軟件。文章主要闡述CAD/CAE/CAM技術在塑料制品模具設計制造中的應用流程，以及如何提高軟件使用效率并降低企業成本的一些方法。

關鍵詞：CAD/CAE/CAM；模具；流程；效率；方法

前言

計算機輔助設計CAD（Computer Aided Design）/計算機輔助工程CAE（Computer Aided Engineering）/計算機輔助制造CAM（Computer-aided manufacturing）簡稱CAD/CAE/CAM。CAD/CAE/CAM技術可以提高模具產品的設計質量、縮短模具設計與制造周期、降低產品成本。對于設計者來說，了解并掌握相應的設計軟件與設計方法是非常重要的，因此在模具企業中，一個優秀的設計師必須熟練掌握CAD/CAE/CAM技術相應的使用流程以及便捷的操作方法，這對設計師的設計進度與項目管理起著至關重要的作用。

1 CAD/CAE/CAM在塑料制品模具設計制造中的實施流程

模具設計基本流程，首先是產品三維模型的構建，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。三維模型的設計軟件大致有3Dmax，sketch UP，ProE，UG，solidworks 和Creator軟件等，ProE屬于中低端設計軟件，能完成中等難度的機械產品模具設計，深受中小企業歡迎；二維制圖軟件大致有AutoCAD，國內CAD還有中望CAD和CAXA電子圖版等，但是應用遠遠沒有AutoCAD應用廣泛，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對塑料模具設計流程進行簡單的闡述。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件的力學分析以及工藝結構的合理性要求，所以在進行零件建模時，要考慮使用ProE軟件自帶的分析模塊對零件進行力學分析及結構合理性的檢測。（2）AutoCAD完善工件工程圖。（3）ProE模具建模。a.建立模具模型（設計工作目錄、建立參考模型、建立模具模型）；b.設置收縮，材料ABS塑料收縮率為千分之五；c.創建工件，即能完全包容零件的方形或其它形狀金屬零件，一模八腔的設計方法；d.分型曲面，沿工件背面曲面進行分型；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，此處考慮產品的生產批量，須采用雙分型面的分割方法，利于流道脫模和產量的提高；f.抽取模具元件，即實體化之前的構建曲面；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在塑模設計制造應用中提高時間效率并降低企業成本的一些方法

（1）ProE三維建立產品模型時，應該時時注意相似產品模型的建檔，因為ProE設計軟件本身是具備參數化設計的，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計的時間。（2）EMX是ProE軟件中的塑料模外掛，其中包括標準模架的選擇，合理使用EMX可有效提高模具設計效率。（3）ProE設計模具時，應使用模流分析模塊對成型零件以及流道的流動性能進行分析，進而改善零件的力學性能及結構，以此提高零件的工藝合理性，提高設計效率。（4）AutoCAD出工程圖時，應注意在工作起始時建好標準繪制圖層，如標注層、實線層、虛線層、剖面線層、中心線層等等，在完成一次設定后，以方便日后可以無限次使用已制作好的繪圖層，節省繪圖時間。（5）分類歸檔每次設計完成的模具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品時快速開發設計。（6）碰到大型開發設計項目時，利用ProE的網絡協同功能，把整體模具設計過程細化并分配至各相關設計部門進行底層設計，即并行工程設計。（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，比如格式刷，原來是ma，可以定義成er；利用已有的設計插件，減少標準件的繪圖。（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 結束語

CAD/CAE/CAM一體化在塑料模具開發中的應用，降低了模具開發的難度，提高了開發的效率。通過文章的闡述，不僅為相關的行業工作者提供技術參考，增強個人以及企業競爭力，同時也從側面為高職高專院校提供有效的教學改革指導。

參考文獻

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