CAD、CAM之參數化方法模具行業實踐之（一）參數化設計

白秋敏，鄭慶豐，曹世紅，杜亞普

（1.石家莊奧森自動化儀表有限公司，河北石家莊050081；2.石家莊精誠不銹鋼制品有限公司，河北石家莊050000）

CAD、CAM之參數化方法模具行業實踐之（一）參數化設計

白秋敏1，鄭慶豐2，曹世紅1，杜亞普1

（1.石家莊奧森自動化儀表有限公司，河北石家莊050081；2.石家莊精誠不銹鋼制品有限公司，河北石家莊050000）

根據模具行業的特點，結合筆者多年的工作經驗提出了一個參數化和同一數據庫的概念，旨在解決模具設計中尺寸確定時考慮因素多、關聯尺寸多、特殊結構多、后期變更修改多、相關人員工作量多的問題。經實踐證明，該概念應用于操作中可以有效提高模具設計、制作的工作效率，避免大量不必要的工作量和降低出錯的機率。

模具設計；全參數模型同一數據庫模型；關聯尺寸；尺寸鏈矛盾；模具變更修改

引言

模具行業是以機械加工工藝、鑄造工藝等相關知識為基礎、集設計、制造、裝配于一身的單件小批量機械生產行為。與傳統和一般意義上的加工行業不同，它對相關制作人員——不管是理論基礎、實踐經驗，還是職業素養上都提出了比較高的要求。

在我所就職的公司里，模具種類主要是針對失蠟鑄造模具這個方向的模具品種——蠟模具的設計與制做。結合長期的工作經驗，在設計和制作模具的過程中提出了一個參數化和同一數據庫的概念，經過實踐發現其效果很好。

1 蠟模具的優勢

相比于塑料、鍛壓、沖壓、擠出、吹塑等，模具品種有其自身的獨特特點，總結歸納為：蠟模的零件體量不大，其顯著特點是壁厚厚薄不一，所以模具的尺寸各部位的收縮率不同，這就給模具三維模型的設計提高了難度。做模的原始設計三維模型在這里是沒有用的，通俗點說，客戶給的模型、鑄造廠給的模具尺寸圖只是參考。模具最終成品的尺寸，需是綜合多方面考慮因素的結果。

首先，每做模具必須能畫出三維模型來，（這有什么不同呢，拿塑料模具來說，設計零件模型按設計最原始尺寸建立，模具按整體收縮率放一次就可以制作模具了，蠟模不管原始設計都必須按模具的收縮完的尺寸完整建立三維模型），因為在設計模型的過程中有時會遇到尺寸鏈矛盾的情況發生，無三維模型的情況下，靠設計制圖者的人工查找，工作量巨大，且難免有遺漏。

再者，由于蠟模模型零件的結構，會產生很多芯軸，抽塊，深腔，細孔等一些衍生出來的結構，這樣對模具的設計又增加了一定的難度，同時相應的這些特殊的結構部分，也會給加工帶來一些不必要的麻煩。比如深腔，在加工上普通加工方式上就有可能把模具在原來的基礎上再分層設計制作，或用放電加工的方式進行加工等等。

其次，在模具使用過程中，由于兩次收縮引起的鑄件不確定因素比較多。因此，模具的變更修改也是這個行業中面臨的比較大的問題。

2 模具加工中應用參數化數據庫統一

在設計和制作模具的過程中提出了一個參數化和同一數據庫的概念，通過全參數模型同一數據庫模型模塊的建立，把參數化設計加工貫穿到整個設計和制造的過程中，很大程度上縮短了模具設計、制造、變更的周期。再通俗點說，全參數模型同一數據庫模型就是模具一旦開工，它的后續的制作就成了模式化的過程，傻瓜式的生產過程易于后續的模具的制作和修改。這種過程控制是現代化設計制造的比較先進的模式，在專業上還有另外的一種叫法稱為自頂向下的模式。所以說，在模具制造起步階段的起點是要比較高的，就是說在設計中盡可能要選擇一款全參數化的三維軟件。

那么回到參數化數據庫統一的這個概念上來，這個概念是什么意思呢？怎樣實現的呢？它的優勢在哪里呢？又是怎樣在工廠實際生產中應用這一原理的呢？通俗一點說，原則只有一個，就是基于設計模型，所有的模塊（三維建模，模具設計，加工程序生成，二維圖紙，裝配運動等等）的數據都從這個原始的模型來，所有設計過程都必須遵循參數化關聯的原則，各模塊之間應用統一的數據庫，在每個設計過程中的每一項操作，實際上都是在對這個數據庫進行更新，所以設計開始就強調了參數化的概念。那么這樣做最大的好處是什么呢？當設計者在任意一個模塊中（這些模塊包括：三維建模、模具設計、加工程序生成、二維圖紙、裝配運動）更改設計特征，那么由于各模塊都應用統一的數據庫并通過參數進行關聯，于是，這個特征更新自動帶入所有的設計過程中，實現牽一發而動全身的效果。這樣，設計者不會錯過任何模塊的改動，因為這些改動是關聯自動生成的。不會漏改，錯改，不用重復任何一個設計過程。因為這個過程是自動的。

模具加工中應用參數化數據庫統一這一原則，給現行的模具制作帶來的優勢是巨大的，不但大大提高了模具的工作效率，還避免了大量不必要的工作量和出錯的機率。

將參數化理念應用到加工、工藝等領域，實踐證明參數化設計、工藝和加工，有效提高了生產質量和生產效率。實踐證明，在模具制作工作當中，參數化模型引入是事半功倍的應用。

（編輯：劉楠）

CAD，CAM Industry Mold of Parametric Methods Practice Parametric Design（a）

Bai Qiumin1，Zheng Qingfeng2，Cao Shihong1，Du Yapu1
（1.Shijiazhuang Orson Automation Instrumentation Co.，Ltd.，Shijiazhuang Hebei 050081；2.Shijiazhuang Jingcheng Stainless Steel Products Co.，Ltd.，Shijiazhuang Hebei 050000）

The mold industry characteristics，combined with the author's many years of work experience and presents a parametric database of the same concept，aimed at addressing many factors to consider，more associative dimensions，the special structure of the mold design multi-sizing，late changes to modify more and more problems related to the workload.The practice has proved that the concept can be applied to improve the operation of the mold design，production efficiency，to avoid the chance of a lot of unnecessary work and reduce errors.

mold design；fully parametric model of the same database model；associative dimensions；dimension chain contradiction；modify mold change

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.14.13

TP391.72

A

2095-0748（2016）14-0030-02

2016-06-06

白秋敏（1977—），女，河北冀州人，本科，中級工程師，研究方向：CADCAM在模具行業中的應用。