数控技术在模具制造中的应用提纲(CAD在模具设计中的关键技术)

一、常用CAD/CAM软件概况

随着计算机技术的普及以及现代制造技术的应用各种二级和三级CAD/CAM软件应运而生，并且在使用中具有不同的优势。以AutoCAD，UG，Pro/E等为主的CAD软件常用作零件建模以及绘制零部件图。CAM软件的主要作用是加工零部件设备，通过该软件可以生成标准的G代码，当前较为常见的CAM软件主要包括：MasterCAM、北航海尔的CAXA制造工程师以及Cimatron等等。在众多的CAD/CAM软件中，Pro/E与MasterCAM更具代表性。美国PTC公司推出的Pro/E属于较新的CAD/CAE/CAM软件，该软件可被应用于零件设计、数控加工、铂金件设计、结构分析、模具设计、有限分析以及产品数据库管理等多方面，因此该软件具有较为强大的功能。而由美国cncsoftware公司推出的Mastercam是以PC为基本平台的CAD/CAM软件，该软件在加工能力方面具有较强的功能。该软件不仅能够对刀位轨迹进行校验、编程，还能对切削与加工过程进行仿真处理，因此该软件具有独到的生成加工代码优势。这两种软件各具优势，因此我们将数控加工技术更强的Mastercam与造型功能优势明显的Pro/E软件结合起来，能够实现设计与加工的有机融合。本文也正是在Pro/E与MasterCAM这两种软件的基础上针对CAD/CAM软件在注塑模具方面的设计与加工进行阐述。

二、模具设计与加工的常用流程

本文以注塑模具为例对Pro/E及Mastercam模具设计与制造加以分析（相关流程图见下图：）流程主要包括两方面：计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造CAM。而CAD部分又可以简单的划分为：三维建模、模型检测与分析和模具组件的设计等三方面。CAM软件技术主要有：加工操作环境的设定、相关工艺参数与刀具的分析和设定、处理相关文件及加工。注塑模具与Pro/E之间包括三个主要模块：模具设计和模座设计模块以及塑料顾问模块。设计模具的零部件和组件主要使用模具设计模块，该模块的功能主要包括：对注射零件的收缩率加以设置；设计模具方案；设计模具的型芯、型腔以及滑块、相关模具零件；将标准元件添加进模具组件中；对注射流道、水道进行设计；检查模具分模和房展开模，通过仿真金属查找出开模时与其他模具元件之间是否产生干涉，进而确定出分模时是否能够实现正常的开模。创建模型是设计模具的基础，我们必须先在Pro/E环境下拉伸、切除、抽壳以及拔模时实现模型的创建工作。进而以模型为基础实现在模具设计模块(Pro/MOLDESIGN)的基础上创建、修改以及模具元件和组件的分析。为了有效优化设计模块，我们一般分析和模拟塑料顾问模块对产品与模具之间的数值，通过分析我们可以得到相关的设计缺陷，并改进相应的模具结构与工艺参数。在此前提下，我们利用相应的模具通过CAM软件生成数控代码并进行加工。

三、模具设计与加工过程中的主要技术

（一）灵活运用模具设计中的建模方法

使用Pro/E我们可以通过两种发发设计出相应的模架和相应的组件。其一，以Pro/E为基础的EMX（即：注塑模具设计专家）来设计模具。在Pro/E的前提下EMX属于知识库的模架装配插件，此模块能够创建相应的模架组件，并能提供各种品牌的标准架组件。由于在装配和修改零件上具有很强的优势，可以很好地节省设计费用和设计时间。其二，设计模具组件时采用参数化方法。如果涉及到模具库扩展、非标准件模具组件设计时，该方法具有很强的优势。在ProE前提下，PＲO/PＲOGＲAM模块能够解决零件与组件模型的程序列表编程问题，这样使用者可以很便捷的设计组件参数。以Pro/E提供的相应编辑功能可以更加灵活的设计产品，并且大大缩短了不同版本产品的设计时间，并能简单的建立产品零件库。该软件还能自行设置相应的提示语，使用者根据提示输入相应的参数值。此外，该软件还适合不同版本的零件设计，并通过相互关系设定出组件间的尺寸关系。使用过程中我们可以运用IF－ELSE语句保证Pro/E依照实际条件实现自我判断的功能。使用该模块编制的程序秩序在系统自创程序上添加很少的代码就可以实现新程序的编制。该软件可以简单的实现三维模型的参数设计。Pro/PＲOGＲAM只能够提供很少的语句，如果程序相对较大则需采用模块提供的语句较少，要设计功能强大一些的程序时需要采用Pro/TOOLKIT等其他更为高级的程序设计技术。同时，影响程序编写较大的是模型的构建流程，创建一个零件时，我们能够使用不同的方法。因此，我们要确保构建流程的合理性，否则会直接损害该零件。正是如此，我们建模时不能同义词建立出很多尺寸，要保证尺寸的单独特征性。这种建模形式相对繁琐，但能保证后续工作的准确便捷。

（二）仿真模具加工的主要技术

数控技术的不断发展大大提升了模具加工的精度。CAD/CAM具有很强的无缝衔接优势，这不仅很大程度上提升了自动化的程度，还大幅缩短了从设计到制造的时间周期。由于Pro/E本身自带NC模块，因而可以直接设置毛坯以及工艺和切削参数，并实现刀具路径的岩石和仿真目的，然后可以生成最终的数控代码。模具经过设计及分析后，最终要生成数控程序并控制数控机床进行加工。然而，虽然Pro/E具有较强的实体参数化造型功能与模具设计优势，但其存在设置参数较为繁琐的缺点。反观MasterCAM，它虽然产品造型与模具设计能力相对较差，

当存在气体泄漏时会产生声发射信号，传感器的位置不同接收到信号的大小也不同，并且信号大小是随着传感器距离气孔的长短而不同，距离气孔越远，信号越弱。采用互相关分析方法对管道漏气孔进行线性定位，通过对两个声发射信号进行互相关，计算分析得到的管道漏气孔位置与实际漏气孔位置相差1.5厘米。通过声发射检测系统对烘丝机进行漏气检测取得了较好的效果，证明声发射检测技术能够应用到卷烟生产过程中一些管道漏气的检测中去，能够通过声发射技术的检测防止一些事故的发生，提高工作效率，具有重大意义。