模具CAD总结.docx

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模具CAD总结

1.模具的生产流程

定单→概念和工艺设计→（CAE分析优化）→结构设计→生产准备与毛坯制造→模具零件加工→装配调试→交付

2.模具的项目管理模式及特点

模具大师傅负责制——模具的工期与质量主要依赖模具大师傅的手艺和水平，这种作业模式生产效率很低，模具工期和质量无法得到有效的保证。

专业分工协作——模具质量依靠规范的设计流程和详细的设计文档来保证。

3.模具产品开发的特点

面向订单的单件生产——生产计划动态变化，每一副模具都需开发

设计的经验依赖性强——成形过程复杂，模具结构与成形零件形状及材料密切相关

制造周期长——零件多、制造精度要求高，表面质量要求高，试模

4.企业标准化技术

模具行业标准化——典型结构标准化；构件标准化；模具材料标准化。

企业内部标准化——设计知识的积累与规范化；设计流程的规范化；模具结构及零件设计规范化；模具材料选用规范化；加工工艺规范。

5.先进模具设计技术

基于仿真的优化设计——设计和分析共享一体化模型；基于知识的数据挖掘；分析自动响应设计变更

基于知识的关联设计技术——通过特征的参数关联、几何关联和对象关联，将产品零件模型、成形工艺模型、模具结构模型集成在一起；频繁变更借助关联单元自动传播更新

6.2D、2D/3D、3D、精细化设计、向导式设计方法各自特点。

2D设计：

和传统的手工设计技术相比，质量好，工作更轻松。

实现了精确设计，即以实际尺寸画出模具零件的二维工程图。

对已有设计资料的利用更方便。

对于数控线切割，设计数据可以直接用于编程，使得2DCAD在冲模设计得到比较广泛应用。

可以方便从已有设计结果上进行再设计。

不能解决成形类零件的数控加工问题，需要在编程软件中重新进行三维建模。

纠错能力差，易出错。

2D/3D设计：

解决了成形类零件的数控加工问题，3D模型可以直接用NC编程。

设计结果更加直观，纠错能力好，出错少。

即要3D建模，又要画2D工程图，工作量大。

2D与3D没有关联，更改比较困难。

系统不包含任何关于模具的设计知识，因而对设计人员要求较高。

可以进行备料统计。

作为与其他厂家开展工作的数据依据，准确方便。

图纸主要用在车间指导生产和装配，更是质量检验依据，并最终提交客户，将来模具调整时也是重要资料。

3D设计：

设计无图化

加工无图化

装配无图化

生产管理无图化

7.典型冲模结构。

简单模:

1—固定卸料板2—凸模固定板3—凸模4—模柄5—导柱6—上模座7—导套

8—钩形固定挡料销9—凹模10—下模座

复合模:

落料拉深复合模

1—模柄2—打杆3—垫板4—推件块5—导料板6—卸料板7—上模座8—导套9—凹模10—凸凹模11—拉深凸模12—顶件块（兼压料板）13—导柱14—下模座

落料、拉深、冲孔、翻边复合模

1、8—凸凹模;2—冲孔凸模;3—推件块;4—落料凹模;5—顶件块;6—顶杆;7—固定板;

9—卸料板;10—垫片;8.典型注塑模结构。

各零件的作用如下：

1）模柄将模具的上模座固定在冲床的滑块上，用以传递运动的动力。

2）紧固螺钉起着紧固、连接的作用。

3）上、下模板安装全部模具零件，构成模具的总体和传递动力。

4）垫板位于上模板和定位板之间，分散凸模反作用传递的压力，还可以调整模具的高度。

5）凸模定位板固定和定位凸、凹模具。

6）橡皮弹簧储存能量，为顶出工件提供动力。

7）卸料板将卡在凸模上的制件或板料卸掉。

8）定位导杆用于冲模上、下模之间的定位连接和运动导向。

9）挡料销在板料的进给运动中用于定位。

10）定位销在模具的装拆中用于定位。

11）凸、凹模冲孔、落料，或对零件进行翻边、弯曲等操作。

8.典型注塑模结构。

9.各种定制技术的应用目的。

自定义特征UDF——三维造型系统都提供了基于特征进行零件建模的功能，但系统提供的特征是有限的，或者说是系统设计好的。

对于特定的应用领域，有些常用的图形不在系统定义中。

部件家族——UDF没有管理系列参数的能力，不能处理多零件组成的装配，部件家族可以通过一个模板文件创建一组零件

属性的应用（部件清单）——非几何信息如毛坯尺寸、材料、供应商、加工要求等无法用几何信息来表达，CAD/CAM系统提供了在几何信息上附加属性的方法。

生成BOM表时，遍历属性，然后按照一定的格式输出即可。

图模板——用于二维工程图中图框定义等

显示颜色的设定与应用——和单纯的建模相比，设置颜色相对增加了工作量。

对设计来说，在后续的检验与查错时，能直观地理解与查看设计的内容，方便查错。

在后续的确定制造工艺时，能正确地理解设计内容，得出正确的制造工艺。

对于某些需要二次开发设计过程，可以自动提取所需的设计元素。

显示控制技术——图层控制、装配浏览器控制

模型文件命名规范化——根据文件名，可知零件的类型和名称，便于工艺编排和车间生产准备，全自动生成BOM表。

10.并行设计的定义与目的。

并行设计是一种对产品及其相关过程（包括设计制造过程和相关的支持过程）进行并行和集成设计的系统化工作模式。

并行设计是加快设计速度的有效方法之一。

11.并行设计实施条件、方法

主要解决设计冲突的问题，实施条件如下：

使用统一的CAD设计软件——概念设计、结构设计、2D工程图和数控编程采用同一软件完成。

文件命名规范——编码或关键字+编码。

通过文件名，能得知零件名称、所属部件和模具。

便于管理、避免冲突、易于识别、交流方便、易于实现BOM自动化。

文件网络存储、权限分配——和模具装配结构表达相对应，便于识别、管理与权限控制。

不会多人同时写同一文件，不能修改其他人设计的文件。

采用主模型、装配技术、WAVE技术——主模型可保证不同操作者之间工作的独立性、安全性和工程数据的集中性。

主模型强调应用WAVE关联技术，但在很多情况下，可以采用弱关联（无约束的装配）。

设计过程的重组与人力优化——并行设计在企业难以展开，不是技术上的问题，而是企业应用水平和管理的问题。

并行设计方法如下：

初级并行设计——3D/2D并行

中级并行设计——上模/下模/滑块并行

高级并行设计——分模/冷却/顶出/浇注/紧固/镶件并行

12.关联设计实施目的与关键。

并联设计就是要实现设计对象的联动更新。

实现关联设计的关键就是要解决相关约束在零件间、部件间以及零件与部件间的定义、传播与求解。

13.关联设计方法。

参数关联——part_name:

:

expression

几何关联——WAVE技术

14.冲压模具设计过程。

15.注塑模具设计过程。

16.模具CAD系统开发目的。

通过在通用软件上针对企业特点进行二次开发，整合企业的设计流程和设计规范，形成企业专用的模具设计软件，是提升模具CAD/CAM系统效率（更快）和质量（更好）的必要手段。

1）可以通过用程序自动完成重复有规律的工作，提高设计效率。

2）可以通过检测功能的应用，降低出错率，提高设计质量。

3）计算机代替人的重复操作，降低工作强度。

4）强化企业标准的应用。

17.模具CAD系统开发模式。

瀑布式——只有当一个阶段的文档获得认可才可以进入下一个阶段。

快速原型模式——开发人员首先会根据用户的需求开发核心系统，然后提供给用户试用；用户试用后再提出增强系统能力的需求；最后开发人员再根据用户的反馈，实施迭代开发。

螺旋模式——开发阶段之前，引入非常严格的风险识别、风险分析和风险控制，直到采取了消除风险的措施之后，才开始计划下一阶段的开发工作。

过程开发模式——几种不同开发方法的混合。

18.模具CAD系统开发技术及过程。

开发技术——参数化建模技术、关联技术（参数、几何、UDO）、装配开孔技术、属性的应用、设计向导技术、数据库应用技术

开发过程——系统分析、系统设计、程序设计、系统调试和系统维护

19.模具设计数据类型及处理方法。

表格数据——数组

列表函数——函数插值和数据拟合

线图——组合成数表，经程序化处理后供设计程序调用

20.标准件库系统要素。

数据文件

索引文件

模型文件

（1）为什么目前我国冲模设计大多采用2D设计模式？

冲模结构比较简单，基本没有复杂的曲面造型，模具的加工涉及简单的数控线切割。

对于数控线切割，2DCAD设计数据可以直接用于编程，使得2DCAD在冲模设计得到比较广泛应用。

（2）为什么现在注塑模普遍采用2D/3D相结合的设计方式？

工程图中包括以下设计内容：

①零、部件形状；②尺寸；③相对位置关系；④公差与配合，加工的依据；⑤技术要求；⑥零件材料热处理等信息。

前三项可以用3D模型表示、但后三项3D模型无法表示。

2D/3D结合设计模式的特点：

①解决了成形类零件的数控加工问题，3D模型可以直接用NC编程；②设计结果更加直观，纠错能力好，出错少；③既要3D建模，又要画2D工程图，工作量大；④2D与3D没有关联，更改比较困难；⑤系统不包含任何关于模具的设计知识，因而对设计人员要求较高。

国内注塑模具生产厂家还未能实现全数控加工，而传统非数控加工机床需要设计者提供二维工程图作为加工依据，对于企业来说，一些老设备充分利用也能节约成本，数控设备加工简单的零件导致加工成本高。

基于以上原因，注塑模企业大多还是采用2D/3D相结合的设计方式。

（3）模具各组成零件及其作用。

（4）某注塑模具企业3D设计采用UG软件，2D工程图采用AutoCAD软件，数控加工采用Pro/E软件。

试分析设计过程可能存在什么问题，并给改进的措施。

问题如下：

1）CAD/CAM采用不同的系统，通过中性文件进行数据交换，数据一致性维护困难，更新不方便。

2）未采用装配技术，模具设计的所有工作均由一人承担，无法支持并行设计。

3）设计知识的重用和共享困难。

改进措施如下：

3D/2D/CAM使用统一的平台，采用主模型和装配技术，并注重知识积累（大量使用标准件）。

采用团队设计一套模具，支持并行设计。

（5）试分析企业为什么要采用并行设计方法？

并行设计是加快设计速度的有效方法之一。

其优势如下：

1）可以多人设计同一套模具，提升设计速度。

2）用装配表达设计，可针对性加载设计数据，系统运行速度快。

3）设计数据的传递方便，修改、更新自动化。

4）人力资源优化。

（6）为什么要进行模具CAD二次开发？

通过在通用软件上针对企业特点进行二次开发，整合企业的设计流程和设计规范，形成企业专用的模具设计软件，是提升模具CAD/CAM系统效率（更快）和质量（更好）的必要手段。

1）可以通过用程序自动完成重复有规律的工作，提高设计效率。

2）可以通过检测功能的应用，降低出错率，提高设计质量。

3）计算机代替人的重复操作，降低工作强度。

4）强化企业标准的应用。