模具CADCAECAM软件实习材料0801文档格式.docx

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近年来，国内一些软件公司也竞相加入了模具CAD/CAM系统的开发行列，最近几年国内CAE技术有了很大的进展，如湖南大学以先进冲压CAE技术为突破口，开发出一套包括冲压工艺设计和汽车覆盖件模具设计与制造的系列化软件。

冲压仿真CAE系统LADEM-Ⅱ采用了先进的理论和算法，在保证冲压件变形计算精度的前提下显著地提高了分析速度。

2.模具CAD/CAE/CAM技术的发展趋势

模具制造技术的发展趋于专业化、标准化、集成化、智能化、虚拟化、网络化，这将使模具行业发生巨大变革。

2.1模具CAD/CAE/CAM技术的专业化程度显著提高

任何一种模具软件不可能包罗万象，完全能适应不同的模具产品、不同生产企业的需求。

这就要求有针对性的开发专用模具CAD/CAE/CAM系统软件，如：

专用的进级模系统NX-PDW，专用的塑料注射模系统MoldWizard，专用的锻压模系统AutoMolder，此外还有法国Misslelsoftware公司的注射模专用软件TopMold和级进模专用软件TopProgress、日本UNISYS株式会社的塑料模设计和制造系统CADCEUS等。

这些专用模具软件的产生，大大的提高了模具设计人员的工作效率，让模具设计人员从繁琐的劳动中解放出来，进行创造性的设计活动。

2.2模具CAD/CAE/CAM技术的标准化势在必行

标准化模具CAD/CAM系统可建立标准零件数据库、非标准零件数据库和模具参数数据库。

标准零件库中的零件在模具CAD设计中可以随时调用，并采用GT（GroupTechnology，成组技术）生产。

非标准零件库中存放的零件，虽然与设计所需结构不尽相同，但利用系统自身的建模技术可以方便地进行修改，从而加快设计过程，使典型模具结构库在参数化设计的基础上实现

2.3模具CAD/CAE/CAM技术的集成化是必然趋势

模具CAD/CAE/CAM技术与GT、CE（ConcurrentEngineering）、CAE、CAPP（ComputerAidedProcessPlanning）、PDM（ProductDataManagement）等技术密切相连，组成一个有机的整体，建立一个统一的全局模具产品数据模型，在模具开发、模具设计中，提供全部的信息，使信息共享、交换处理和反馈，它综合了计算机技术，系统集成技术，并行技术和管理技术，最终将发展成为CIMS（ComputerIntegratedManufactureSystem，计算机集成制造系统）。

2.4智能技术将使模具CAD/CAE/CAM技术如虎添翼

模具CAD/CAE/CAM技术中的智能化是指由模具CAD/CAE/CAM软件系统和人类专家共同组成的人机一体化系统，它能再模具生产过程中进行分析、推理、判断、构思和决策等智能活动，有效地实现了人与模具设计系统的有机融合及人的智能的充分发挥

2.5虚拟技术将在模具CAD/CAE/CAM得到应用

虚拟制造（VM）是一种新的制造技术，它以仿真技术、信息技术、虚拟现实技术为支撑，对产品设计、工艺规划、加工制造等生产过程进行统一建模。

2.6网络化是模具CAD/CAE/CAM技术应用的重要手段

网络化敏捷制造与模具CAD/CAE/CAM技术的结合是当今模具制造业中的主流方向之一。

二.模具CAD/CAM/CAE软件实践

（1）模具CAD

如图所示零件为羽毛球球筒盖,材料初选为ABS,精度等级为5,平均收缩率取k=0.5%

零件尺寸如图

下面根据平均收缩率法计算凹凸模各部分尺寸:

根据下表查零件各部分尺寸公差（ABS,精度等级为5,单位mm）

尺寸

~3

>

3~6

5~10

10~14

14~18

18~24

24~30

30~40

40~50

50~65

公差

0.16

0.18

0.20

0.22

0.24

0.28

0.32

0.36

0.40

0.46

1.凹模尺寸:

其中为公差δ,为（1/3~1/6）*△

径向尺寸:

L=[l塑（1+k）-0.75△]+δ,

l1=[60*（1+0.005）-0.75*0.46]+0.25*0.46=59.96+0.12

l2=[58*（1+0.005）-0.75*0.46]+0.25*0.46=57.95+0.12

l3=[5.44*（1+0.005）-0.75*0.18]+0.25*0.18=5.33+0.05

深度尺寸:

H=[h塑（1+k）-2/3△]+δ

h1=[16.44*（1+0.005）-2/3*0.24]+0.25*0.24=16.36+0.06

h2=[15.15*（1+0.005）-2/3*0.24]+0.25*0.24=15.07+0.06

h3=[14.44*（1+0.005）-2/3*0.24]+0.25*0.24=14.35+0.06

2.凸模尺寸

径向尺寸:

L=[l塑（1+k）+0.75△]-δ

l1=[56*（1+0.005）+0.75*0.46]-0.25*0.46=56.63-0.12

l2=[6*（1+0.005）+0.75*0.18]-0.25*0.46=6.17-0.05

H=[h塑（1+k）+2/3*△]-δ

h1=[14.15*（1+0.005）+2/3*0.24]—0.25*0.24=14.38-0.06

h2=[1*（1+0.005）+2/3*0.16]—0.25*0.16=1.11-0.06

凹凸模如图所示

模具材料可选用40cr

凸模尺寸

凹模尺寸

（二）模具CAE（ANSYS模具结构分析）

1.用Ansys分析模具的应力应变情况

在CAD部分，在SW中保存时需要保存成（*.x_t）格式的文件,这样才可以在Ansys中进行分析。

操作过程：

1.打开Ansys，选择File→Inport→Parasolid，在对话框中选择我们保存好的文件，点击OK导入

2.前处理，定义单元类型、材料及划分网格。

定义单元类型：

Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete，出现新的对话框，点击Add，在新的对话框中选择Solid和10node92，然后OK

定义材料：

Preprocessor→MaterrialProps→MaterrialModels，选择Favorites→LinearStatic→LinearIsotropic，输入弹性模量EX为2.1e11泊松比PRXY为0.3。

划分网格：

Preprocessor→Meshing→Meshtool勾选SmartSize，调整网格大小，选择Mesh，在选择零件，点击OK,自动划分网格。

3.分析计算，先定义约束和载荷

定义约束：

Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→OnAreas，选择需要约束的面，一直OK

定义载荷：

Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Pressure→OnAreas同样选择需要加载荷的面，然后在VALUE中输入压力值，比如300000，然后OK,此时载荷也定义好了。

4.后处理，查开分析结果

GeneralPastproc→PlotResult→ContourPlot→ModalSolu，选择DOFSolution→Displacementvectorsum，然后OK，出现综合位移图

GeneralPastproc→PlotResult→ContourPlot→ModalSolu，在弹出的对话框中，选择Stress→vonMisesstress，然后OK就行了

（三）模具CAM（mastercam模具制造）

1.外形铣削加工

1.1打开零件图,并进行坐标转换

1.2显示坐标系,选择机床类型

1.3选择刀具路径为外形铣削,选取外形串连,如图中大圆

1.4定义刀具参数（外形铣削）

1.5定义外形铣削参数

1.6在外形铣削方式中选择安全高度及下刀位置,多次铣削参数设置等

1.7设置加工群组属性（选择毛坯形状和尺寸大小）

1.8模拟刀具路径,如图

1.9验证操作,即进行实体加工模拟

2.1铣削凸台外形,选择刀具路径,串连选项为如图示小圆

2.2铣削凸台外圆刀具路径模拟

2.2验证操作,即实体模拟铣削凸台外圆

2.3选择刀具路径为曲面粗加工方式

选择要加工的曲面为图中上部着色部分

2.4模拟曲面加工刀具路径

2.5刀具路径

2.6验证操作,即曲面实体加工模拟过程

2.7后处理,即生成NC程序

2.8完成整个加工

附部分NC程序

（刀具名称=刀具号码=1刀径补正=1刀长补正=1刀具直径=10.刀角半径=0.）

（加工余量:

XY方向=0.Z方向=0.）

（工件坐标=G54）

N100G0G17G40G49G80G90

N102G91G28Z0.

N104S1500M3

N106G0G90G54X-80.231Y10.

N108Z30.

N110M8

N112Z2.

N114G1Z-30.F200.

N116X-70.231F300.

N118G2X-60.231Y0.R10.

N120G3X60.231R60.231

N122X-60.231R60.231

N124G2X-70.231Y-10.R10.

N126G1X-80.231

N128X-78.231Y10.………………………………

N6348X-2.795Y.602

N6350X-2.836Y.377

N6352X-2.847Y.294

N6354X-2.857Y.116

N6356X-2.858Y-.088

N6358X-2.844Y-.324

N6360X-2.8Y-.579

N6362X-2.745Y-.805

N6364X-2.711Y-.915

N6366X-2.67Y-1.026

N6368X-2.579Y-1.233

N6370X-2.476Y-1.435

N6372X-2.444Y-1.49

N6374X-2.357Y-1.619

N6376X-2.2Y-1.827

N6378X-2.085Y-1.961

N6380X-2.052Y-1.996

………………………………………………………………………………………………