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模具CAD技术及发展趋势浅析 任云星 （材料加工工程 SQ10058053002） 摘要：通过查阅文献及研究分析，认识了模具设计及CAD技术之间的联系，模具设计结构的特殊性，模具CAD技术的造型特点，常用CAD软件的选用。阐述了目前国内外模具CAD的现状及应用中存在的问题,并对其未来可能的发展趋势进行了分析和探讨。 关键词: 模具CAD 应用 发展 1 引言 模具工业是国民经济的基础产业，模具工业的发展水平标志着一个国家的工业水平和产品的开发能力。无论是在汽车工业，还是机电及家电和轻工业产品等都与模具制造技术业息息相关。随着工业技术的发展，产品对模具设计的要求也越来越高，传统的模具设计与制造方法已不能适应工业产品的更新换代。得益于计算机技术的飞速发展，模具CAD技术也日趋成熟，通用机械零件CAD逐步从工作站向微机转移，二维设计逐步向三维设计方向发展，模具CAD也在发生着根本性变化，国内企业近几年也在根据自身的发展需要，抓住机遇大力推广CAD技术的应用，以使企业有一个大的发展。 2 模具CAD的发展历史 2.1 模具CAD的初期开发阶段 自70年代末80年代初开始，我国有些大学和企业开始研究模具CAD技术。当时，计算机配置档次较低，一般使用8位或16位微机，通常安装有DOS操作系统，仅配有能绘A3图纸的绘图仪，没有成熟软件。在这样的条件下，开辟模具CAD技术新领域，是一项开拓进取的事情。研制人员将工作重点放在基本模具CAD系统的开发上，所研制成的系统，其构架和使用方法可概括为如下几个方面。 (1)模具标准件库的建立。模具标准件库的建立是研制模具CAD系统的重要工作之一。初期的建库工作，主要是完成标准件数据文件库和图形文件库以及标准件程序库的建立。 (2)典型模具结构的建立。尽管产品制件的形状不尽相同，但生产这些制件的模具结构却可归纳成若干种类。这些典型模具结构基本上是按照计算机图形库的形式建立起来的。根据产品制件的形状和工艺性特点，决定了应当选用的典型模具结构形式。典型模具结构的图形库是模具CAD系统的重要组成部分，是模具装配图的骨架。在模具设计过程中，由计算机调出被选定的模具结构，再按照模具图的要求与所用到的标准零部件图形，实现并、交、差运算操作，一套完整的模具装配图很容易就被绘制出来。 (3)制件图的输入。模具设计最根本的依据是产品制件的原始信息。过去的几十年中，产品制件的形状、大小、表面粗糙度、材料、厚度等均表示在一张图样上。早期的模具CAD技术研究人员，首先要解决的就是制件输入问题。图素编码输入法和图形扫描输入法是较常用的制件输入方法。 2.2 模具CAD的试用阶段 在80年代末90年代初，我国的模具CAD技术研究已取得了阶段性成果，其中一部分优秀研究成果已开始在企业推广应用。限于当时CAD系统功能较单一，运行可靠性差，计算机系统配置偏低，认为当时模具CAD技术的应用仅是初步的。概括起来讲，不同种类的模具，其CAD技术的开发和应用程序不尽相同，其中二维冲裁模CAD技术开发应用较早，下面以冲裁模具CAD技术为重点介绍模具CAD技术的使用过程。 利用CAD技术实现冲裁模设计，主要有如下环节。模具设计师首先依据用户提供的制件图样，利用图形输入功能模块，将该制件的一个外轮廓和若干内轮廓逐点、逐线地输入到计算机系统内，然后输入该件的材料特性、材料厚度等内容和技术要求。计算机接收到这些制件信息，便在屏幕上显示出一个完整的制件图。至此，制件图输入工作完成。接下来，调用并运行工艺性分析模块。CAD系统自动对该件进行冲压性、工艺性分析和检查。对于检查出的不符合要求的制件部位，如孔距、孔边距、边边距太小等设计缺陷，立刻显示于计算机屏幕上，并由CAD系统给出合理值。如果没有工艺性问题，系统继续向下运行。并为设计师选用冲模类型提出建议，CAD系统按照所选定的模具类型，引导出相应的程序模块，如单序模程序模块、复合模程序模块、级进模程序模块等。对于级进模，系统则自动设计、布置好排样图。接下来系统依据制件轮廓或排样图，调用压力中心计算程序模块，计算出压力中心的位置和冲压力的大小，为设计师选择冲压设备提供了设计依据。因计算机运行速度很快，压力中心位置和冲压力的大小计算，仅需2一3min就能完成，效率很高。 上面的几个模块运行完成之后，系统自动转人模具结构的设计。系统将依据冲裁轮廓的布置范围，压力中心的位置，解算出模板的长、宽、厚尺寸范围，系统便自动检索典型模具结构。在典型模具结构确定之时，相应的模柄、模座、模板、垫板、固定板、卸料板、螺钉、销钉等规格尺寸全部确定。系统再调用绘图功能模块，完成装配图、零件图的绘制，其中包括完成尺寸标准、完成汉化的标题栏、明细表的绘制。 2.3 模具CAD的实用阶段 跨入90年代后，模具CA