塑料模具设计课件第10章.pptVIP

第十章 塑件及模具的计算机辅助设计简介 第一节 概述 第二节 塑件CAD 第三节 注射模结构CAD 第四节 注射模CAE简介 第五节 模具设计专家系统简介 第一节 概述 计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）是当代计算机应用的一个重要领域。随着计算机硬件和软件技术水平的迅速提高，CAD/CAM技术及其应用一直处于日新月异的发展浪潮之中。 一、CAD/CAM是现代模具工业的重要组成部分 CAD/CAM技术可以显著提高塑料产品和塑料模具的设计制造效率，提高设计制造质量，减少试模修模时间，从而缩短从塑料产品设计、模具设计、模具制造到进行产品模塑生产的整个周期。 1．CAD/CAM提高了生产率 CAD/CAM使生产率得到了多方面的提高，首先是塑件设计效率的提高，其提高的比率从最起码的2：1一直到特殊应用场合的10：1，甚至更高。 第一节 概述 其次是可以提高模具的制造效率。CAD/CAM技术促进了在模具制造过程中采用数控技术。因而，大多数模具只需在加工中心上一次装夹即可完成加工。此外，在数据库中建立塑件的三维模型并因此自动产生刀具轨迹并自动进行校核，这就不需要再有人工数据输入步骤和试验切削步骤，从而节省了时间。 使用CAD/CAM的另一个优越之处是降低了塑件加工厂的试模时间。分析程序对于首次设计的模具质量大有好处，可使试模时间降低到原来的1/10。 在模具设计中综合运用CAD的分析软件系统对减少冷却时间大有益处。美国的一家模塑厂，经CAD分析的模具设计，有80％的模具所需的冷却时间减少了20％，从而降低了成本，提高了生产率。 第一节 概述 2．CAD/CAM提高了质量 CAD/CAM系统从三维模型产生的模具图样，其质量始终高于手工绘制的图样。尺寸全部由数据库内的形状确定，从不出错。公差累积和其他相关公差由CAD/CAM系统计算，很少出现公差值方面的差错。复杂的几何图形和雕刻面以及倒圆半径均由数据库决定，因而避免了图样表达上的含糊和不确定。 提高质量的另外一个原因在于模具设计和模具本身，因为CAD减少了由于反复确定工件几何形状而导致的误差次数，消除了累积误差，从而保证模具具有较高的尺寸精度。 第一节 概述 同时由于大量的分析软件的使用，使我们进一步理解了模塑工艺参数以及加工变量之间的关系。这样，通过更为完善的过程控制和冷却系统设计，便可以更好地解决以前很难控制的现象（如翘曲变形）。正是由于CAD/CAM在保证质量方面的长处，使得塑件加工愈加稳定。 3．CAD/CAM缩短了生产周期 CAD/CAM加快了塑件、模具的设计过程，缩短了模具的制造过程，并减少了试模时间。 第一节 概述 二、塑料注射模CAD/CAM的发展概况 注射模CAD技术是随着机械CAD技术的发展而发展的。最初的研究主要集中于塑料在型腔中的流动、保压和冷却的分析模拟，即通常所说的计算机辅助工程（CAE，Computer Aided Engineering），同时注射模CAD的各个单项功能的研究成果也十分突出，研究的范围从注射机选择、塑料品种选择、模具各个部件设计到模具价格评估无所不包，为以后的注射模CAD设计软件包的商品化打下了坚实的基础。随着实体造型技术，特别是近些年来特征造型技术的日趋成熟，各种通用三维造型商品化图形软件包的推出，注射模CAD软件不断被推向市场，下面就国内外注射模CAD软件做一简单介绍。 第一节 概述 1.国外发展状况 国外一些著名的商品化三维造型软件都有独立的注射模设计模块，如Pro/Engineer，Unigraphics-Ⅱ；也有在通用CAD软件包上独立开发注射模设计系统的，如以色列的Cimatron公司，在AutoCAD软件包上开发了注射模设计系统。这些软件的主要功能有： （1）强大的造型功能，尤其是曲面造型功能，可以方便地设计也具有复杂自由曲面的塑料制品； （2）方便的模具分型面定义工具，成型零件自动生成； 第一节 概述 （3）标准模架库品种齐全，调用简单； （4）典型结构、标准零件库添加方便； （5）非标准零件造型和装配简单实用。 2．国内发展状况 国内对注射模CAD技术的研究与应用相对国外来说起步较晚，经过近20年的努力，取 得了很大的发展，主要的研究成果有：华中科技大学1988年实现了注射模CAD/CAE/CAM集成系统HSC1.0版，1990年升级为HCS1.1版，1997年推出了HSC2.0版。 第一节 概述 该系统以AutoCAD软件包为图形支撑平台，包括模具结构设计系统、结构及工艺参数计算校核子系统、塑料流动和冷却与保压模拟子系统、数控线切割编程子系统、建库工具和设计进程管理模块等，并已实现商品化，其中的模具结构设计系统是二维的。近年来，在华中科技大学华中软件公司的三维参数化造型系统InteSoli