模具CAD--UGNX应用王高潮第1章模具CAD概论课件教学.pptVIP

模具CAD ——UG NX应用 第一章 模具CAD概论 第一章 模具CAD概论 冲压、注塑、铸造、锻造等材料成形工艺属于少无切削加工工艺，该类成形工艺与切削加工相比，具有生产效率与材料利用率高、产品质量与稳定性好、能耗与成本低等显著优点。因而在航空航天、电子信息、仪器仪表、交通、轻工、家电、兵器等行业中得到广泛应用，是当今加工制造业的主要生产手段。 上述各项成形工艺是通过模具实现材料成形并获得所需形状的半成品或成品零件。 因此，模具是现代加工制造业规模生产不可或缺的工艺设备，它在产品生产的各行各业中发挥着极其重要的作用。 第一章 模具CAD概论 模具的设计与制造水平直接关系到产品的质量与更新换代。 随着制造业的发展，人们愈来愈关注如何缩短模具设计与制造的生产周期及怎样提高模具加工的质量。 一些先进工业国家率先将计算机技术应用于模具工业： 即应用计算机进行产品造型、工艺设计与成形工艺模拟，以及模具结构设计，并输出模具工程图纸，编制模具加工NC代码，应用数控机床加工模具，从而实现了模具的计算机辅助设计、辅助工程和辅助制造一体化(简称模具CAD/CAE/CAM)，达到提高模具设计效率与加工质量、缩短模具生产周期的目的。 第一节 CAD/CAE/CAM的基本概念 CAD——计算机辅助设计， （ Computer Aided Design）是利用计算机系统辅助人们对产品或工程进行设计、绘图、工程分析与技术文档编制等设计活动的总称。 CAD是人和机器相结合共同进行设计的一种新设计方法，从而把人和机器的最好特性联系起来。 人的特性是具有思维、逻辑推理、学习及直观判断的能力。而计算机具有运算速度快、精确度高、信息存储量大、不易忘与不易出错等特点。 人和计算机结合的方式： 首先由人根据设计目标，将设计过程与方法进行综合分析，建立模型（包括数学模型、数据模型、几何模型），并编制成可运行的解析这些模型的程序。 在程序运行过程中，计算机将发挥其特长，完成数值分析、计算、图形处理及信息管理等任务。 而人将运用自己的经验与判断能力来控制整个设计过程，这种控制通过人机对话或图形显示的方式进行，让人和计算机之间进行信息交流，相互取长补短，从而获得最优设计结果。 由此可见，不能将CAD与计算机绘图等同起来，计算机绘图只是使用图形软件和硬件进行绘图及有关标注，以摆脱繁重的手工绘图为其目标的方法和技术，但它是CAD的基础技术之一。 CAE ——计算机辅助工程。（Computer Aided Engineering） 目前关于CAE还没有一个确切的定义，但一般认为它应是一个包含广泛内容的术语，是指用科学的方法（包括优化、数值模拟、仿真等）以计算机软件的形式，为工程界提供一种有效的辅助工具，帮助工程技术人员对产品的设计质量、性能及加工工艺与制造过程等进行评价分析，并反复修改和优化直至获得最佳结果。也就是说，CAE技术将贯穿于产品研制过程的每一个环节。 但是，模具CAE目前仅局限于数值模拟方法。 塑料注射模CAE仅仅是用做注射成形过程计算机模拟和缺陷预测，如注射流动过程模拟、保压过程模拟、冷却过程模拟、气体辅助成形过程模拟、应力分析和翘曲分析等。 冲模CAE主要是汽车覆盖件成形过程模拟，即应用数值模拟方法（包括有限差分、有限元法和边界元法），分析金属成形过程中应力、应变和温度分布及预测成形缺陷（包括起皱、破裂等）。 所以，当前在模具CAE方面仅局限在用数值模拟方法模拟制品的成形过程及预测缺陷，由此分析出工艺方案及相应参数、模具结构对制品质量的影响，达到优化制品和模具结构、优选成形工艺参数的目的。 CAM ——计算机辅助制造 （Computer Aided Manufacturing） 一般是指利用计算机对产品制造过程进行设计、管理和控制。 即利用计算机辅助从毛坯到产品制造过程中的直接和间接的活动，包括工艺准备（计算机辅助工艺设计（CAPP）、计算机辅助工装设计与制造、NC自动编程、工时定额和材料定额编制等）、生产作业计划、物料作业计划的运行控制（加工、装配、检测、输送、存储等）、生产控制和质量控制等。 但目前狭义CAM通常仅指数控程序的编制，可包括刀具路径的规划、刀位文件的生成和刀具轨迹仿真，以及NC代码的生成等。 自20世纪50年代末开始，CAD与CAM技术分别独立地发展，至20世纪70年代末，国际上已出现许多性能优良、商品化的CAD或CAM系统。 CAE自20世纪60年代开始发展以来，至今国内外已推出了一些独立、商品化的CAE系统。 这些独立的系统，分别在产品设计自动化、工艺过程模拟化和数控编程自动化方面起到了重要的作用。 但是，采用这些各自独立的系统，不能实现系统之间信息的自动传递和交换。 用CAD系统进行产品设计的结果，只能输出图纸和有关的