服務(wù)熱線：
基于CAD/CAM自動化數(shù)控編程
發(fā)布時間：
2020-07-21
作者：
來源：
高速數(shù)控加工作為模具加工的前沿技術(shù)，關(guān)鍵技術(shù)之一就是采用先進(jìn)的CAD/CAM集成設(shè)計和制造系統(tǒng)，進(jìn)行圖形交互的自動數(shù)控編程，這種方法速度快、精度高、直觀、使用簡便和便于檢查。而解決高速數(shù)控加工編程的關(guān)鍵是NURBS插補技術(shù)，其特點如下：
(1)可以在NC控制器下進(jìn)行樣條曲線插補計算。
(2)減少數(shù)據(jù)量，提高數(shù)據(jù)的傳輸速度。
(3)在CAD-CAM-CNC之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的精確傳遞。
(4)易于生成光順的刀具軌跡。這對加工高質(zhì)量的復(fù)雜型面的模具極為有利。
二、 快速成形與快速制模技術(shù)
快速成形技術(shù)又稱快速原型制造技術(shù)(即RPM技術(shù))，誕生于上世紀(jì)80年代后期，是基于材料累加成形的一種高新制造技術(shù)，被認(rèn)為是20世紀(jì)制造領(lǐng)域的一次革命性突破。據(jù)專家估計，它的發(fā)展速度比當(dāng)年數(shù)控技術(shù)的發(fā)展更快?？焖俪尚渭夹g(shù)是將CAD、CAM、CNC、精密伺服驅(qū)動和新材料等技術(shù)集于一體的先進(jìn)技術(shù)，它的成形過程是：依據(jù)計算機(jī)上構(gòu)成的產(chǎn)品三維設(shè)計模型，對其進(jìn)行分層切片，得到各層截面的輪廓，再依不同工藝將不同的材料逐層疊加形成，從而得到三維實體產(chǎn)品。
雖然快速成形技術(shù)問世時間不長，但由于它對制造業(yè)帶來的巨大效益使得這一技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛，特別是給模具的設(shè)計與制造帶來了一次飛躍。在各種包裝制品的成型過程中，大量使用了各種不同的模具，比如注射模具、吸塑模具和紙漿模塑模具等等。由于快速原型制造(RPM)這一新技術(shù)的應(yīng)用，使包裝模具的設(shè)計與制造逐步趨向于數(shù)字化、快速化，使模具制造在縮短周期，降低成本的進(jìn)程中，大大前進(jìn)了一步。
三、結(jié)束語
模具先進(jìn)制造技術(shù)種類繁多，幾乎大部分的先進(jìn)制造技術(shù)都可以應(yīng)用到模具制造中，而且在不斷發(fā)展之中，在此不可能盡數(shù)概述。從我國的國情出發(fā)，所有模具企業(yè)都盡快采用高速數(shù)控加工技術(shù)是不現(xiàn)實的，因為設(shè)備及技術(shù)裝備費用昂貴。而適當(dāng)采用相對廉價的面向快速制造的特種加工技術(shù)，而值得某些模具企業(yè)考慮。從不同角度講，除了上述發(fā)展中的模具先進(jìn)制造技術(shù)以外，還有模具反求工程技術(shù)(Reverse Engineering)、模具虛擬制造技術(shù)(Virtual Manufacruring)、模具柔性制造技術(shù)(FMS)和模具集成制造技術(shù)(CIMS)等。而有人提出，下一代的先進(jìn)制造技術(shù)采用可重構(gòu)和可擴(kuò)展的制造設(shè)備和系統(tǒng)、知識供應(yīng)鏈和獨立制造島等。
第五部分 我國模具工業(yè)20年發(fā)展及未來20年發(fā)展方向
一、概述
模具，是金屬與非金屬壓力成形加工工藝系統(tǒng)的專業(yè)工藝裝備(工裝)，是專用成型工具，是專用技術(shù)產(chǎn)品。
模具實現(xiàn)工業(yè)化和商品化生產(chǎn)，是制造業(yè)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步和水平的標(biāo)志，是制造業(yè)現(xiàn)代化的工藝基礎(chǔ)。
現(xiàn)代模具設(shè)計與制造技術(shù)，涉及機(jī)械工程、信息與電子工程、冶金與材料工程、工程管理等學(xué)科專業(yè)范圍。
模具生產(chǎn)(設(shè)計與制造)技術(shù)，可略分為下列三個階段，即：
1.手工作坊制造階段;主要依賴模具工人的手工技藝。只能制造單工序沖模，膠木壓模等簡單模具。
2.工業(yè)化生產(chǎn)階段：采用通用切削機(jī)床和電火花機(jī)床，實現(xiàn)機(jī)械化，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)。模具型件成形加工精度已可達(dá)0.0xmm級;其通用零部件已制訂成標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)了批量生產(chǎn)，縮短了模具制造周期(一般為3~4個月)。
此間，已能設(shè)計和制造中大型、較復(fù)雜、精度較高的各種類模具。
3.現(xiàn)代化生產(chǎn)階段：采用數(shù)控加工設(shè)備，在高度標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了模具CAD/CAE/CAM生產(chǎn)，其型件加工精度已可達(dá)微米級，按模具大小和復(fù)雜程度，生產(chǎn)周期已達(dá)90~20天或更短。模具標(biāo)準(zhǔn)化，對只能進(jìn)行單件生產(chǎn)的模具，則具有特殊的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)意義。其內(nèi)容包括：模具設(shè)計參數(shù)的規(guī)范化：通用零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、參數(shù)化;系列化產(chǎn)品生產(chǎn)用模具的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原型設(shè)計及其參數(shù)。這是實現(xiàn)模具CAD/CAE/CAM的必備條件。
研究高精、高效CNC機(jī)床加工的工藝，降低作業(yè)量，是提高模具工藝水平的關(guān)鍵技術(shù);試驗、研究易切削、耐高溫、耐磨模具材料是提高模具使用性能的技術(shù)基礎(chǔ);研究單件生產(chǎn)過程的控制與管理理論、模式、方法，對模具企業(yè)則具有特殊的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)意義。
所以，在未來20年內(nèi)，試驗、研究模具生產(chǎn)技術(shù)、模具高性能材料和模具生產(chǎn)過程的控制與管理，不斷提高、發(fā)展模具專業(yè)工作的水平，是非常重要、非常必要的。
二、技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
優(yōu)化模具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計和型件的CAD/CAE/CAM，并使之趨于智能化，提高型件成形加工工藝和模具標(biāo)準(zhǔn)化水平，提高模具制造精度與質(zhì)量，降低型件表面研磨、拋光作業(yè)量和制造周期;研究、應(yīng)用針對各種類模具型件所采用的高性能、易切削的專用材料，以提高模具使用性能;為適應(yīng)市場多樣化和新產(chǎn)品試制，應(yīng)用快速原型制造技術(shù)和快速制模技術(shù)，以快速制造成型沖模、塑料注射模或壓鑄模等，應(yīng)當(dāng)是未來5~20年的模具生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢。
自上世紀(jì)80年代初(1980~2003年)到現(xiàn)在，國外模具發(fā)達(dá)國家的模具生產(chǎn)技術(shù)，隨著信息與電子工程中計算機(jī)工業(yè)和NC、CNC機(jī)床工業(yè)的進(jìn)步，有了長足的發(fā)展，如：
1.在廣泛采用加工中心(MC)和普及CAD/CAM的基礎(chǔ)上，一些先進(jìn)企業(yè)已普及了高速成形銑削工藝和模具CAD/CAE/CAM一體化生產(chǎn)技術(shù)。其中，MC和CNC坐標(biāo)磨已成為廣泛采用的通用生產(chǎn)裝備;模具CAD/CAE/CAM一體化生產(chǎn)技術(shù)，已成為模具設(shè)計、制造過程中關(guān)鍵性的核心技術(shù)。
2.在IT技術(shù)和模具CAE軟件應(yīng)用的基礎(chǔ)上，一些先進(jìn)企業(yè)已實現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)計、資源共享，以及建立在核心技術(shù)CAD/CAE/CAM基礎(chǔ)上的虛擬設(shè)計與制造。所謂虛擬設(shè)計與制造，是指應(yīng)用模具CAE軟件，通過仿真或模擬塑件、金屬板材成形件的成形過程，優(yōu)化型件結(jié)構(gòu)、注射澆口與流道、冷卻水道、分型與抽芯等模具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，以減少試模、修模次數(shù)，提高模具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠性。
3.一些專業(yè)化模具企業(yè)，在高度標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、全面實現(xiàn)CAD/CAE/CAM(企業(yè)核心生產(chǎn)技術(shù))的基礎(chǔ)上，已從單件生產(chǎn)方式趨于無研、拋作業(yè)、工藝過程可控的集成、流水線型的生產(chǎn)方式。
在模具生產(chǎn)線上，為優(yōu)化型件制造工藝，還配制了具有組合加工工藝的CNC機(jī)床，如：成形銑削和電火花加工，成形銑削和激光加工，成形銑削和深孔加工等等。
4.近10余年來，應(yīng)用快速原型制造(RPM)技術(shù)和硅橡膠應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合，快速制造小型塑料注射模、壓鑄模等成型模，已獲得了應(yīng)用，以適應(yīng)市場多樣化和產(chǎn)品試制的快速制造模具的要求。此外，多腔、多色、多種材料的塑料注射模，在國外已較常見。
5.近年來，采用摻有Zn、Cu、Mg、Mn元素的鋁合金材料制造塑料注射模、吹塑模日趨增多。這是一大變革。如德國Hoogovens公司生產(chǎn)的三種鋁合金系列：Hokotol、Weldura和Gianta具有重量輕(比重為鋼的1/3);切削拋光性能好，(許用切削速度為鋼的5倍);傳熱系數(shù)比鋼高4倍，這可使塑件成形周期大幅縮短，并簡化冷卻系統(tǒng)，其導(dǎo)電率比鋼高10倍，有利于電加工
該資訊