模具CAD/CAE/CAM技术的发展及软件应用

3 模具CAD/CAE/CAM技术的内容

    CAD/CAE/CAM技术不是传统设计、工程分析、制造流程和方法的简单映像，也不是局限于个别步骤或环节中部分地使用计算机作为工具，而是将计算机科学与工程领域的专业技术以及人的智慧和经验以现代的科学方法为指导结合起来，在设计、分析和制造全过程中各尽所长尽可能地利用计算机系统来完成重复性高、劳动量大、计算复杂以及单纯靠人工难以完成的工作，以获得最佳效果。

    它的主要研究内容包括：

    研究一体化系统集成框架，开发出支持各应用系统的运行平台；开发基于参数化特征的精确实体造型的具有强大几何造型和工程绘图功能的三维几何设计系统；开发计算机辅助模拟系统实现动态显示仿真效果和工艺过程分析；开发多轴数控编程系统能实现智能的图形交互式坐标编程以及产品有限元分析前后置处理技术；开发数据库技术能实现产品数据的描述、变换、共享、集成、存档等以及数据交换技术和接口。

4 模具CAD/CAE/CAM技术常用软件

    目前可以用于模具CAD/CAE/CAM的国内外商品化软件品种较多，其中，某公司开发的AutoCAD软件是CAD软件中应用最为广泛的，它优良的二次开发工具使其活跃在各类CAD专业领域。自20世纪90年代以来，国内先后开发了功能较强的软件，主要有CAXA、PICAD、开目CAD、高华CAD等，而在进行复杂模具的CAD/CAE/CAM时，国外软件还是主流，目前国内应用主流软件有SolidWorks、Pro/E、NX、DEFORM、DYNAFORM等。

    4.1 小型CAD/CAE/CAM软件

    SolidWorks软件基于Windows平台，拥有直觉式的设计空间，是三维实体造型CAD软件中用得最普遍的一款软件。它易实现复杂三维零件实体造型、复杂装配和生产工程图，并且在建模时可实现协同工作。

    且提供从现有二维数据建立三维模型的强大转换工具，以及用于模具设计的插件MoldBase，可提供标准的模架，并快速完成模具设计。

    SurfCAM软件是美国某公司开发的基于Windows的图形数控编程系统，能够自动生成零件道具轨迹以及进行零件加工的NC代码，具有强大的通用后置处理功能和普遍的适应性。它全新透视图基底的自动化彩色编辑功能，用于模具加工编程时可迅速简捷地将一个模型分解为型芯和型腔，节约复杂零件的编程时间。应用SRM优化加工方法，特别适用于具有复杂外形及各种空间自由曲面的模具类零件的自动编程。

    MasterCAM软件是美国某公司开发的，国内引进最早的CAD/CAM软件。它采用图形交互自动编程方法实现NC程序的编制，附带的CAD功能可构建2D或3D图形，特别使用于具有复杂外形及各种空间曲面的模具零件的建模和造型设计。它所包含的车削、铣削、钻削、线切割等多种加工模块适用于机械设计与制造的各个领域，且提供多种图形文件接口，如DXF、VDA、STA、IGES、ASCⅡ、CADL。

    4.2 大型CAD/CAE/cAM集成软件

    美国某公司开发的Pro/E软件整个系统建立在统一的数据库上，具有完整统一的模型，可实现多个部门同时致力于单一产品模型的设计。它采用面向对象的单一数据库和全参数化造型技术，为三维实体造型提供了一个优良平台，而且可以给用户提供20多个模块，实现功能仿真、制造、数据管理、数控加工等，且具有系统独立于硬件，便于移植的显著特点。

    I-DEAS软件是美国某公司开发的大型CAD/CAE/CAM软件，采用主模型技术和最先进的变量化造型系统，以其高度一体化、功能强大、易学易用等特点著称，它具有强大的三维造型、刀具路径及加工程序生成功能，新版还增加了复杂零件设计、高级曲面造型以及有限元建模和耐用性分析等模块的功能。

    CATIA软件是法国某公司开发的产品，以其强大的曲面设计功能在航空、汽车设计领域享有很高的声誉，它提供了丰富的造型工具，具有统一的用户界面、数据管理以及兼容的数据库和应用程序接口，可实现机械设计、工程分析及仿真和加工等功能的有机结合，从而缩短设计周期，提高产品质量。如今，CATIA软件已经发展成为集成化的CAD/CAE/CAM系统。

    NX软件是美国某公司的CAD/CAE/CAM一体化软件，以其精确描述绝大多数几何实体，高效快捷完成各种设计工作，广泛应用于航天航空、汽车和模具领域。它真正实现了数据的无缝集成，具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和产生工程图等设计功能，且在设计过程中可进行有限元、机构运动、动力学分析和仿真模拟，提高设计的可靠性。