模具CAD、CAM与CAID的关系

概述CAD、CAM在高精密模具的应用随着我国社会经济的发展，家电、汽车、摩托车等工业也得以快速发展，工业产品在性能达到要求的条件下，它的外形产生越来越复杂的变化，另外，产品更新换代的速度也不断加快，而模具与这些产品的制造紧密相关，这就对模具制造行业提出了一个新的要求，要求其能以最高的质量、最低的成本、最快的速度进行模具生产。

因此，模具企业通过利用集成制造技术CAD/CAM和先进的管理措施，从而在激烈的市场竞争中占据一席之地。

CAD/CAM技术，也就是计算机辅助设计以及计算机辅助制造技术发展到现在已经较为完善。

实践证明，各种数控（NC）加工编程问题和复杂形状模具的造型都得到了很好的处理，实现了良好的尺寸协调性及精度，提高了几倍生产效率，使产品生产周期和设计时间大大缩短，而且保证提高了模具质量，其技术广泛应用于数控加工及设计复杂型面模具。

1 CAD过程1.1 利用的CAD数据模型可以是现有客户提供的，将其转换成所需图形有的客户会把绘制好的图形提供给模具企业。

模具企业制造方和客户方如果使用的软件不一致，图纸数据交流困难的情况就会产生，因此数据接口问题必须解决。

由于大部分CAD程序的数据库形式各有不同，而与其他程序不能共同使用几何数据，所以CAD几何体在由客户方向企业制造方提供的时候，必须进行翻译，使其成为模具企业制造方能够接受并读取。

一般情况下是通过如标准“IGES”或“STEP”通用几何体转换，或者专用的转化器实施数据转换。

1.2 设计图形直接利用CAD/CAM技术随着科学技术的快速进步，在生产模具的过程中广泛应用CAD/CAM技术，通常情况下在以市场调查的基础上进行周密研究，然后进行生产决策，之后生产计划下达开始操作手段，紧接着开发设计模具的工作人员使用模CAD工作站，对模具设计中的分析、造型、计算以及绘制工程图等工作进行完成，而且评价产品性能在设计阶段就可以进行，设计者从繁重的绘图中可以得到解脱，可以在创造性的工作上应用更多的时间。

模具CAD／CAE／CAM的现状与发展趋势模具CAD／CAE／CAM是制造行业的一个重要分支，它涉及产品设计、
模具制造、模具仿真、模具加工等各个环节。

近年来，随着世界经济的发
展和技术革新，模具CAD／CAE／CAM发展日新月异，现正迎来一次真正的
革命。

CAD是计算机辅助设计的缩写，它是一种非常先进的计算机辅助设计
工具，可以很大程度上提高产品的质量和效率。

CAD技术发展至今，在模
具设计领域的应用也越来越广泛。

目前，CAD技术已成为模具设计不可或缺的工具，它可以帮助模具制
造企业提高模具设计质量，提高模具制造效率。

比如针对模具异型加工，CAD技术可以帮助模具制造企业准确地确定模具的设计参数，为模具制造
流程提供理论支持。

除了提高模具设计和制造的效率，CAD还可以带来更多优势。

比如，
模具CAD可以更好地实现虚拟模具设计，从而减少模具设计中的错误；模
具CAD可以更好地实现快速原型设计，从而缩短产品开发周期。

此外，随着计算机技术的发展，CAD技术也将迎来新的发展趋势。

未来，CAD技术将会越来越强大，模具设计制造的智能化程度也会不断提高。

CAD/CAM技术在现代模具生产中的应用模具工业是工业发展的基础之一，CAD／CAM技术则是模具工业生产中的重要技术装备，是一种高附加值型制造技术的核心技术，也是自动化和信息化的集成化的黄金领域，其技术水平的高低是国家工业现代化水平的重要标志。

自80年代以来，我国CAD ／CAM技术以高技术、更新速度迅猛的特点发展，大大缩短了模具的生产周期，提高了产品质量，增强了企业在竞争中的应变能力，是工程技术人员利用计算机对模具设计产品的进一步优化。

鉴于此，本文就从CAD／CAM技术在冷冲模、锻压模、塑料模、压铸模中的应用来阐述CAD／CAM技术在现代模具生产中的应用现状。

1、CAD／CAM技术在冷冲模中的应用冷冲模CAD，CAM系统一般包括系统工作管理、工艺分析、模具结构设计分析、图形系统与工程数据库五大模块，主要的内容有：导入原图及原始数据；制件工艺设定与分析；确定方案；科学计算，选用压力机；模具结构设计，图形处理；导出相应的数控加工程序；输出工艺过程文件。

完成其他相关工作。

上世纪，CAD／CAM技术就用于汽车覆盖件的模具设计与制造，取得了较好的经济效果。

日本丰田汽车公司就率先应用于汽车覆盖件的模具设计与制造，该汽车公司还利用包括有NTDFB、CADErIT两类设计软件和加工凸、凹模的TINCA软件的汽车覆盖件CAD／CAM系统，来设计车身外形、车身结构、冲模CAD、主模型与冲模制造和夹具加工【2】。

据报道，由于该系统投入使用，使得丰田公司的汽车覆盖件成形模的设计和制造周期减少50％左右。

国外在UG—II软件平台上也开发了用于汽车覆盖件模具设计的专用模块，如钣金件设计、车身设计、复盖件冲压工艺设计和模具结构设计等。

上世纪60年代末，开始研究级进模CAD／CAM，到了70年代便有初步应用。

早期的主要功能是条料排样、凹模布置、工艺计算和NC编程，仅用于二维图形的简单冲裁级进模。

进入90年代，国际著名的Pro／E、UG—II、CADD5、Solidworks、MDT 等均陆续在模具界得到应用【31。

模具cadcamcae技术及应用模具CAD/CAM/CAE技术是指通过计算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机辅助工程分析的集成应用，用于设计和制造各种类型的模具。

CAD/CAM/CAE 技术可以提高模具的设计精度、加工效率和产品质量，广泛应用于机械、汽车、电子等行业。

模具CAD技术是指利用计算机软件进行模具设计的过程。

它可以帮助设计师实现快速、精确地完成模具的几何建模和装配分析。

CAD软件可以提供丰富的模具设计工具，如实体造型、参数化设计和装配检查等，使设计师能够准确地模拟和检查模具的各个部件，从而避免了传统手工绘图的不足之处。

此外，CAD技术还可以提高设计效率，缩短设计周期，减少设计错误，降低成本。

模具CAM技术是指利用计算机辅助制造技术对模具进行加工的过程。

CAM软件可以根据CAD模型生成加工路径和工艺参数，控制数控机床进行自动加工。

CAM技术可以提高加工精度，减少操作者的劳动强度，提高加工效率。

此外，CAM技术还可以进行机床仿真和碰撞检查，确保模具加工过程的安全性。

模具CAE技术是指利用计算机辅助工程技术对模具进行设计验证和工程分析的过程。

CAE软件可以进行结构强度、热传导、模流分析、模具冷却等工程分析，从而提前发现并解决模具设计中的问题。

CAE技术可以预测模具在使用过程中的寿命和性能，指导模具设计的改进和优化。

模具CAD/CAM/CAE技术的应用可以提高模具制造的质量和效率。

首先，它可以减少人为因素对模具设计和制造过程的影响。

利用CAD软件进行模具设计，可以避免手绘图带来的误差和繁琐。

其次，CAM软件可以根据CAD模型自动生成加工程序，提高加工精度和效率，减少人工操作的失误。

最后，CAE软件可以对设计方案进行工程分析，优化模具的结构和性能，避免因设计问题而导致的制造失败。

总之，模具CAD/CAM/CAE技术是现代模具设计和制造的重要工具。

它提高了模具制造的准确性、效率和可靠性，降低了制造成本。

模具CAD／CAM系统的构成模具CAD/CAM系统是一类集成了计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）功能的软件系统，旨在通过数字化的方式来提高模具及其相关零部件的设计、加工和维护的效率和质量。

在这篇文章中，我们将探讨模具CAD/CAM系统的构成，以及每个组成部分的作用。

1. CAD部分CAD部分是模具CAD/CAM系统的核心，主要用于模具的设计。

CAD软件是一种电脑工具，可以用于辅助设计、草图、建模、图形补充、详细绘制，以及在三维空间中构建和操纵对象。

模具设计人员使用CAD软件创建模具的2D和3D模型，包括至关重要的几何形状、尺寸、材料等信息。

CAD系统还能够执行数据转换和数据管理等任务，以便模具制造过程中的协调和沟通。

2. CAM部分CAM部分是模具CAD/CAM系统中用于进行计算机辅助制造的部分。

CAM软件用于通过数字化方式将模具CAD设计的图形转换为指令以控制加工机床来制造模具。

MYCAM系统可以根据模具CAD设计的模型数据，生成加工路径、决定刀具轨迹、速度等参数，在保证模具质量的前提下，将模具加工效率最大化。

CAM系统还可以管理加工中的刀具、料件和加工工艺等相关信息，以便监控制造过程并提高效率。

3. 模具库模具库是存储和管理模具设计及其相关材料、工艺和电子文件的中央数据库。

模具设计人员可在模具库中搜索和选择既有模具设计以及其相关信息，尤其是可复用的部件和组件，从而减少设计和制造时间，提高效率。

此外，模具库还包括其他数据，例如材料属性、机器速度、刀具参数等，以便加快开发进程并缩短模具制造工时。

4. 分析模块分析模块包括模具CAD/CAM系统中用于模拟和分析模具设计和加工过程的工具。

分析模块使用高级模拟技术来预测试验不同设计方案和材料选择的效果，并帮助开发人员在模具制造前识别和解决潜在问题。

此外，分析模块还能使用机器加工数据，减少错误和浪费，提高模具制造的精确性和效率。

5. 设计工具包设计工具包包括各种用于设计、创建和编辑模具CAD模型的工具和插件。

第二章模具CAD/CAE/CAM 简介2.1 模具CAD/CAE/CAM 概述CAD（Computer Aided Design）、CAE（Computer Aided Engineering）与CAM（Computer Aided Manufacturing）简称为3C。

这是当代计算机应用的一个很重要领域，是一种新兴的综合性计算机应用技术。

它是以计算机作为主要技术手段，处理各种数字信息与图形信息，辅助完成产品设计、分析模拟、评价与制造的各项活动。

CAD 是指技术人员以计算机为工具，对产品进行分析、计算、绘图和编写技术文件等活动。

它可以把创造性的思维活动和实际经验，转换成计算机可以处理的数学模型和程序，在程序中综合分析，进行判断和评价，并控制整个设计过程。

CAE 是利用计算机求解复杂工程和产品的结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。

冲压模具CAE 的目的是对成形工艺和模具设计结果进行检验，并对某些工艺参数进行优化。

模拟计算的结果返回给设计人员，使他们能根据计算结果修改原设计，减少试模工作量，实现优化设计。

CAM 是指利用计算机对制造过程进行设计、管理和控制。

它既包括与加工过程直接相关的工艺设计、数控编程和计算机监控等内容，也包括与加工过程间接相关的支持性活动。

模具CAD/CAE/CAM 的优越性主要表现在以下几方面：(1) CAD/CAM 可以提高模具设计的质量。

在计算机系统内存储了各有关专业的综合性的技术知识,为模具设计和工艺的制定提供了科学的依据。

计算机与设计人员交互作用，有利于发挥人机各自的特长，使模具设计和制造更加合理化。

系统采用的优化设计方法有助于某些工艺参数和模具结构的优化。

(2) CAD/CAM 可以节省时间，提高工作效率，缩短设计周期。

设计计算和图样绘制的自动化大大缩短了设计时间。

CAD/CAE/CAM在模具制造中的应用【摘要】：随着计算机技术的发展，相应的CAD、CAE、CAM软件开始应用于模具工业中，以计算机辅助设计、分析和制造，大大提高了模具制造的效率和精度，成为了现代模具制造技术中不可或缺的技术。

【关键词】：CAD，CAE，CAM，仿真，冷冲压成型，热做成型1、CAD在模具制造中的应用模具机构设计应用相应的CAD软件，根据要实现的功能、外观和结构要求，先设计草图，然后生成相应的实体，接着子装配和总体装配，仿真模具开模过程，检查干涉情况，并进行真实渲染。

整个过程也可以从上到下进行修改，每个过程的参数都可以改变，并可以设定参数间的关联性。

（1）草图重建技术草图设计是整个模具设计的基础。

现在的草图重建技术已经发展的非常成熟，这种技术是模具设计人员用二维和三维设计草图进行三维建模的关键技术。

这种技术能够对草图的各个尺寸和相关的约束进行修改和重建。

目前草图重建技术已经比较成熟，一些大型的CAD/CAE 软件系统如Pro/Engineer、UG等都提供草图设计模块。

（2）曲面特征设计随着人们对产品质量和美观性要求的不断提高，又由于曲面特征具有的诸多有点，在产品外形设计重，曲面特征设计成为模具设计的一个重要部分。

目前CAD业界涌现出一批像EDS的UG、PTC的Pro/Engineer等等一系列的优秀的CAD软件，它们的三维实体建模、参数建模及复合建模技术，实体与曲面相结合的造型方法，以及自由形式特征技术为模具设计提供了强有力的工具。

（3）变量装配设计技术装配设计建模的方法主要有自底向上、概念设计、自顶向下等三种方法。

自底向上方法是先设计出详细零件，再拼装产品。

而自顶向下是先有产品的整个外形和功能设想，再在整个外形里一级一级的划分出产品的部件、子部件，一直到底层粗糙的零件。

在模具中，由于有些模具的结构非常的复杂，在模具设计时只有采用自顶向下的设计方法，变量装配设计才支持自顶向下的设计。