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模具CAD/CAM第一章模具CAD/CAM基础1.CAD/CAM的定义：为计算机辅助设计与制造是指利用计算机软、硬件系统来生成和运用各种数字信息和图像信息，辅助人们对产品或工程进行总体设计和自动加工的一项综合性技术2.CAD/CAM包括：计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程分析（CAE）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工艺设计（CAPP）、产品数据管理系统（PDM）3.CAE的定义：是以现代计算机力学为基础，以计算机仿真为手段的工程分心技术，对未来模具的工作状态和运行行为进行模拟，从而及早发现设计缺陷，是实现模具优化的主要支持模块4.CAPP的定义：是指根据产品设计阶段给出的信息，人机交互地或自动地完成产品加工方法的选择和工艺过程的设计5.PDM的定义：是以软件、计算机网络、数据库、分布式计算等技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术6.模具CAD/CAM系统运行环境的组成：硬件、软件和人（硬件包括计算机、外围设备和生产设备，软件包括系统软件、各种支撑软件和应用软件）7.模具CAD/CAM系统的硬件组成：计算机主机、外存储器、输入设备、输出设备、网络设备和自动化生产装备8.主机的分类：主机系统、小型成套系统、分布式工程工作站系统和微型机系统9.主机的定义：主机是CAD/CAM系统的硬件核心，主要由中央处理器(CPU)及内存储器（也称内存）CPU包括控制器和运算器，控制器按照从内存中取出的指令指挥和协调整个计算机的工作，运算器负责执行程序指令所要求的数值计算和逻辑运算。CPU的性能决定着计算机的数据处理能力、运算精度和速度10.衡量主机性能的指标：CPU性能和内存容量11.常见的外存储器：磁带、磁盘（软盘、硬盘）和光盘、移动硬盘、U盘12.输入设备：键盘输入类（如键盘）指点输入类（如鼠标）图形输入类（如数字化仪）图像输入类（如扫描仪、数码相机）语音输入类13.输出设备：显示输出（如图形显示器）打印输出（如打印机）绘图输出（如自动绘图仪）及影像输出、语音输出14.网络互联设备：网络适配器（也称网卡）中继器、集线器、网桥、路由器、网关及调制解调器15.CAD/CAM系统软件的层次关系：系统软件←支撑软件←应用软件16.系统软件的定义：是指计算机在运行系统状态下保证用户正确而方便工作的那一部分软件，它处于系统的最底层，是用户与计算机硬件连接的纽带，是使用、控制、管理计算机的运行程序的集合17.系统软件的包括：操作系统、编程语言系统和网络通信及管理软件18.常见的操作系统：WINDOWS、UNIX、LINUX19.常用的编程语言：VC+、VB、JAVA20.主要的网络协议：TCP/IP、MAP、TOP21.支撑软件定义：是CAD/CAM软件系统的重要组成部分，一般有商业化的软件公司开发22.功能单一型软件的分类：①交互式绘图软件：如AUTOCAD、CAXA电子图版、PICAD、高华CAD②三维几何建模软件：如MDT、SOLIDWORKS、SOLIDEDGE③工程计算和分析软件：ANSYS、DYNAFORM、DEFORM、MOLDFLOW、SAP、ADINA、AUTOFORM、INDEED、pam-stamp、optris、isopunch、MARC、NASTRAN、ADAMS④数控编程软件：CIMATRON、MASTERCAM、SMARTCAM、surfcam、CAXA制造工程师⑤数据管理系统软件：Oracle、SYBASE、foxpro、foxbase23.功能集成性支撑软件：PRO/E、UG、I-DEAS、CATIA24.应用软件：是指在系统软件和支撑软件的基础上，针对专门应用领域的需要而研制的软件25.常见的支撑软件的二次开发工具：AUTOLISP、PROTOOLKIT、GRIP26.CAD技术的发展过程：⑴20世纪50年代后期至70年代初期，此阶段为初级阶段——线框造型技术⑵20世纪70年代初期至80年代中期，次阶段是第一次CAD技术革命——曲面造型技术⑶20世纪80年代初期至80年代中期，次阶段是第二次CAD技术革命——实体造型阶段⑷20世纪80年代中期至90年代初期，次阶段是第三次CAD技术革命——参数化技术⑸20世界90年代初期至今，此阶段是第四次CAD技术革命——变量化技术：变量化技术既保持了参数化原有的优点（如基于特征、全尺寸约束、全数据相关、尺寸驱动设计修改）同时又克服了许多不利之处（如解决实体曲面问题）27.CAM的发展过程：28.CAD/CAM技术和模具结构设计包括：草图重建技术、曲面特征设计、变量装配设计技术、真是感技术29.CAD/CAM技术和模具结构分析包括：强度和刚度分析、抗冲击试验模拟、跌落试验模拟、散热能力分析、疲劳和蠕变分析30.CAD/CAM技术和模具成型仿真包括：冷冲压成型、热作成型（压铸模、挤压模、注塑模、热压模、锻模）31.CAD/CAM技术的发展趋势：集成化、网络化、智能化和标准化32.我国模具工业的发展趋势：⑴模具日趋大型化⑵模具的精度将愈来愈高⑶多功能复合模具将进一步发展⑷热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高⑸随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注塑成型等工艺的模具也将随之发展⑹标准件的应用将日益广泛⑺快速经济模具的前景十分广阔⑻随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高⑼以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快，塑料模具的比例将不断增大⑽模具技术含量将不断提高33.今后需大力发展的模具产品：⑴汽车覆盖件模具（轿车所需）⑵精密冲压模具（多工位级进模、精冲模）⑶大型塑料模具（用于汽车和家电）⑷精密塑料模具⑸大型薄壁精密复杂压铸模和镁合金压铸模具⑹子午线橡胶轮胎模具⑺新型快速经济模具⑻多功能复合模具⑼模具标准件34.今后需太高的关键技术⑴用计算机、网络通信、软件技术等信息技术带动和提升模具制造技术⑵模具设计技术（CAD/CAE/CAM一体化技术）⑶模具加工技术（CAM）、高速铣削技术（HSM）⑷快速原型制造技术、激光加工技术、直接金属成型技术⑸信息化工程、逆向工程、并行工程、敏捷制造等技术，先进的精密测量技术⑹高性能、高品质的新型模具材料及制造新工艺⑺模具热流道技术、新型模具标准间⑻先进的模具修复和抛光技术⑼模具制造的现代化管理技术35.CAD/CAE/CAM技术在模具设计中的发展方向：⑴逐步提高CAD/CAM系统的智能化程度⑵研究模具的运动仿真技术，即冲模的冲压过程与注射模的运动仿真⑶协同创新设计将成为模具设计的主要方向，制造业垂直整合的模式使得世界范围内的产品销售、产品设计、产品生产和模具制造分工更明确⑷基于网络的模具CAD/CAE集成化系统将深入发展⑸模具CAD/CAM技术应用的ASP模式将成为发展方向36.试题——简述CAD/CAE/CAM的基本概念：CAD是计算机辅助设计CAM是计算机辅助制造CAE是计算机辅助工程分析是指利用计算机软、硬件系统来生成和运用各种数字信息和图像信息，辅助人们对产品或工程进行总体设计和自动加工的一项综合性技术37.试题——简述CAD/CAE/CAM硬件系统的组成：计算机主机、外存储器、输入设备、输出设备、网络设备和自动化生产装备38.试题——简述国内外常用的CAD/CAE/CAM软件的作用和应用领域39.试题——简述CAD/CAE/CAM的发展历程：40.试题——简单列出5~8种模具加工的机床：车床加工顶针和导套摇臂钻加工冷却水孔台钻加工螺纹孔、销孔线切割冲模凹模加工电火花压铸模热处理后加工数铣和加工中心型腔型芯加工41.试题——简述模具CAD/CAE/CAM技术的发展趋势：集成化、网络化、标准化、智能化第二章CAD/CAM技术基础1.几何建模技术的定义：指在计算机上进行几何形状操作处理的技术2.三维CAD系统的定义：将设计中涉及的机械、设备、构件等三维物体，以尽可能接近实体特征的几何形状来进行处理的CAD系统3.三维CAD系统的特点：可以更加真实地、完整的、清楚地描述物体，并使得以工程制图法为基础的视图，可以通过将几何形体向所需的平面上投影来获得，能够对涉及中能够需要的体积、重心等物理量进行计算，也能够生成和CAE系统密切相关的数据，还能够在显示器上对加工、装配的方法进行审查研究，并生成NC加工所需的数据，三维CAD系统代表了CAD/CAM发展的主流4.三维几何建模系统的分类：线框建模、曲面建模、实体建模5.线框造型的用场：线框造型经常用于线切割制造6.线框造型的特点：结构简单，易于理解，数据存储量少，操作灵活，反应速度快，是进一步进行曲面建模和实体建模的基础，不存在内、外表面的区别，无法识别可见边，也就不能对图形进行可见性检验及消隐、剖切、渲染、明暗处理、物性分析等处理7.曲面造型的方法：指纹面、线性拉伸曲面、线性拉伸曲面、旋转曲面、扫描曲面、混合曲面、边界曲面8.曲面的种类：贝齐尔、B样条、孔斯、非均匀有理B样条9.实体建模起始时间：20世纪70年代后期10.实体建模的定义：指用来表示在计算机上创建的实物模型，以及它所包含的所有特征11.常见的几种实体建模模式：边界表示法、构件立体几何法、混合模式、空间单元表示法、半空间法12.边界表示法（B-reps、BR）的定义：首先是在欧洲发展起来的。强调的是形体外表细节，详细记录了构成几何形体的所有几何、拓扑信息，其模型中的数据结构呈现网状关系，强调记录拼合后的结果13.各种实体的扫描生成模式（实体造型制作的方法）：线性扫描（拉伸）、环装扫描（旋转）、路径扫描、混合扫描14.构件立体几何法（CSG）的定义：在计算机内部不是通过边界平面和边界线来定义实体，而是通过基本体素及它们的逻辑运算（如交集、并集、差集）表示，即通过三种形式的布尔运算生成新的几何形体15.16.空间单元表示法定义：通过一系列空间单元构成的图形来表示物体的一种方法17.特征的定义：是一种综合概念的集成对象，除了包括零件的几何拓扑信息外，还包括了设计制造等过程所需要的一些非几何信息，如材料信息、尺寸、形状公差、热处理及表面粗糙度信息和刀具信息等。特征就是任何已被接受的某一个对象的几何、功能元素和属性，通过它们我们可以很好地理解该对象的功能、行为和操作。更为严格的定义，特征就是一个包含工程含义货意义的几何原型外形18.第三章冲压模具1.冲压工艺的基本工序：分离工序、成形工序2.冲压分离工序的分类：落料、冲孔、切断（剪切）、修边（切边）、剖切、切口3.冲压成形工序的分类：弯曲、辊弯、卷弯、辊形、拉弯、扭曲、拉深、翻边、缩口、胀行、扩口、整形、旋压4.按照完成的冲压性质冲模的分类：冲裁模、弯曲模、拉深模、胀行模、翻边模、扩口模、缩口模、整形模5.按照冲压工序的数量及组合程度冲模的分类：单工序模、级进模和复合模6.冲模的组成零件工作零件，是最重要、基本的零件：凸模、凹模、凸凹模是非标件支撑零件，是冲模的基础件：上、下模座、模柄、凸凹模固定板、垫板、限制器多数是标准件定位零件：挡料销、导正销、导料板、定位销、侧压装置（侧压板或弹簧）、侧刃多数是标准件压料、卸料及出件零件：卸料板、压料板导向零件：导柱、导套、导板、导筒一般为标准件紧固零件：螺钉、销钉、托料架一般为标准件其他零件：便于搬运、操作，保障安全等作用的零件7.冲裁变形的三个阶段：弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段8.冲裁的断面特征：塌角带、光亮带、断裂带和毛刺9.确定冲裁间隙的方法：⑴理论计算法理论计算法尚不能再实际工作中发挥实用价值⑵查表法取较小的间隙有利于提高冲裁件的断面质量和尺寸精度，取较大的间隙值有利于提高模具寿命，降低冲裁力⑶经验记忆法是一种比较实用的、易于记忆的确定合理冲裁间隙的方法Z=mt10.m（记忆系数）选取过程中的考虑因素：⑴对于制件断面质量要求高的其值可取小些⑵计算冲孔间隙时比计算落料间隙时取值可取大些⑶为减小冲裁力其值可取大些⑷为减小模具磨损其值可取大些⑸计算异性件间隙时比计算圆形件间隙时取值可取大些⑹冲裁厚板（t8mm）时取值可取小些11.冲模工作部分尺寸的计算原则：落