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我国模具CAD/CAM技术的现状及发展趋势研究I我国模具CAD/CAM技术的现状及发展趋势研究***（井冈山大学工学院，江西吉安343009）指导教师：***[摘要]介绍了模具CAD/CAM技术发展概况，模具CAD/CAM软件特点及其优越性及目前我国国内应用的主要自主软件，分析了模具行业采用模具CAD/CAM技术的原因，阐述了模具CAD/CAM应用情况和开发现状，指出了我国模具CAD/CAM软件应用与开发中存在的主要不足，探讨了今后的发展趋势。随着模具CAD/CAM技术向着更高方向的发展，必将提高产品的设计和制造效率。企业应看清应用CAD/CAM技术带来的进步性，并以自身为基础，借鉴同行各企业应用推广的经验，灵活应用CAD/CAM技术，加快企业的设计制造一体化发展。[关键词]标准件库；存在的问题；集成化；知识工程；并行工程；先进制造技术[Abstract]DescribesthemoldCAD/CAMtechnologydevelopmentoverviewandmoldCAD/CAMsoftwarefeatures,advantagesofanalysisusingdiemoldindustryCAD/CAMtechnologyandthecurrentapplicationinourcountryamajorindependentsoftware,thereasonstoexplainthemoldCAD/CAMapplicationanddevelopmentofthestatusquo,concludedthatChina'sDieCAD/CAMsoftwareapplicationanddevelopmentofthemainshortcomingsthatexisttoexplorethefuturetrends.WiththemoldCAD/CAMtechnology,thedirectiontowardahigherdevelopment,willimproveproductdesignandmanufacturingefficiency.AnenterpriseshouldseetheapplicationofCAD/CAMtechnologyhasbroughtadvancesinthediseaseandthebasisofitsown,drawingonpeer-topromotetheenterpriseapplicationexperience,flexibleapplicationofCAD/CAM井冈山大学毕业论文IItechnology,acceleratethedesignandmanufactureofintegrateddevelopmentofenterprises.[Keywords]StandardPartsLibrary;aproblem;integration;KnowledgeEngineering;concurrentengineering;advancedmanufacturingtechnology.我国模具CAD/CAM技术的现状及发展趋势研究III目录摘要……………………………………………………………………………………ⅠAbstract……………………………………………………………………………………Ⅰ1引言……………………………………………………………………………………12我国模具CAD/CAM的现状…………………………………………………………………22.1我国模具CAD/CAM的现状………………………………………………………22.2CAD/CAM技术与传统加工方法比较具有的先进性……………………………23我国CAD/CAM技术存在的主要问题………………………………………………44我国模具CAD/CAM的发展趋势………………………………………………64.1模具CAD/CAE/CAM正向集成、三维、智能和网络化发展…………………64.2基于知识设计技术的提出………………………………………………………74.3与先进制造技术的结合……………………………………………………………74.4模具标准件选择向智能化发展……………………………………………………85结论…………………………………………………………………………………9参考文献………………………………………………………………………………10致谢……………………………………………………………………………………11我国模具CAD/CAM技术的现状及发展趋势研究11引言模具工业是国民经济的重要基础工业之一。模具是工业生产中的基础工艺设备，是一种高附加值的高精密集型产品，也是高新技术产业化的重要领域，其技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分别发展的基础上发展起来的，它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。模具CAD/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工种。它以计算机软件的形式，为用户提供一种有效的辅助工具，使技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。模具CAD/CAM技术的迅猛发展，软件，硬件水平的进一步完善，为模具工业提供了强有力的技术支持，为企业的产品设计，制造和生产水平的发展带来了质的飞跃，已经成为现代企业信息化，集成化、网络化的最优选择。井冈山大学毕业论文22我国模具CAD/CAM的现状2.1CAD/CAM技术与传统加工方法比较具有的先进性开发CAD/CAM软件的目的是应用CAD/CAM技术，应用CAD/CAM技术的目的是提高企业的设计和制造水平，增强企业在国际市场的竞争能力。根据传统做法，一个新产品的开发过程总是分为设计与制造两大部分。模具生产也不例外，模具属单件生产，设计与制造往往是一一对应的，所以模具设计的工作特别繁重。传统的模具设计采用手工设计方法，工作繁琐，模具设计所占工时约为模具总工时的20％左右，模具设计工作量大、周期长、任务急。引入模具CAD技术后，模具设计可借助计算机完成传统手工设计中各个环节的设计工作，并自动绘制模具装配图和零件图。模具CAM最初应用于模具型腔等复杂形状自动加工的计算机辅助编制，后又逐步扩展为工艺准备和生产准备过程中的许多功能，例如计算机辅助模具制造工艺过程的设计、计算机辅助模具生产管理等各方面的应用。开发模具CAM最原始的依据是模具的几何信息-----图形。最初的模具CAD/CAM技术，尽管使用计算机代替了大量的繁重手工劳动，取得很大成绩，但是从整个模具生产过程看，却没有什么本质的变化。整个模具生产与传统模具生产类似，设计与制造环节间有着严格的分界，二个环节间传递信息的最重要手段只靠图样。模具CAD/CAM技术的主要特点是设计与制造过程的紧密联系----设计制造一体化，其实质是设计和制造的综合计算机化。在模具CAD/CAM系统中，产品的几何模型（有些综合系统还要求附加工艺和组织管理方面信息）是关于产品的最基本核心数据，并作为设计、计算、分析中最原始的依据。通过模具CAD/CAM系统的计算、分析和设计而得到的大量信息，可运用数据库和网络技术将其存储并直接传送到生产制造环节的各个方面，从而实现设计制造一体化。采用了CAD/CAM技术以后，图样的作用大大减弱，大部分设计和制造信息由系统直接传送，图样不再是设计与制造环节的分界线，也不再是制造、生产过程中的唯一依据，它将被逐步简化，甚至最终消失[1]。2.2我国模具CAD/CAM的现状由于对模具要求的越来越高，传统的制模方法已经不能满足需要，这就促使了CAD/CAM技术在模具业中的应用。发达国家从20世纪50年代就开始模具CAD/CAM的研究。到20世纪80年代，模具CAD/CAM技术已经广泛应用于冷冲模具、锻造模具、我国模具CAD/CAM技术的现状及发展趋势研究3注射模具、压铸模具的设计与制造。我国的计算机技术起步较晚，模具CAD/CAM的开发始于20世纪70年代末，但发展也相当迅速。到目前为止，通过国家有关部门鉴定的有精冲模、普通冲裁模、辊锻模、锤模和注塑模等CAD/CAM系统，它们在生产中发挥着重要的示范作用并产生巨大的经济效益。80年代中、后期，我国的冲模CAD研制工作进入了全面发展阶段，不少企业、科研院所大专院校都开发了面向中国制造的CAD软件，强调软件产品的专业化和本地化[2]。从上世纪90年代开始，华中科技大学、西安交通大学和北京机电研究院等相继开展了级进模CAD/CAM系统的研究和开发。近年来，我国模具标准件库的应用也日益增多。为了减轻重复劳动，提高工作效率，许多研究机构和设计生产部门都在各种CAD平台上利用其提供的二次开发接口进行二次开发。大多数的CAD系统不含有标准件库，尤其是对特定行业的专用标准件库，不能满足设计人员的需求，因此相关的设计部门和科研机构采用不同的方法开发了行业内适用的标准件系统，很大程度上提高了设计效率。但是单纯的标准件库往往存在以下不足：（1）设计人员要根据模具类型手工选择所需标准件的尺寸和种类；（2）对于由若干标准件组成的典型组合；（3）在模具设计中对应标准件在模具活块或者非标常用件上要配合生成相应的定位孔、安装孔或槽腔，而这些结构的生成仍需要通过设计人员手工造型并和模具活块作布尔运算生成[3]。总体我国CAD/CAM的研究应用与工业发达国家相比还有较大差距，主要表现在：（1）CAD/CAM的应用集成化程度较低，很多企业的应用仍停留在绘图、NC编程等单项技术的应用上。（2）CAD/CAM系统的软、硬件均依靠进口，自主版权的软件较。（3）缺少设备和技术力量，有些企业尽管引进CAD/CAM系统，但其功能没能充分发挥。近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，特别是微机的普及应用，更为广大模具企业普及模具CAD/CAM技术创造了良好的条件。随着微机软件的发展和进步，技术培训工作也日趋简化。在普及推广模具CAD/CAM技术的过程中，应抓住机遇，重点扶持国产模具软件的开发和应用，加大技术培训和技术服务的力度，应进一步扩大CAD/CAM技术的应用范围[4]。井冈山大学毕业论文43我国CAD/CAM技术存在的主要问题近几年来，我国CAD/CAM系统的开发和应用取得了一些成绩，国内已初步形成了CAD/CAM商品化软件市场。尽管如此，我国CAD/CAM技术发展在设计水平、开发能力、开发规模、技术和产品质量上还无法与发达国家相比。在CAD/CAM软件应用与开发存在的不足主要有以下几点：(1)不少的企业对CAD的认识还仅仅停留在绘图阶段，缺乏设计方法和设计理论的指导，从而使CAD产生的效益尚未得到充分发挥[5]。(2)CAD/CAM软件应用人员层次不齐，不能让CAD软件得到的高效率应用。(3)在引进模具CAD/CAM技术时存在着盲目性倾向，许多企业没有充分考虑各种CAD/CAM软件的特点，购买回来的CAD/CAM软件不能完全适用于本企业的产品设计与开发工作[6]。(4)引进的模具CAD/CAM系统的二次开发跟不上，致使引进软件的效率不能完全发挥[7]。(5)国内模具CAD/CAM技术水平还处于高技术集成和向产业化、商品化过渡的时期，自主开发的模具CAD/CAM系统商品化程度不够高，功能和稳定方面与国外先进软件还有很大差距[8][9]。(6)我国CAD技术开发创新少、仿制多。没有创新就没有竞争力，只仿制就不能开发出有竞争力的产品。从我国二维CAD到目前研制的三维CAD都存在这一问题。用户提出的参数设计问题[10]、数据管理问题及特征造型问题。这些技术，我国CAD研究开发者都没有引起注意。(7)我国CAD软件的开发缺乏理论和算法的研究。CAD技术是一项综合性的高新技术，涉及面广而复杂，技术变化快，竞争激烈。就建模技术而言会涉及很多模型建立的理论和算法，这些都是为解决用户需求而研究开发的，每种理论和算法用于CAD系统中，会产生新的C