模具CAD/ CAE/CAM是改造传统 模具生产方式的关键技术,是一项高 科技、高效益的系统工程。它以计算机软件的形式,为企业提供一种有效的辅助工具,使工程技术人员借助于计算机对产品性能、 模具结构、成形工艺、数控加工及 生产管理进行 设计和优化。 模具CAD/ CAE/CAM技术能显著缩短 模具设计与 制造周期,降低 生产成本和提高产品质量已成为 模具界的共识。
铸造成形过程模拟的探索性工作始于求解铸件的温度场分布。1962年丹麦的Fursund用有限差分法首次对二维形状的铸件进行了凝固过程的传热计算,1965年美国通用 汽车公司Henzel等对汽轮机铸件成功进行了温度场模拟,从此铸件在 模具型腔内的传热过程数值分析技术在全世界范围内迅速开展。从上个世纪70年代到80年代,美国、英国、法国、日本、丹麦等相继在铸件凝固模拟研究和应用上取得了显著成果,并陆续推出一系列商品化模拟软件。进入90年代后,我国的高等院校也在该领域取得了令人瞩目的成就。
单纯的传热过程模拟并不能准确计算出铸件的温度变化和预测 铸造中可能产生的缺陷,充模过程对铸件初始温度场分布的影响以及凝固过程中液态金属的流动对铸件缺陷形成的影响都是不可忽视的因素。铸件充模过程的模拟技术以计算流体力学的理论和方法为基础,从二维简单形状开始,逐步深化和发展,现已成功实现了三维复杂形状铸件的充模过程模拟,并能将流动和传热过程相耦合。目前的一些三维 铸造过程模拟软件已覆盖铸钢、铸铁、铸铝和铸铜等各类铸件,达到数百吨,小至几千克,无论是在消除缩孔和缩松,还是在优化浇冒口 设计,改进浮渣夹渣等方面都发挥了显著的作用。
塑料注射模CAD/CAM是伴随着通用 机械CAD/CAM技术发展而不断深化的。从上个世纪60年代基于线框模型的CAD系统开始,到70年代以曲面造型为核心的CAD/CAM系统,80年代实体造型技术的成功应用,90年代基于特征的参数化实体/曲面造型技术的完善,为塑料注射模采用CAD/ CAE/CAM技术提供了可靠的保证。目前的国内外 市场已涌现了一批成功用于塑料注射模的CAD/ CAE/CAM系统。
塑料注射模 CAE技术的发展从一维流动和冷却分析到二维流动和冷却分析再到准三维流动和冷却分析,其应用范围已扩展到保压分析、纤维分子取向和翘曲预测等领域并且成效卓著。
国外级进模CAD/ CAE/CAM的研究始于上个世纪60年代末,70年代初步应用于二维图形的简单冲裁级进模,其主要功能如条料排样、凹模布置、工艺计算和NC编程等。应用三维几何造型技术的级进模系统始于80年代末,采用三维几何模型来描述板金零件,并将三维图形技术应用于 模具结构 设计。UGNX软件已包括工程初始化、工艺预定义、毛坯展开、毛坯排样、废料 设计、条料排样、压力计算和 模具结构 设计等模块,具有特征识别与重构、全三维结构关联等显著特色。
本世纪的科学技术正处于日新月异的变革之中,通过与计算机技术的紧密结合,人工智能技术、并行工程、面向装配、参数化特征建模以及关联 设计等一系列与 模具工业相关的技术发展之快、学科领域交叉之广前所未见。今后十年新一代 模具CAD/ CAE/CAM系统必然是当今最好的 设计理念、最新的成形理论和最高水平的 制造方法相结合的产物,其特点将反映在专业化、网络化、集成化和智能化四个方面。
|