0、引言

　　模具CAD集成技術是一項重要的模具先進制造技術,是一項用高技術改造模具傳統技術的重要關鍵技術。從六五計劃開始,我國有許多模具企業采用CAD技術,特別是近年,CAD技術的應用越來越普遍和深入,大大縮短了模具設計周期,提高了制模質量和復雜模具的制造能力。然而,由于許多企業對模具CAD集成技術認識不足,投資帶有盲目性,不能很好地發揮作用,造成了很大的浪費。本文就塑料模具CAD集成技術及其應用發表一些觀點,供大家參考。

　　1、塑料模具CAD集成技術

　　塑料模具的制造,包括塑料產品的造型設計、模具的結構設計及分析、模具的數控加工(銑削、電加工、線切割等)、拋光和配試模以及快速成形制造等。各個環節所涉及的CAD單元技術有:造型和結構設計(CAD)、產品外形的快速反求(RE)、結構分析與優化設計(CAE)、輔助制造(CAM)、加工過程虛擬仿真(SIMULATION)、產品及模具的快速成形(RP)、輔助工藝過程(CAPP)和產品數據管理技術(PDM)等。塑料模具CAD集成技術,就是把塑料模具制造過程所涉及的各項單元技術集成起來,統一數據庫和文件傳輸格式,實現信息集成和數據資源共享,從而大大縮短模具的設計制造周期,提高制模質量。

　　2、塑料產品的CAD設計與外形的快速反求

　　進行塑料模具設計制造的第一步是塑件產品的設計。傳統產品設計方法是設計者對產品的三維構思用二維平面圖紙表達出來,圖紙上標明工藝及施工方法,這種方法決定了所設計圖形的簡單性及不能直接控制制造質量。現代設計方法是設計者在電腦上直接建立產品的三維模型,根據產品三維模型進行模具結構設計及優化設計,再根據模具結構設計三維模型進行加工編程及編制工藝計劃。這種方法使產品模型設計、模具結構設計、加工編程及工藝設計都以3D數據為基礎,實現數據共享,不僅能快速提高設計效率,而且能保證質量,降低成本。

　　電腦塑件產品模型的來源有三種:利用CAD系統軟件進行產品模型設計、利用實物測量進行快速反求建模、利用其它CAD系統的標準格式文件。針對這三種產品模型的來源方式,目前已研究出各種技術來提高產品模型的設計效率和質量。下面進一步分析各種技術的內涵和特點。

　　利用CAD系統軟件進行產品模型設計,其技術主要包括二維幾何圖形的繪制、二維參數化圖形的設計、三維實體造型設計、三維特征造型設計、三維參數化實體造型設計、三維曲面造型設計、空間自由造型設計、產品的外觀渲染、產品的動態廣告設計等等。這些軟件有許多典型的代表。二維軟件有:ME10、CADKEY、AUTOCAD、DHCAD、Genis、Sigraph等;三維軟件有:UGII、PRO/E、IDEAS、CATIA、EUCLID等;產品自由造型及廣告設計的軟件有:Alias、CDRS等。二維幾何圖形的繪制是利用平面CAD軟件繪制零件圖形,即用計算機代替手工繪圖;而二維參數化,即計算機實現了圖形的變量設計,使修改更加方便;三維造型設計是數字化的產品的真實形狀設計,它完全表達了產品,能夠進一步為模具設計、分析和加工提供必要的數學模型;空間自由造型設計是產品外形的藝術設計,使產品不僅是功能產品,也是藝術品;產品的外觀渲染是產品的效果設計,使產品更加美觀、顏色更加能迎合人們的各種需求;產品的動態廣告設計是將產品設計的結果直接制作宣傳廣告,進行市場推廣。

　　利用實物測量進行快速反求建模是目前研究的熱點之一,它是產品仿型基礎上進行產品修改設計的重要技術。其基本原理是通過三座標測量機、激光測量機或電子抄數儀對實物進行掃描測量,把測量所獲得的數字化的大量數據點送入高級CAD軟件的反求模塊或專用的反求軟件中,反求軟件可直接讀取點數據群,并可對點數據群進行編輯、過濾、整理、求精、排序、局部修改與重組,然后自動生成曲面,最終獲得同實物精確一致的或經改造的電腦塑件產品模型。這一方式可極大提高新產品設計速率。目