0、引言

　　模具CAD集成技術(shù)是一項(xiàng)重要的模具先進(jìn)制造技術(shù),是一項(xiàng)用高技術(shù)改造模具傳統(tǒng)技術(shù)的重要關(guān)鍵技術(shù)。從六五計(jì)劃開始,我國(guó)有許多模具企業(yè)采用CAD技術(shù),特別是近年,CAD技術(shù)的應(yīng)用越來越普遍和深入,大大縮短了模具設(shè)計(jì)周期,提高了制模質(zhì)量和復(fù)雜模具的制造能力。然而,由于許多企業(yè)對(duì)模具CAD集成技術(shù)認(rèn)識(shí)不足,投資帶有盲目性,不能很好地發(fā)揮作用,造成了很大的浪費(fèi)。本文就塑料模具CAD集成技術(shù)及其應(yīng)用發(fā)表一些觀點(diǎn),供大家參考。

　　1、塑料模具CAD集成技術(shù)

　　塑料模具的制造,包括塑料產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析、模具的數(shù)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(gè)環(huán)節(jié)所涉及的CAD單元技術(shù)有:造型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(CAD)、產(chǎn)品外形的快速反求(RE)、結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)(CAE)、輔助制造(CAM)、加工過程虛擬仿真(SIMULATION)、產(chǎn)品及模具的快速成形(RP)、輔助工藝過程(CAPP)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)(PDM)等。塑料模具CAD集成技術(shù),就是把塑料模具制造過程所涉及的各項(xiàng)單元技術(shù)集成起來,統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)和文件傳輸格式,實(shí)現(xiàn)信息集成和數(shù)據(jù)資源共享,從而大大縮短模具的設(shè)計(jì)制造周期,提高制模質(zhì)量。

　　2、塑料產(chǎn)品的CAD設(shè)計(jì)與外形的快速反求

　　進(jìn)行塑料模具設(shè)計(jì)制造的第一步是塑件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法是設(shè)計(jì)者對(duì)產(chǎn)品的三維構(gòu)思用二維平面圖紙表達(dá)出來,圖紙上標(biāo)明工藝及施工方法,這種方法決定了所設(shè)計(jì)圖形的簡(jiǎn)單性及不能直接控制制造質(zhì)量。現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是設(shè)計(jì)者在電腦上直接建立產(chǎn)品的三維模型,根據(jù)產(chǎn)品三維模型進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化設(shè)計(jì),再根據(jù)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三維模型進(jìn)行加工編程及編制工藝計(jì)劃。這種方法使產(chǎn)品模型設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工編程及工藝設(shè)計(jì)都以3D數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,不僅能快速提高設(shè)計(jì)效率,而且能保證質(zhì)量,降低成本。

　　電腦塑件產(chǎn)品模型的來源有三種:利用CAD系統(tǒng)軟件進(jìn)行產(chǎn)品模型設(shè)計(jì)、利用實(shí)物測(cè)量進(jìn)行快速反求建模、利用其它CAD系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)格式文件。針對(duì)這三種產(chǎn)品模型的來源方式,目前已研究出各種技術(shù)來提高產(chǎn)品模型的設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。下面進(jìn)一步分析各種技術(shù)的內(nèi)涵和特點(diǎn)。

　　利用CAD系統(tǒng)軟件進(jìn)行產(chǎn)品模型設(shè)計(jì),其技術(shù)主要包括二維幾何圖形的繪制、二維參數(shù)化圖形的設(shè)計(jì)、三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)、三維特征造型設(shè)計(jì)、三維參數(shù)化實(shí)體造型設(shè)計(jì)、三維曲面造型設(shè)計(jì)、空間自由造型設(shè)計(jì)、產(chǎn)品的外觀渲染、產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)廣告設(shè)計(jì)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(chǎn)品自由造型及廣告設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)代替手工繪圖;而二維參數(shù)化,即計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了圖形的變量設(shè)計(jì),使修改更加方便;三維造型設(shè)計(jì)是數(shù)字化的產(chǎn)品的真實(shí)形狀設(shè)計(jì),它完全表達(dá)了產(chǎn)品,能夠進(jìn)一步為模具設(shè)計(jì)、分析和加工提供必要的數(shù)學(xué)模型;空間自由造型設(shè)計(jì)是產(chǎn)品外形的藝術(shù)設(shè)計(jì),使產(chǎn)品不僅是功能產(chǎn)品,也是藝術(shù)品;產(chǎn)品的外觀渲染是產(chǎn)品的效果設(shè)計(jì),使產(chǎn)品更加美觀、顏色更加能迎合人們的各種需求;產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)廣告設(shè)計(jì)是將產(chǎn)品設(shè)計(jì)的結(jié)果直接制作宣傳廣告,進(jìn)行市場(chǎng)推廣。

　　利用實(shí)物測(cè)量進(jìn)行快速反求建模是目前研究的熱點(diǎn)之一,它是產(chǎn)品仿型基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品修改設(shè)計(jì)的重要技術(shù)。其基本原理是通過三座標(biāo)測(cè)量機(jī)、激光測(cè)量機(jī)或電子抄數(shù)儀對(duì)實(shí)物進(jìn)行掃描測(cè)量,把測(cè)量所獲得的數(shù)字化的大量數(shù)據(jù)點(diǎn)送入高級(jí)CAD軟件的反求模塊或?qū)Ｓ玫姆辞筌浖?反求軟件可直接讀取點(diǎn)數(shù)據(jù)群,并可對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)群進(jìn)行編輯、過濾、整理、求精、排序、局部修改與重組,然后自動(dòng)生成曲面,最終獲得同實(shí)物精確一致的或經(jīng)改造的電腦塑件產(chǎn)品模型。這一方式可極大提高新產(chǎn)品設(shè)計(jì)速率。目