压铸模cad-cae-cam

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1、压铸模CAD/CAE/CAM

2、第1随着计算机技术的迅速发展，现代制造工业的发展也日新月异，设计和生产的方式已发生了巨大的变化，产品对模具的精度要求越来越高，产品改型也越来越快。传统的设计与制造方式已无法适应现代工业发展的需要。采用CAD/CAE/CAM一体化技术进行压铸工艺和压铸模设计与制造，从产品设计到生产加工“无图纸化作业”，不仅可以大大提高设计效率，缩短模具设计与制造周期，而且能提高模具结构的合理性、准确性和加工精度，还能将设计人员从繁冗的绘图、计算和编程中解放出来，以从事更多的创造性工作。模具CAD/CAE/CAM技术的应用是模具技术发展的

3、一个显著特点。1压铸模CAD压铸模CAD是指利用计算机技术完成压铸工艺和压铸模设计过程中的信息检索、方案构思、分析、计算、工程绘图和文件编制等工作。CAD中的“设计”内容广泛，涉及多门学科，其中分析、计算及工程绘图是设计过程中的典型环节，CAD的典型含义就是计算机辅助完成包含以上典型设计环节的活动。在模具设计中，压铸模设计比较复杂，它不仅要考虑铸件形成过程中的工艺参数，还要考虑液态金属的流动等因素的影响，模具的开发往往要经过工艺分析、模具的设计与制造、调试等工序，一套模具按传统的人工设计，工作量大，开发周期长且难以进行复杂的设计计算。而当今的产品更

4、新换代频繁、市场竞争日趋激烈，“模具就是产品质量”，“模具就是经济效益”的观念，已被越来越多的人所接受，因此如果仍沿用过去的人工设计方法不仅难以保证产品质量，而且也难于满足产品更新换代的需求。压铸模CAD正是为了适应这种形势而发展起来的，它与传统的人工设计相比，有缩短模具设计与制造周期、提高铸件的质量、减轻设计人员的工作强度及降低成本等优点。目前，压铸模设计大都采用通用CAD系统，通用CAD系统功能十分丰富，适用范围广。例如，CATIA、UG、I-DEAS、Pro/E、EUCLID、CADDS5、CAXA、AutoCAD、MDT等。压铸模的计算机辅

5、助设计内容大致为：在输入铸件具体形状、尺寸、合金种类后，可估算出铸件体积与重量，选择压铸机，设计浇注系统、型腔镶块、导向机构、模板、推出机构等，并选用材质，最后绘出模具图纸。华中科技大学基于国外先进的支撑软件UG平台上进行二次开发，研制出了一套三维压铸工艺设计CAD系统——DieCAD，能根据零件图及合金类型进行压铸模结构、型腔、浇注系统、草图、装配图、压铸模构件等设计和压铸工艺参数的计算与选择，建立设计标准和技术信息数据库[3,4]。该系统的主要输入为压铸零件和铸造工艺要求，设计要根据设计准则、经验、标准进行，设计过程中需要设计人员与系统的交互，

6、同时需要标准件库、UG系统的支撑，最后输出压铸模的三维装配图、零件模型和二维图。该压铸模CAD系统分为七个模块：系统的初始化、工艺参数的确定、浇注系统的设计、成型零件的设计、模板结构的设计、导向机构的设计、推出机构的设计，系统模块结构如图1所示。图1压铸模CAD系统的模块结构应用DieCAD基于UG平台进行压铸模CAD基本过程为：首先导入零件三维模型，并对零件进行有关处理，包括处理孔洞和槽、添加加工余量、铸件收缩率、拔模斜度等；然后进行镶块设计、模具型腔和型芯设计、压铸工艺参数设计、浇注系统设计、模架设计等。图2是利用DieCAD对某厂后盖压铸件进

7、行的压铸工艺设计的几个基本过程图例。图2a)型腔布置图2b)创建分型面图2c)浇注系统实体模型图2后盖件压铸工艺CAD设计2压铸模CAE在压铸生产过程中，液态和半固态的高温金属在高速、高压下充型，并在高压下迅速凝固，容易产生流痕、浇不足、气孔等铸造缺陷，影响压铸件质量，同时容易导致模具的冲蚀、热疲劳裂纹等，使模具的使用寿命缩短。随着压铸工业的迅速发展及对压铸件质量要求的提高，人们更加注重对金属液充型过程的探索和揭示，以便设计出合理的浇注系统，从而形成有利的充型方式，获得优质压铸件。压铸模CAE是基于铸造数值模拟仿真技术而来的，主要以压铸件充型的流动

8、场数值模拟、压铸模/压铸件温度场模拟、压铸模/压铸件应力场数值模拟为主，变未知因素为可知因素，并分析易变因素的影响，评价模具冷却工艺和判断模温平衡状态，评估可能出现的缺陷类型、位置和程度，设计合理的铸件、铸型结构及浇注系统，选择恰当的压铸工艺参数，然后围绕此方案进行模具的力学分析和结构设计，保证其合理的力学结构。这种具有过程和质量前瞻性的科学的设计方法，不仅节省了模具开发制造的费用和周期，同时也有力地保证了模具及其所实现的铸造工艺的质量。目前压铸模CAE技术已经达到实用化水平，国内外均有商品化软件出现，国外主要有德国的MagmaSoft、美国的Pr

9、oCAST、Flow3D、韩国的AnyCAST等，国内主要有清华的FT-Star、华北工学院的CastSoft、华中科技大