模具生産制造是我國市場經濟發展的重要基礎，有關電器、儀表、汽車、設備等産品生産中，依據模具制造的零部件所占比重較高，因此模具的設計和制造水平決定了産品質量和生産效率。關于模具的設計和制造，是集成了設計、制圖、規劃制造工藝、生産加工等于一體的工作過程，CAD聯合CAPP及CAM軟件技術在模具設計和制造中的應用，有效減少了模具設計和制造所耗時間，為模具的數控加工奠定了技術基礎。因此，本文簡要介紹了CAD技術如何應用于模具立體模型設計和CAPP軟件如何應用于模具制造工藝規劃，再詳細分析了CAM軟件的主要加工方法和基本流程，最後從平面取代立體、采用特殊工藝、采用混合模型、化整為零四點來闡述了CAM的技術路徑選擇，以期提高模具設計和制造效率和質量。

模具本身型腔大多是曲線或曲面的，由于這個特征，關于模具的設計和制造往往是整體的、全面的，所以在設計和建模時采用CAD技術，在模具制造工藝中采用CAPP軟件，在虛拟制造過程時采用CAM技術，生産加工中采用數控技術［1－3］。最近幾年，随着CAD技術、CAPP和CAM等商用應用軟件的不斷發展和廣泛應用，計算機不再局限于設計模具和編制數控程序之中，也被運用于模具成型和銷售之中［4－5］。由此可見，關于計算機技術或應用軟件在模具設計和制造中的應用研究值得關注，其發展前景不容小觑。

1CAD技術應用于模具立體模型設計

1．1促進平面設計轉變為立體設計

就模具設計方式而言，傳統模具設計大多采取平面設計，也就是将立體的模具制品借助投影形成多個平面視圖，再在此前提下設計模具架構，繪制出模具對應的零件圖和配裝圖［6］。然而如今，CAD技術的應用使得模具的設計方式正從傳統平面設計轉變為立體設計。

1．2特征三維模型技術的應用

關于模具的設計，要在結合使用需求和美學基礎的同時，符合制造工藝、材料特性、模具架構、制造設備、制造成本和費用、批量生産等多方面的需要。集成了特征三維模型技術的CAD為設計人員創建了系統的設計繪圖平台，特征三維模型技術的應用可更便捷快速地形成參數化立體模型，通過變動參數值就可實現模型的聯動修改，為之後的模具設計、完善、分析等奠定一定的基礎。

2CAPP軟件應用于模具制造工藝規劃

CAPP軟件應用于模具制造工藝之中，不僅實現了和CAD技術的連接，還實現了和CAM軟件的連接，是連接模具設計和制造的中間樞紐，即設計隻有借助工藝規劃方可轉變為制造信息，設計隻有借助工藝規劃方能實現和制造過程信息與功能的共享［9］。所謂的CAPP即計算機輔助工藝設計，借助計算機來規劃設計模具制造工藝，也就是将毛坯模具零件加工為設計所需零件的過程。該軟件是通過向計算機錄入毛坯零件的基本情況和幾何信息，再由計算機輸出零件工藝内容和制造工序等文件［10］。

3CAM軟件的主要加工方法和基本流程

3．1CAM軟件的主要加工方法

(1)粗加工一般而言，粗加工可分為關于區域、等高線、掃描線、擺線等的加工。區域粗加工大多用于模具型腔加工，采用二軸半加工方式，結合模具設計外形和分塊，可形成分層加工流程，也可形成多分塊的二維加工流程;等高線粗加工大多用于凸模具加工;掃描線加工大多用在多曲面構成的凹凸模具加工，采用二軸半加工方式;擺線粗加工适合相對緩和的凹凸模具加工，也采用二軸半加工方式等等。(2)精加工精加工可分為關于參數線、等高線、掃描線、淺平面、限制線等的加工。參數線精加工主要适合三軸聯動加工立體曲面;等高線精加工主要用于加工比較陡的曲面;掃描線精加工主要适合由多曲面構成的凹凸模加工，采取頂點軌迹切削;淺平面精加工主要用在加工模具零件的平坦區域［11］;限制線精加工主要适合截面線或斜壁形凹凸模加工等等。(3)補加工所謂的補加工，是結合模具架構要求，對夾角等細節部分進行補加工。就等高線而言，主要用在立體曲面多區域的補加工，也可用在凹凸模補加工;就模具區域而言，可用在凹模補加工及其深淺形夾角的補加工等［12］。事實上，任何補加工都是對模具凹凸面的細節加工，旨在提高模具的精準性。(4)銑槽加工模具零件比較特殊，需要對諸多銑槽進行加工。通常情況下，銑槽可分成直槽、環槽、二維槽和三維槽等幾種，對應的采取以下幾種加工方式［13］。掃描線銑槽加工是對于凹凸模的加工，是在掃描線基礎上形成銑槽軌迹;曲線銑槽加工也适合凹凸模加工，主要用于三維曲線銑槽軌迹的形成。(5)模闆加工一般而言，模闆加工是由模闆生成和模闆應用兩部分組成。前者主要用在記錄客戶已定型的加工方式和流程，在模闆上記錄加工方式和流程的工藝和參數值;後者主要用于運用客戶已定型的加工方式和流程，調用模闆中的制造工藝和加工參數［14］。

3．2CAM軟件的基本流程

計算機輔助制造(CAM)是借助計算機來操控和管理制造設備設施，其輸入内容是模具零件的工藝設計和生産工序，輸出内容是設備制造的運動軌迹和數控程序，具體流程示意圖見下圖1所示。

4CAM軟件應用于模具設計和制造的技術路徑選擇

4．1平面取代立體

關于許多模具機床的立體及其曲面的加工，采用直線插補方法，其準确度和速度沒有平面軌迹高。由此可見，CAM軟件的應用要時刻遵循盡量采用二維軌迹的原則。所以在模具設計時可能需要立體模型，而在制造加工過程中則更傾向于平面軌迹［15］。

4．2采用特殊工藝的模具腔型

采取三軸加工方式的模具腔型，受加工工藝的影響，其形狀可能和設計形狀截然不同。在模具腔型成型時，基于工藝制造效率和軌迹形成效率的考慮，隻要繪制平面腔型或初始曲面圖，就能滿足加工需要。

4．3采用混合模型

在模具設計和制造過程中，混合模型的使用較多，是關于立體、曲面、平面等的混合應用。關于模具腔型設計方面，大多采用立體和曲面的混合模型，極少采用平面的混合模型［16］;關于模具生産制造方面，采用平面的混合模型可有效簡化模型，提高生産效率。

4．4化整為零

通過計算機進行模具立體設計時，往往會随着零件複雜程度的提高，運轉效率會有所降低。然而就CAM軟件而言，對于上述問題的解決方式是化整為零。CAD技術往往不支持複雜零件的拆分設計，而CAM軟件則完全支持。經過許多企業的實踐證明，将某個複雜零件分成多個局部設計，再借助CAM軟件進行加工是可行的，不僅能完成設計，還能提高軟件運轉速度。

5結語

綜上所述，模具生産制造是我國市場經濟發展的重要基礎，有關電器、儀表、汽車、設備等産品生産中，依據模具制造的零部件所占比重較高，因此模具的設計和制造水平對産品質量和生産效率有直接作用。CAD聯合CAPP及CAM軟件技術在模具設計和制造中的應用，有效減少了模具設計和制造所耗時間，釋放了相關人員的勞動壓力，為模具的數控加工奠定了技術基礎，其未來發展前景不容小觑。

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