CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工中的關(guān)鍵技術(shù)分析

杜薇

（河北軌道運(yùn)輸職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 石家莊 050051）

CAD/CAM計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)輔助設(shè)備技術(shù)在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工過(guò)程中的應(yīng)用不僅將提高模具完工的質(zhì)量，縮短模具完工時(shí)間，而且將促進(jìn)模具工業(yè)的發(fā)展，所以，CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工中的應(yīng)用實(shí)屬大勢(shì)所趨。

1 CAD/CAM與數(shù)控加工的相關(guān)概述

1.1 CAD/CAM

CAD是指計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，其主要的功用是利用計(jì)算機(jī)的圖形設(shè)備來(lái)輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作的一種技術(shù)；CAM是指計(jì)算機(jī)輔助制造，其主要的功用是運(yùn)用在產(chǎn)品生產(chǎn)與加工的環(huán)節(jié)，來(lái)輔助此加工環(huán)節(jié)順利完成工作的一種技術(shù)。

1.2 數(shù)控加工

數(shù)控加工是指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零部件加工的一種工藝方法，數(shù)控加工的關(guān)鍵是編程，編程有人工編程與手工編程兩類，無(wú)論是哪一種的數(shù)控加工編程類型，都需要有相應(yīng)配套的軟件與硬件。

2 CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工中的原則

隨著我國(guó)模具業(yè)的發(fā)展，我國(guó)的模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工技術(shù)水平越來(lái)越高，并且由于模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容比較復(fù)雜，工序比較難，所以在作業(yè)的過(guò)程中，相關(guān)的技術(shù)人員一定要遵循相應(yīng)的工作原則，靈活的應(yīng)變工作中發(fā)生的變化，進(jìn)而保證模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的工作效率以及質(zhì)量。

（1）工序集中，一次性定位原則。CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的過(guò)程中，相關(guān)的技術(shù)人員一定要堅(jiān)持工序集中一次性定位的原則，通過(guò)原則上的遵循，在一定的條件基礎(chǔ)上提高工序的集中率，進(jìn)而降低模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工過(guò)程中的誤差。同時(shí)，技術(shù)人員在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的過(guò)程中要重視在進(jìn)行加工同軸孔隙的時(shí)候，注意此時(shí)的精準(zhǔn)定位，避免重復(fù)定位的誤差。

（2）先粗后精，先近后遠(yuǎn)原則。CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的過(guò)程中，為了保證模具的質(zhì)量，相關(guān)的技術(shù)人員一定要重視先后的順序，尤其是加工過(guò)程中的先粗后精，先近后遠(yuǎn)的原則。其中粗主要指的是在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的過(guò)程中，進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)與加工過(guò)程，提高模具完工的速度，為后面數(shù)控精細(xì)化加工奠定基礎(chǔ)，進(jìn)而提高效率。同時(shí)，加工人員在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的過(guò)程中，一定要重視動(dòng)刀的次數(shù)，以及在經(jīng)過(guò)粗加工之后產(chǎn)品的變形問(wèn)題。先近后遠(yuǎn)原則是指在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的過(guò)程中，由于走刀路線一般都比較短，所以在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的過(guò)程中應(yīng)根據(jù)刀路的最短的距離，選擇先近后遠(yuǎn)的方式，這樣有利于提高刀具加工的范圍與精準(zhǔn)度。

（3）刀具調(diào)用次數(shù)最少原則。CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的過(guò)程中，為了提高設(shè)計(jì)與加工的質(zhì)量，相關(guān)的技術(shù)人員一定要避免經(jīng)常性的換刀，或者是刀具的調(diào)用，在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的過(guò)程中，相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)該集中利用同一把刀具進(jìn)行工序，這樣可以減少換刀的時(shí)間，充分的利用同一把刀具進(jìn)行切削，提高工作效率。

（4）先內(nèi)部后外部原則。CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的過(guò)程中，對(duì)于加工產(chǎn)品既要進(jìn)行內(nèi)部的加工，還要進(jìn)行外部的加工，所以相關(guān)的技術(shù)加工人員一定要注意加工內(nèi)外順序。在一般的加工情況下，為了保證加工質(zhì)量，技術(shù)人員都是先進(jìn)行內(nèi)部的加工，后外部加工，然后進(jìn)行先粗后精的加工。在加工的過(guò)程中，還有注意先粗后精加工中，對(duì)于內(nèi)部?jī)?nèi)在表面需要粗加工，內(nèi)部的外表面需要精加工。

（5）走最短刀路原則。CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的過(guò)程中，由于模具產(chǎn)品的質(zhì)量非常重要，所以在設(shè)計(jì)與加工的過(guò)程中，相關(guān)的技術(shù)人員一定要注意加工走刀路線的選擇必須是最短的。另外，一旦走刀最短路線原則落實(shí)，不僅僅可以減少對(duì)零件的磨損，還可以提高模具的質(zhì)量，所以相關(guān)的加工人員一定要注意設(shè)計(jì)與加工必須順著零件的輪廓進(jìn)行，并且需要選擇合適的起刀點(diǎn)以及換刀點(diǎn)，進(jìn)而有效的提高各個(gè)工序環(huán)節(jié)之間的銜接度。

（6）最少程序段原則。CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員一定要遵循最少程序段設(shè)計(jì)與加工原則，通過(guò)這一原則的實(shí)施，將數(shù)控加工環(huán)節(jié)中的程序進(jìn)行有效的控制，提高最少程序段數(shù)加工零件的目標(biāo)，進(jìn)而有效的促進(jìn)加工程序的簡(jiǎn)單化，降低加工誤差。

（7）工序和銜接的原則。CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的過(guò)程中，由于設(shè)計(jì)與加工工序件比較繁雜，難度大，所以在實(shí)際的設(shè)計(jì)與加工過(guò)程中，技術(shù)人員消耗的精力非常大，其不僅需要進(jìn)行模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的所有工序，還需要加入一些普通的工序，而這些普通的工序又有利于提高模具的質(zhì)量，所以這些工序也非常重要。因此，在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的過(guò)程中，為了保證環(huán)節(jié)之間的銜接，相關(guān)的技術(shù)人員一定要重視普通工序之間的關(guān)系，進(jìn)而提高模具完工的質(zhì)量。

2.2 CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工中的關(guān)鍵技術(shù)

（1）科學(xué)合理的走刀路線。CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的過(guò)程中，僅僅遵循加工工藝設(shè)計(jì)原則是不夠的，還需要相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法來(lái)輔助進(jìn)行加工，企業(yè)為了保證加工效率的提高，對(duì)于走刀路線制定了科學(xué)合理的方案，有效的提高了最短走刀路線的控制。通過(guò)這樣對(duì)走刀路線科學(xué)合理的安排，不僅提高了工作效率，還保證了產(chǎn)品質(zhì)量。因此，CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的過(guò)程中，技術(shù)人員按照三項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行工作。

（2）完善安排加工工序。不僅走刀路線很重要，相關(guān)的加工工序也非常的重要，因此，相關(guān)的技術(shù)人員在進(jìn)行CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的過(guò)程中，一般都要在做好這兩方面內(nèi)容，保障效益最大化。完善安排加工工序的做法主要有以下幾點(diǎn)：第一，在進(jìn)行CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的過(guò)程中，企業(yè)應(yīng)完善并且制定相關(guān)的設(shè)計(jì)與加工工序制度，保證最少裝夾次數(shù)的使用。第二，為了保證技術(shù)人員的設(shè)計(jì)與加工技術(shù)，企業(yè)應(yīng)建立培訓(xùn)崗位，培訓(xùn)技術(shù)人員的模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的編程工作。此外企業(yè)也可以引進(jìn)新技術(shù)以及新設(shè)備進(jìn)行知識(shí)理論、操作示范的訓(xùn)練課程，有效保證技術(shù)人員的設(shè)計(jì)與加工技術(shù)的提升。

（3）明確加工法以及切削用量。為了保證CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的質(zhì)量，相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，制定相應(yīng)的切削方案，使得相關(guān)的工作可以有規(guī)定可循。如：對(duì)于切削的位置、最短路線等數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置，使得相關(guān)的技術(shù)人員在實(shí)際的加工過(guò)程中，可以根據(jù)規(guī)定的用量選擇，進(jìn)而保證了數(shù)控加工的質(zhì)量。

（4）提高設(shè)計(jì)與加工的精準(zhǔn)度。CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的過(guò)程中，應(yīng)提高設(shè)計(jì)與加工的精準(zhǔn)度，其做法主要有以下三點(diǎn)：第一，根據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)以及制造的要求，針對(duì)主軸之間的間隙以及預(yù)緊力等等產(chǎn)生磨損的原因條件中，設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)人員應(yīng)該嚴(yán)格的按照相關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算以及標(biāo)準(zhǔn)要求等合理的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)對(duì)于間隙之間的密封性。同時(shí)對(duì)于主軸承的變形問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員還需要考慮相應(yīng)的數(shù)據(jù)參數(shù)，通過(guò)科學(xué)合理的參數(shù)設(shè)計(jì)，保障結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)。第二，技術(shù)人員對(duì)于CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的過(guò)程中，針對(duì)設(shè)計(jì)階段的一些數(shù)控設(shè)備以及螺栓數(shù)量需要合理的設(shè)計(jì)安排，為實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床精度保持性優(yōu)化升級(jí)奠定基礎(chǔ)。在數(shù)控加工的過(guò)程中，針對(duì)幾何精度中的應(yīng)力，技術(shù)人員需要嚴(yán)格的按照相應(yīng)的規(guī)定以及制度合理的安排，并且在數(shù)控加工的過(guò)程中，技術(shù)人員還需要重視動(dòng)靜結(jié)合面的應(yīng)力問(wèn)題。第三，針對(duì)數(shù)控加工階段的非正常磨損問(wèn)題，制造技術(shù)人員針對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù)必須嚴(yán)格的根據(jù)制造要求，調(diào)整相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù)，避免設(shè)備數(shù)據(jù)參數(shù)的不匹配問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)今，我國(guó)的CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工中的應(yīng)用已經(jīng)較為普遍CAD/CAM在模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工中應(yīng)注重對(duì)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，保障模具完工的質(zhì)量，縮短模具設(shè)計(jì)與加工的時(shí)間，為模具的生產(chǎn)與加工節(jié)省一定的成本。