CAM技術在塑料模具設計的應用

時間:2022-04-13 03:26:20

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CAM技術在塑料模具設計的應用

摘要:針對cam技術特點,闡述現代塑料模具設計制造的現狀與需求,提出將CAM技術應用于現代塑料模具設計制造的具體策略,在并行工程、逆行工程、知識工程的基礎上應用,并對CAM技術在塑料模具設計制造中的發展趨勢進行分析,以供參考。

關鍵詞:CAM技術;現代模具;設計制造;應用策略

我國塑料工業在數十年的發展過程中逐漸積累了經驗。目前,我國塑料工業生產已經達到了比較成熟的程度。模具是現代工業生產中的重要生產工具,模具的應用大大提升了工業生產制造的工作效率,模具的使用可以保證工件制造質量的統一性。而工程塑料對耐久性、耐腐蝕性、耐高溫等方面都有著較高的標準要求。塑料模具對模具尺寸、形位有著較高的精準度標準規范,單憑手工加工已經難以滿足塑料模具的生產要求,生產效率也較為低下,難以滿足我國工業發展的需求。CAM技術是一種基于計算機技術研發的數控機床技術,其通過軟件系統實現對硬件結構的設計,再由數控機床完成制造與拼裝。CAM技術可以為塑料模具生產提供計算機輔助制造,通過計算機設計軟件實現對塑料模具結構的設計,再通過工程軟件實現對力學結構、模具強度、精度等性能方面的測試,顯著提升了塑料模具的制造質量。將CAM技術應用于現代塑料模具的設計與制造中,可以更好地保證模具的設計制造水平,達到進一步提升工業生產水平的目的。

1CAM技術概述

CAM技術是20世紀50年代由美國麻省理工學院率先提出的技術理念,在之后的發展中逐漸成熟,目前已經成為一種可以代替工業手工生產的計算機數控生產技術。CAM技術建立在計算機分級結構體系之上,其計算機系統可分為多個層級,具體組成包括數控機床、傳送部分、裝載部分以及質量檢測等,根據硬件與軟件加以詳細區分。從狹義上來說,CAM技術可以實現從模具設計到制造完成整個過程的生產工作,其不僅包含了對生產計劃的制定、生產進程的設計、工序工時的設計,也涉及了對加工、組裝、質檢、保存以及輸送等方面的檢測與管理,該技術的概念可以等同于數控技術。

2CAM技術在塑料模具設計制造中的應用策略

2.1在并行工程基礎上的應用。并行工程是一種在集成化、并行思想下的生產管理模式,在該思想下實現產品的生產制造,這是與串行生產管理模式完全不同的新型生產管理模式。通過對系統集成,將產品的設計與制造過程完全囊括,涵蓋產品的整個生產過程,這對每個環節的工作水平都有著較好的提升效果,也能更好確保各個環節的工作質量。在并行工程基礎上引入CAM技術,可以更好地適應全球經濟一體化的大環境,保證企業能夠對生產資源進行更好的管理與利用,提升資源的利用效率。在生產初期階段,利用CAD技術實現對產品結構的設計,再利用CAE技術對設計完成后的產品進行模擬檢驗,測試其具體性能,最終完成塑料模具產品的制造工作。CAM技術的應用改變了以往的制造模式,將工作重心從整個工藝的最后一步轉移出來,轉變到整個生產過程之中。CAD技術的應用首先應建立一個完整的CAX體系,該體系可以按照生產環節進行工作任務的分配,為設計階段設置CAD小組,為產品性能預估階段設置CAE小組,為產品制造階段設置CAM小組,通過各小組的配合,完成對產品的設計制造工作。各小組之間加強溝通交流,能夠加快產品開發效率,及時找到產品設計中的缺陷,提升設計制造效率,縮短研發周期,減少生產成本,進一步提高企業的競爭力。塑料模具在精度上有著較高的要求,因此,將整個生產流程按照設計、制造與檢驗加以區分,再通過加強三者之間的聯系來實現生產效率的提升,這樣就能達到縮短生產時間、提高資源利用效率的目的,各小組涉及的工作內容可參考表1。2.2基于逆行工程的CAM技術。逆行工程是指在現有產品基礎上,實現對產品生產流程、產品組織結構等設計要素的逆向推導,進而實現對現有產品的改進式設計。整個仿形加工步驟為對產品實體的仿形建模,實現仿形加工,最后進行后續的修改。而原本仿形加工是由人工操作來達成的,在原本加工模式下加入CAM技術,可以對仿形加工的生產模式加以優化,通過CAM技術提升設計制造效率。在逆行工程下應用CAM技術的方法如下:第一,利用坐標測量設備以及3D激光掃描儀實現對產品原型的數據記錄。第二步,利用測量得出的數據完成對產品的模擬建模,將每個組件進行單獨的處理分析。第三,完成產品組件的處理分析后,利用CAD軟件導出模型數據,進而實現對產品的模擬建模,確保模型與實物的模擬。第四,將CAD模型進行后續的數據修正,修正完成后,按照CAD模型完成實物的制造,對制造出的成品與原本產品進行實物對比,根據對比差異進行后續的修正,通過多次的對照修改,確保仿形產品與原產品的高度擬合。第五,經過多次的對照修改,最終確定模具,投入生產。2.3知識工程下的CAM技術應用。近年來,工業生產逐漸加入了人工智能技術的應用,人工智能技術可以顯著提升生產效率,同時計算機內存儲的數據信息也能對設計提供更加專業的分析與判斷。在知識工程基礎上應用CAM技術,不僅可以通過人工智能技術為模具設計提供更高的數據支持,還能提供更多的實踐經驗。應用CAM技術時,應先建立塑料模具專業知識的數據存儲服務器,通過數據庫提供信息資源,再利用人工智能技術模擬行業專家,對塑料模具的設計進行智能分析,判斷設計成果是否完美,最終提出相應的決策性建議。

3CAM技術的發展趨勢

3.1設計與制造環節的進一步集成。在未來的塑料模具生產中,設計軟件與檢驗軟件之間的匹配性會越來越高。為了實現設計、制造環節之間緊密配合,CAM技術將作為重要的聯系手段。要想更好地應用CAM技術,必須做好CAD、CAE等技術的前期工作,這樣才能提升設計水平,確保較高的設計質量,避免返工情況的發生,有效地控制生產成本。3.2與互聯網技術的緊密結合。隨著互聯網技術的普及,在未來的塑料模具生產工作中,還要注意對互聯網技術的引入。CAM技術是建立在充足的數據信息儲備基礎之上的,企業如果隔絕與外界的聯系,不能實現技術信息的交流,就很難發揮CAM技術的全部性能。加強互聯網技術的應用,才能通過網絡實現信息的交流與資源的共享。

4結語

在塑料模具設計制造中應用CAM技術,可以顯著提升設計效率與設計水平,同時,也能提高各個生產環節的協調性,進而達到提升生產效率、降低生產成本、促進企業發展的目的。

參考文獻:

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作者:孫高鋼 馮清梅 單位:臺州第一技師學院