模具CADCAE

模具设计—模具CAD/CAE•模具CAD/CAE的基本概念•CAD/CAE技术在模具设计中的应用•CAD/CAE技术在模具设计中的发展方向一、模具CAD/CAE的基本概念模具CAD，是模具计算机辅助设计的简称，是指用计算机作为主要的技术手段来生成和运用各种数字和图像信息，从而进行模具的设计。一、模具CAD/CAE的基本概念模具CAE是模具计算机辅助工程技术的简称，以现代计算力学为基础，以计算机仿真为手段的工程分析技术，是实现模具优化的主要支持模块。对于模具CAE来讲，目前局限于数值模拟方法，对未来模具的工作状态和运行行为进行模拟，及早发现设计缺陷。二、CAD/CAE技术在模具设计中的应用CAD/CAE真实感技术变量装配设计技术模具结构分析草图重建技术曲面特征设计1.草图重建技术草图设计是整个模具设计的基础。现在的草图重建技术已经发展的非常成熟，这种技术是模具设计人员用二维和三维设计草图进行三维建模的关键技术。这种技术能够对草图的各个尺寸和相关的约束进行修改和重建。目前草图重建技术已经比较成熟，一些大型的CAD/CAE软件系统如Pro/Engineer、UG等都提供草图设计模块。茶杯的二维草图2.曲面特征设计随着人们对产品质量和美观性要求的不断提高，又由于曲面特征具有的诸多优点，在产品外形设计中，曲面特征设计成为模具设计的一个重要部分。目前CAD业界涌现出一批像EDS的UG、PTC的Pro/Engineer等等一系列的优秀的CAD软件，它们的三维实体建模、参数建模及复合建模技术，实体与曲面相结合的造型方法，以及自由形式特征技术为模具设计提供了强有力的工具。3.变量装配设计技术装配设计建模的方法主要有自底向上、概念设计、自顶向下等三种方法。变量装配设计把概念设计产生的设计变量和设计变量约束进行记录、表达、传播和解决冲突，以满足设计要求，使各阶段设计（主要是零件设计）在产品功能和设计意图的基础上进行，所有的工作都是在产品功能约束下进行和完成。变量装配技术也是实现动态装配设计的关键技术。4.真实感技术真实感技术是应用CAD软件本身具有的渲染技术，赋予已经设计出来的模型诸如颜色和材质属性，在不同外部条件（如光线）下观察模型的外观是否达到原先所设想的美观性要求。如AUTOCAD的“渲染”模块和UG中的“VISUALIZATICN”子命令等。CAD渲染效果图5.模具结构分析模具设计已经不仅仅停留在对外观和结构的设计上，它已经扩展到对模具结构分析的领域。对已经设计出的模具，运用CAE软件（尤其是有限元软件）对其进行强度、刚度、抗冲击试验模拟、跌落试验模拟、散热能力、疲劳和蠕变等分析。通过分析检验前面的模具结构设计是否合理，分析出结构不合理的原因和位置，然后在CAD软件中进行相应的修改，接着再在CAE软件中进行各种性能检测，最终确定满足要求的模具结构。ANSYS在无人飞机主翼梁的应力分析三、CAD/CAE技术在模具设计中的发展方向1、逐步提高CAD/CAE系统的智能化程度。将人工智能引入CAD/CAE系统，使其具有专家的经验和知识，具有学习、推理、联想和判断的能力，从而达到设计自动化的目的。2、研究模具的运动仿真技术，即冲模的冲压过程与注射模的运动仿真。即时改正错误的设计，以避免生产中出现问题。3、协同创新设计将成为模具设计的主要方向。模具企业间通过网络进行异地协同设计和制造。各企业的层次不同，采用的技术方案也不同。三、CAD/CAE技术在模具设计中的发展方向4、模具CAD技术应用的ASP模式，将成为发展方向。CAD技术应用的ASP模式，即产生各种专门技术的应用服务单位，为模具行业的各个企业提供技术服务，应用服务包括逆向设计、数控加工外包、模具设计、模具成型过程分析等诸多方面。5、基于网络的模具CAD/CAE集成化系统将深入发展。现代CAD/CAE系统已经实现了从单机到局域网的转变，目前正在与企业的网络整合。在企业行为国际化的大潮下建立CAD/CAE系统也更成熟。参考文献[1]刘细芬,黄家广.注射模CADPCAEPCAM集成技术的研究.《电加工与模具》2008.[2]郭凌,孙敏,孟志荣,刘锦益基于Pro/E的铸造模具CAD/CAE/CAM设计.《特种铸造及有色合金》2009.[3]周杰,葛建壮,安治国,牛东民.基于ASP技术的模具工艺设计知识管理平台研究.《锻压技术》2004.[4]互动百科[5]中国模具设计论坛[6]=products德国模具