1、 1 1 引言 1.1 CAD / CAM /CAE 技术的概念 CAD 即计算机辅助设计（Computer Aided Design,CAD） ，其概念和内涵正在不断 地发展中。1972 年 10 月，国际信息处理联合会（IFIP）在荷兰召开的“关于 CAD 原 理的工作会议”上给出如下定义：CAD 是一种技术，其中人与计算机结合为一个问题 求解组，紧密配合，发挥各自所长，从而使其工作优于每一方，并为应用多学科方法 的综合性协作提供了可能。CAD 是工程技术人员以计算机为工具，对产品和工程进 行设计、绘图、造型、分析和编写技术文档等设计活动的总称。 根据模型的不同，CAD 系统一般分为二维
2、CAD 和三维 CAD 系统。二维 CAD 系统一般将产品和工程设计图纸看成是“点、线、圆、弧、文本”等几何元素的集 合，系统内表达的任何设计都变成了几何图形，所依赖的数学模型是几何模型，系统 记录了这些图素的几何特征。二维 CAD 系统一般由图形的输入与编辑、硬件接口、 数据接口和二次开发工具等几部分组成。 CAE 技术借助于有限元法、有限差分法和边界元法等数值计算方法，分析型腔 中塑料的流动、 保压和冷却过程， 计算制品和模具的应力分布， 预测制品的翘曲变形， 并由此分析工艺条件、材料参数及模具结构对制品质量的影响，达到优化制品和模具 结构、优选成形工艺参数的目的。塑料注塑成形 CAE 软
3、件主要包括流动保压模拟、 流道平衡分析、冷却模拟、模具刚度强度分析和应力计算、翘曲预测等功能。其中流 动保压模拟软件能提供不同时刻型腔内塑料熔体的温度、压力、剪切应力分布，预测 结果能直接指导工艺参数的选定及流道系统的设计， 流道平衡分析软件能帮助用户对 一模多腔模具的流道系统进行平衡设计，计算各个流道和浇口的尺寸，以保证塑料熔 体能同时充满各个型腔；冷却模拟软件能计算冷却时间、制品及型腔的温度分布，其 分析结果可以用来优化冷却系统的设计； 刚度强度分析软件能对模具结构进行力学分 析，帮助用户对型腔壁厚和模板厚度进行刚度和强度校核；应力计算和翘曲预测软件 则能计算出制品的收缩情况和内应力的分布
4、，预测制品出模后的变形。 运用 CAM 技术能将模具型腔的几何数据转换为各种数控机床所需要的加工指 令代码，取代手工编程。例如，自动计算钼丝的中心轨迹，将其转化为线切割机床所 需的指令。对于数控铣床，则可以计算轮廓加工时铣刀的运动轨迹，并输出相应的指 令代码。采用 CAM 技术能显著提高模具加工的精度及生产管理的效率。 2 1.2 注塑模 CAD / CAM / CAE 技术的应用现状 在西方工业发达国家， 注塑模 CAD / CAM / CAE 订货所需要的塑料制品资料已 经广泛使用电子文档，技术的应用已非常普遍。公司之间模具能否具有接受电子文档 的模具 CAD /CAM 系统已成为模具企业生存的必要条件。 CAE 的工程应用具体体 现在如下四个方面。 （1） 基于网络的模具 CAD / CAM / CAE 当前代表国际先进水平的注塑模 CAD / CAM / 集成化系统已开始使用如英国 Delcam 公司在原有软件 DUCTS 的基础上， 为适应最新软件发展及实际需求，向模具行业推出了可用于注塑模 CAD / CAM 的 集成化系统 Delcam Powersolutio
