文献综述--模具CADCAMCAE的发展和研究

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1、模具模具 CAD/CAM/CAE 的发展和研究的发展和研究 模具 CAD/CAE/CAM 是改造传统模具生产方式的关键技术,是一项高科技、 高效益的系统工程。它以计算机软件的形式, 为企业提供一种有效的辅助工具 , 使工程技术人员借助于计算机对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生 产管理进行设计和优化。模具 CAD/CAE/CAM 技术能显著缩短模具设计与制造 周期, 降低生产成本和提高产品质量已成为模具界的共识。 1. 国内外研究现状国内外研究现状 1.1 国外国外 CAD/CAE/CAM 技术的发展和现状技术的发展和现状 国外的模具 CAD/CAM 技术研究在世纪 60 年代开始，发

2、展到 70 年代初 就已经研制发出了模具 CAD/CAM 技术的系统，并且推出了面向中小企业的 CAD/CAM 的商业软件，可用于各种种类的模具设计和制造。 1973 年，美国的 DIE COMP 公司研制成功 PDDC 连续模系统。 1977 年，捷克斯洛伐克金属加工工业研究所研制出 AKT 冲模 CAD 系统。 1978 年，日本机械工程实验室成功建立了 ME1 连续模设计系统。 1979 年，日本旭光学工业公司研究成功冲空模和弯曲模 PENTAX 的 CAD 系统。 1985 年，日本 NISSIN 精密机器公司采用了冷冲模 CAD/CAM 系统。 到 80 年代末，美国、日本等工业发达

3、的国家的模具生产已有近 50%采用了 CAD/CAM 技术。 近二十多年来，随着计算机硬件的不断升级，发达国家的 CAD/CAM 技术不断创新、完善，已经形成一个从研究开发、生产制造到推广应 用和销售服务的完整的高技术产业。 国外在 20 世纪 60 年代开始开发有限元软件，1976 年发行了第一套流动分 析软件。 利用 CAE 技术在模具加工前在计算机上对整个成型过程进行模拟分析， 减少模具的返修报废、提高模具的质量和降低模具的成本等。目前国外的模具的 CAE 技术已经非常成熟，走向了实用化阶段，并取得了显著效果。国外著名的 CAE 软件有 NASTRAN、ADINA 、ANSYS、ABAQ

4、US、MARC、COSMOS 等。 1.2 国内国内 CAD/CAE/CAM 的发展和现状的发展和现状 我国模具 CAD/CAM 技术发展始于 20 世纪 70 年代，与国外相比还有一段 距离，但目前也已经趋向于成熟，并且在模具生产企业中得到广泛的应用。尤其 是在 20 世纪 80 年代后期，我国进入了 CAD/CAM 技术迅猛发展期，各大院校 和科学研究单位不仅自主研发适合我国国情、专业性极强的 CAD/CAM 系统， 还引进国外先进 CAD/CAM 技术，同时还在国外的基础之上进行二次开发。 经过十几年的发展，我国模具 CAD/CAM 的水平也接近了国外先进水平。 而且，在政府的大力的支持

5、下先后出现了一批先进的模具 CAD/CAM 示范企业， 高校和企业也培养出了一批模具 CAD/CAM 软件开发、应用人才。但总的来说， 我国目前模具 CAD/CAM 水平与发达国家有着不小的差距。 在上世纪 80 年代，随着有限元技术的快速发展，国内就有一批科研单位 和高校投入有限元技术的研究、开发和应用中。在这样的背景下，国内相继取得 了可喜的成绩，比如大连理工大学的 JIFEX，郑州机械研究所的紫瑞，北京农机 学院的有限元分析系统。 2 2研究方向研究方向 模具行业作为工业的基础行业，被广泛的使用在工业的各个方面。针对模具 CAD/ CAE/ CAM 现存的问题，总结得出其发展趋势为如下几

6、个方面： 2.1标准化标准化 标准化 CAD/ CAM 系统可以建立标准零件数据库、 非标准零件数据库和模 具参数数据库。标准零件库中的零件在CAD 设计中可以随时调用, 并采用GT成 组技术生产。非标准零件库中存放的零件, 虽然与设计所需结构不尽相同, 但利 用系统自身的建模技术可以方便地进行修改, 从而加快设计过程, 使典型模具结 构库在参数化设计的基础上实现。 2.2智能智能化化 智能型CAD/CAE/CAM 系统是人工智能技术应用在产品的设计、分析、制 造中，尤其是机器人技术和专家系统技术。专家系统是一种问题求解智能软件系 统，在某些专业领域内，它把人类专家的知识和经验转换成计算机能够处理和接 收的符号形式，按照专家的控制策略和推理方式，解决该领域内原来只有专家才 能解决的问题。 2.3网络化网络化 随着计算机网络技术的不断完善，CAD/CAE/CAM 系统的网络化已成为不 可阻挡的发展趋势。网络化可以充分发挥系统的总体优势，使一个项目在多台计 算机上协作完成。借助现有的网络，不同设计人员可以通过网络交流设计数据， 同时对产品的设计与制造进行操作和评价。 参