铝型材挤压模具三维建模编程与利用

1 当今 模具行业风行 的三维建模软件

1.1 当今 模具行业中主流绘制二维图形软件

CAD-(COMPUTER AIDED DESIGN)指哄骗较量争论 机及其图形装备 扶助设计人员进行设计工作。在设计中每每要用较量争论 机对分歧 方案进行年夜 体的较量争论 、阐发、比力，以决意 最优方案；各类 设计信息，非论是数字的、文字的或图形的，都能寄存 在较量争论 机里，并能快速地检索；设计人员通经常使用 草图最先 设计，将草图变成 工作图的沉重 工作可以交给较量争论 机完成；由较量争论 机主动 发生 的设计成果，可以快速作出图形，使设计人员作出判定 和点窜 ；哄骗较量争论 机可以进行图形编纂 、放年夜 、缩小、平移和扭转 等相干 图形数据加工工作。当今 模具行业中主流绘制二维图形的软件主要有AUTOCAD、CAXA等等。

1.1.1 较量争论 机辅助设计AUTOCAD

AUTOCAD是由美国ATODESK欧特克公司于二十世纪八十年月 为微机上利用CAD手艺 而开辟 的较量争论 机画图 软件包，经由 不休的完美 ，现已 成为国际上广为风行 的画图 对象 。

AUTOCAD具有 杰出的用户界面，经由过程 交互式菜单或饬令行方式即可以进行各类 操作。它的设计情况 ，让非较量争论 机专业人员也能很快地学会使用。在不休实践的进程 中更好地把握 它的各类 利用和开辟 技能 ，从而不休提高工作效力 。

AUTOCAD具有普遍 的顺应 性，它可以在各类 操作系统支撑 的微型较量争论 机和工作站上运行，并支撑 分辩 率由320×200到2048×1024的各类 图形显示装备 40多种，和 数字化仪和鼠标器30多种，画图 仪和打印机数十种，这就为AUTOCAD缔造 普及的前提 。

1.1.2 AUTOCAD软件具有以下长处 ：

①可以采取 多种方式进行二次开辟 或用户定制。

②可以进行多种图形格局的转换，具有较强的数据交流 能力。

③支撑 多种硬件装备 。

④支撑 多种操作平台。

⑤具有通用性、易用性，合用 于各类用户。

2 当今 模具行业中主流绘制三维图形软件

三维图纸也就是实体图，是人类可以或许 让人从中感受 到立体结果 的平面图象 。不雅 察这类图象 每每需要采取 特别的方式 或借助软件。当今 模具行业中主流绘制三维图形软件包括有solidworks、solidedge、mastercam等。

2.1 Solidworks

SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开辟 的三维CAD系统，由于手艺 立异 相符 CAD手艺 的成长 潮水 和趋向 ，Solidworks软件功能强年夜 ，组件繁多。 Solidworks 功能强年夜 、易学易用和手艺 立异 是SolidWorks的三年夜 特点，使得SolidWorks成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks 可以或许 供应 分歧 的设计方案、削减 设计进程 中的毛病 和 提高产物 质量。SolidWorks 不但 供应 如斯 强年夜 的功能，同时对每一个工程师和设计者来讲 ，操作简单便利、易学易用。

2.1.1 SolidWorks软件具有以下长处 ：

①供应 了直接绘制三维草图的功能，在友爱 的用户界面下，像绘制线架图一样不再局限于平面，而是可以在空间直接画草图。另外 ，3D草图还可作为装配情况 下的结构 草图进行联系关系 设计。

②供应 了动画功能，可以生成实体装配进程 、爆炸进程 、活动 进程 的动画文件，同时也可生成各个进程 的组合动画文件。

③供应 了友爱 的界面。图形菜单设计简单明快，形象化，一看便知。系统的所有参数设置所有集中在一个选项中，轻易 查找与设置。实体的建模与装配完全相符 于天然 的三维世界，出格是装配束缚 的概念很是简单且轻易 理解。对实体的放年夜 、缩小、扭转 等操作可以在任何饬令进程 中使用，实体的拔取 很是轻易 和便利。

④建模敏捷 ，操作矫捷，是一种尺寸驱动且基于特点 的三维设计软件，机关汗青 可供事后点窜 ，加倍 合适 学生在制图综合实践中使用。

2.2 MasterCAM

MasterCAM使用CAD的设计功能设计出图纸，而用CAM的功能编制出刀具路径（NCI），最后经由过程 NC程式输入数控机床，加工成型。

2.2.1 MasterCAM的主要用处

MasterCAM分CAD和CAM两部门

使用MasterCAM的CAD在较量争论 机长进 行图形设计，然后在CAM中编制刀具路径（NCI），通事后 处置转换成NC程式，传送机床立刻 可以加工，CAD/CAM年夜 年夜 地勤俭 了时候 、资本 和产物 本钱 ，是以 可以提高工作效力 和加工精度。

模具设计和制造是工业一项很是主要 的工作，并且 在制造上是一件很复杂的工作，要具有高度的专业化手艺 ，曩昔 依靠 高级教员傅来完成这项工作，但由于 各个师傅的工作方式 和经验纷歧 样，所以制造的工件不完全沟通 ，且坏了修复很坚苦。经太长 期的研究，设计NC机床，加工一个模具，先凭据 产物 图纸编制加工程式，然落后 行加工，编程是一个复杂而烦琐的工作，经由过程 量 种公式较量争论 ，才能编制法式 。后来有了MasterCAM、Pro/E或UG等软件，完全 解决这些问题，主要按尺寸复杂较量争论 绘制加工二维或三维图形，即可以很快的主动 将程式编制好，并进行加工。

2.2.1.1 CAD部门

CAD部门的功能有：

①可绘制二维和三维图形，标注尺寸等各类 编纂 功能。

②供应 图层色设计，可潜藏 和显示图层，使画图 变得更简单，显示更清晰 。

③供应 字形设计，对各类 标牌的建造 供应 更好的方式 。

④可构建曲线的交线、延长 、修剪、顺接、打断、倒角、倒圆角等操作。

⑤图形可转换至AutoCAD或其他软件，也可从其他软件转换至Mastercam。

⑥6Mastercam可以进行实体模子 的建造 。

2.2.1.2 CAM部门

CAM部门的功能有：

①别离供应 2D、2.5D、3 D 模组。

②供应 外形铣削、挖槽、钻孔加工。

③供应 曲面加工，粗加工可用7种加工方式 。

④供应 曲面精加工，精加工可用10种加工方式 。

⑤供应 线框模子 曲面的加工。

⑥供应 多轴加工。

⑦供应 刀具摹拟 显示，编制NC程式，可显示运行情况，估量 加工时候 。

⑧供应 刀具路径实体模子 ，查验真实显示实体加工生成的产物 ，避免到达 车间加工发生毛病 。

⑨供应 多种后处置程式，以供各类 节制 器使用。

⑩可建树各类 办理，如刀具办理、操作办理，和 工件设置和工作报表。

3 使用solidWorks三维建模

哄骗solidWorks建模可以很直不雅 地查看模具的结果 图。凭据 结果 图可觉得模具体设计师更完美 设计，一样 削减 加工进程 中的失足 情况。更好地增强 高级教员傅与设计的手艺 交流。在这里我们以挤压模（分流模）为例子。

以下 图所示：（平面图跟实体不是统一 张图纸）

由于solidWorks可以对实体实时的放年夜 、缩小、扭转 等操作让模具设计师更直不雅 成型后的模子 ，增强 了模具师傅跟模具设计师交流。从而削减 不需要 的矛盾，削减 临盆 本钱 ，提高临盆 效益。

4 使用Mastercam三维建模与编程

哄骗Mastercam可以构建各类 分歧 的实体，可以进行修剪、倒角、倒圆角、布尔运算、挖空实体等，来编纂 和点窜 原有实体。如许 可加速 曲面的构建，也能够 在实体上编制刀具路径。下面我们以铜电极的编程举例申明 。

下模一级空刀铜电极：

⑴在CAXA中保存产物 图形线、空刀线、模具中间 线，另存为Auto CAD 2004版DWG文件。

⑵用CAD打开上术所存文件，将所有线段归并 为多段线，将产物 图形中领班 线向内偏移空刀界限 线。

⑶将设计图中工作带图形复制到以上空刀图形文件中，如图一所示。

⑷移动图形将分中点移到0,0点，然后另存为R12版DXF文件。（以上步调 也能够 在Mastercam上完成）

⑸打开Mastercam，进入主界面。导入上述DXF文件。（快捷键F-V-D-R）。

⑹把铜电极线向上偏移5MM，作为编程线。此处偏移必需 是复制，即便 Z+5(构图面为府视图)

⑺平移凹凸 点：XTCD(平移-选择串联 )，如图二所示。图中工作带平面区域至设计图中工作带参数Z轴负值(构图面为府视图)

⑻做凹凸 点平面：CUTFC(曲面修整-平面修整-选择串联 )，如图三所示 。

⑼做凹凸 点斜面：CULS(举升曲面-选择单体)。若空刀线没有完全包裹住的斜面延长 ，需要用“曲面修剪”[CUTC]对象 修剪曲面。

⑽平移所有图素到设计图中下模工作带凹凸 点最小数值减0.2mm后的正值(构图面为府视图，Z+XX.XX)。注重平移图素不包括 步调 (6)的编程线。

⑾铜电极编程包括 粗加工与精加工。个中 粗铣凹凸 点：TURKAUD(所有曲面，曲面粗加工-挖槽)，精铣凹凸 点：TUFPAUD(所有曲面，曲面精加工-平行铣削)。二者 的编程的界限 线为步调 (6)的编程线。发生 的刀路如图四所示。个中 实体切削验证如图五所示。

以上是哄骗Mastercam进行下模一级空刀铜电极的编程进程 。

图一

图二

图三

图四

图五

5 总结

跟着 工业手艺 的成长 ，临盆 科研中常会用到一些外形 复杂或高硬度材料的零件。这些零件的材料，采取 传统的切削、磨削方式很难到达 预定的加工结果 。为此科学工作者便追求 更有用 的解决法子，在模具加工进程 中新的工艺应运而生。个中 ，三维建模起到很是要害 的感化 。工程师可以加倍 直不雅 地不雅 察模具的结果 图，可以实时 地完美 设计。CAD/CAE/CAM较量争论 机辅助设计、摹拟 与制造一体化，CAD/CAE/CAM一体化集成手艺 是现代模具制造中最先辈 、最公道 的临盆 方式。使用较量争论 机辅助设计、辅助工程与制造系统，按设计好的模具零件别离编制该零件的数控加工法式 是从设计到制造的一个必定 进程 。

对 模具行业内挤压模具，铝型材挤压手艺 有理论性强，工艺手艺 性高档 很多 主要 特点，它是金属材料工业临盆 、新材料制备与加工的主要 方式 之一。在目下当今或将来 将对节能降耗、简化临盆 工艺、提高制品 率与临盆 效力 等方面模具三维建模编程与利用必定 起一个主导的感化 。