【正文】 功能。設(shè)計(jì)更改通過相關(guān)性而自動(dòng)處理。UG軟件所有模塊都可在實(shí)體模型上直接生成加工程序，并保持與實(shí)體模型全相關(guān)，UG/CAM Base是UG加工模塊的基礎(chǔ)。UG/CAM軟件的主要模塊UG/CAM BASE加工基礎(chǔ)模塊UG/Post Execute、UG/Post Builder 加工后置處理模塊UG/Planar Milling平面銑削模塊UG/Core amp。 第二代CAM：曲面CAM系統(tǒng) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般是CAD/CAM混合系統(tǒng)，較好地利用了CAD模型，以幾何信息作為最終的結(jié)果，自動(dòng)生成加工刀路。當(dāng)今流行的CAM系統(tǒng)在功能上也存在著巨大的差異。 五、 模具加工CAM向上與CAD實(shí)現(xiàn)無縫集成向下方便、快捷、智能、高效地為數(shù)控服務(wù)CAM作為CAD/CAM/CAE集成系統(tǒng)的重要一級，向上與CAD實(shí)現(xiàn)無縫集成，向下方便、快捷、智能、高效地為數(shù)控生產(chǎn)服務(wù)，這是CAM技術(shù)發(fā)展的主題。通過 MPI/MuCell，用戶可評價(jià)成型的可行性。MPI/Reactive_Molding(熱固性塑料分析,模擬熱固性樹脂的流動(dòng)和固化過程)MPI/Reactive Molding熱固性塑料的流動(dòng)及融合分析反應(yīng)注射成型模塊可以使用戶模擬熱固性樹脂的流動(dòng)和固化，并深入理解這些復(fù)雜的處理過程。結(jié)果包括沖程長度、注射速度曲線、壓力切換、保壓段式以生產(chǎn)可接受的產(chǎn)品質(zhì)量。它允許調(diào)整射出成型條件、澆口的數(shù)目位置及材料以確保產(chǎn)品達(dá)到規(guī)定的收縮尺寸。分析可以模擬塑料充填與氣體在模穴滲透模式，結(jié)果包括預(yù)測氣體會(huì)不會(huì)吹穿產(chǎn)品、產(chǎn)品厚度分布、氣體穿透能力、氣體保壓壓力曲線、包風(fēng)、熔合線位置和溫度分布等等MPI/Stress (應(yīng)力分析，提供各種應(yīng)力結(jié)果顯示)MPI/Stress分析塑件產(chǎn)品在受外界載荷的情況下的機(jī)械性能，在考慮到注塑工藝條件下，優(yōu)化塑料制品的強(qiáng)度和剛度。由分析結(jié)果你能夠調(diào)整冷卻系統(tǒng)尺寸和位置及修改冷卻系統(tǒng)環(huán)繞形式和改變冷卻劑參數(shù)，進(jìn)行模具設(shè)計(jì)最佳化。使用流動(dòng)分析能夠迅速找到最佳射出成型條件、預(yù)知產(chǎn)品可能發(fā)生問題點(diǎn)及自動(dòng)修正流道系統(tǒng)以達(dá)模穴平衡。它以最快的網(wǎng)格處理及最佳的網(wǎng)格質(zhì)量和準(zhǔn)確的分析結(jié)果成為應(yīng)用廣泛的薄壁件分析的網(wǎng)格形式， 　圖7是基于實(shí)體表面模型的模擬過程。它提取實(shí)體壁厚的中間面作為網(wǎng)格外形，并賦予它厚度，使用較少的網(wǎng)格數(shù)目快速分析得到最精確的分析結(jié)果，圖6是中間面模型的模擬過程。MPI 能分析模擬塑料流動(dòng)形態(tài)、產(chǎn)品體積收縮、冷卻時(shí)間、纖維配向性、產(chǎn)品翹曲等等，并且加強(qiáng)了塑料材料的使用。如華中科技大學(xué)于1988年底研制出了注射模CAD／CAE／CAM系統(tǒng)的原型版本HSCl．0，該系統(tǒng)已經(jīng)過了十余年時(shí)間的推廣，國內(nèi)近百家工廠的驗(yàn)證。該公司于2000年被Moldflow公司兼并。但在眾多注射模CAE產(chǎn)品中，最具國際影響、市場占有率最高的應(yīng)屬ACTech公司和Moldflow公司。塑料注射成形CAE軟件主要包括流動(dòng)保壓模擬、流道平衡設(shè)計(jì)、冷卻模擬、翹曲預(yù)測等功能。CAE將工程設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、分析乃至制造貫穿于產(chǎn)品研制過程的每一個(gè)環(huán)節(jié)之中，以計(jì)算機(jī)為輔助工具來指導(dǎo)和預(yù)測產(chǎn)品在構(gòu)思、設(shè)計(jì)與制造階段的行為。圖3是龍記大水口標(biāo)準(zhǔn)模架庫。3)基于知識的設(shè)計(jì)自動(dòng)化Moldwizard融合了知識嵌入的基本理念，內(nèi)嵌了以前僅僅存在于高級模具設(shè)計(jì)師頭腦中的知識，并通過與UG的WAVE、主模型等功能相結(jié)合，使得Moldwizard具有極強(qiáng)的自動(dòng)化能力，并幫助用戶獲取模具設(shè)計(jì)專業(yè)知識。Moldwizard遵循了模具設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，圖1所示為Moldwizard模塊的主菜單，圖2為Moldwizard應(yīng)用的一般流程。20世紀(jì)90年代初，美國通用汽車公司選中UG作為全公司的CAD主導(dǎo)系統(tǒng)，進(jìn)一步有力地推動(dòng)了UG的發(fā)展?；谌S機(jī)械CAD的注射模CAD軟件已成為注射模CAD發(fā)展的必然趨勢，并正在逐步占領(lǐng)市場。模具結(jié)構(gòu)及零件設(shè)計(jì)模塊則為用戶提供設(shè)計(jì)模具總裝結(jié)構(gòu)及模具零件的相關(guān)功能，使用戶可方便地設(shè)計(jì)出級進(jìn)模，輸出符合用戶要求的模具總裝圖與模具零件圖。系統(tǒng)共分板金零件的特征造型、基于特征的沖壓工藝設(shè)計(jì)(條料排樣)、模具結(jié)構(gòu)及零件設(shè)計(jì)、級進(jìn)模標(biāo)準(zhǔn)件和典型結(jié)構(gòu)建庫工具，以及線切割自動(dòng)編程等5大模塊。美國通用汽車公司、福特汽車公司和英國PSF公司均已建立覆蓋件拉延成形模CAD／CAM系統(tǒng)，特別是福特汽車公司在覆蓋件塑性成形模擬方面取得了很大成就，應(yīng)用大應(yīng)變彈塑性有限元方法，模擬覆蓋件的成形過程，預(yù)測其中的壓力、應(yīng)變分布、失穩(wěn)破裂及回彈的計(jì)算等。其中日本豐田汽車公司于1965年將數(shù)控技術(shù)用于模具加工，1980年開始采用模具CAD／CAM系統(tǒng)。美國UG公司于2000年開始與國內(nèi)華中科技大學(xué)合作，在UGⅡ軟件平臺(tái)開發(fā)出基于三維圖形的級進(jìn)模CAD／CAM軟件(PDW)。目前，許多開發(fā)通用CAD／CAM軟件的公司正在開發(fā)并陸續(xù)推出能夠用于級進(jìn)模設(shè)計(jì)與制造的專用軟件。2． 冷沖壓模具CAD/CAM的概況（1） 國外沖模CAD發(fā)展概況國外沖模CAD概況類似模塊美國PTC公司板金零件造型模塊Pro／SheetMetal美國UGSolutions公司板金零件造型模塊UG／SheetMetal專用模塊美國Computer Design公司級進(jìn)模CAD軟件StrikerSystems含板金零件造型(SS—DESIGN)、毛坯展開(SS—UNFOLD)、毛坯排樣(SS—NEST)、條料排樣(SS—STRIPDESIGN)、模具設(shè)計(jì)(SS—DIEDESIGN)和數(shù)控加工(SS—PUNGH、SS—WIRE和SS—PROFILE)等模塊美國UG公司與華中科技大學(xué)合作開發(fā)的級進(jìn)模UG/PDW20世紀(jì)90年代，許多商品化的CAD／CAM系統(tǒng)，如美國的Pro／E，UGⅡ，CADDS5，SolidWorks，MDT等在模具行業(yè)逐步得到應(yīng)用，但由于這些CAD／CAM系統(tǒng)在開發(fā)之初都是作為通用機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的工具來構(gòu)思的。近年來，在華中科技大學(xué)華中軟件公司的三維參數(shù)化造型系統(tǒng)InteSolid上，開發(fā)了三維注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。國外注射模CAD概況美國UG公司的MoldWizard美國PTC公司的Pro／MoldDesign英國DELCAM公司的PsMold以色列Cimatron公司的MoldExpert日本日立造船株式會(huì)社的SpaceE／mold（1）國外發(fā)展?fàn)顩r國外進(jìn)行專用塑料模CAD軟件系統(tǒng)的研究始于20世紀(jì)80年代，到了20世紀(jì)80年代中期，注射模CAD技術(shù)已從實(shí)驗(yàn)室階段進(jìn)入實(shí)用化階段，目前已有比較成熟的注射模CAD軟件系統(tǒng)問世和大面積推廣應(yīng)用，較著名的有美國UG公司的MoldWizard、美國PTC公司的Pro／MoldDesign、英國DELCAM公司的PsMold、以色列Cimatron公司的MoldExpert，以及日本日立造船情報(bào)系統(tǒng)株式會(huì)社最新開發(fā)的SpaceE／mold軟件系統(tǒng)等。三、模具數(shù)字化設(shè)計(jì)塑料注射模CAD/CAM冷沖壓模具CAD/CAM塑料注射模CAD的應(yīng)用本節(jié)介紹塑料注射模與冷沖壓模具CAD/CAM的概況。自頂向下的設(shè)計(jì)方法使設(shè)計(jì)人員能有效地把握產(chǎn)品整體的設(shè)計(jì)情況，一直著眼于零部件之間的關(guān)系，并且能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)、調(diào)整和修改設(shè)計(jì)中的問題。然后，在劃分的零部件的外形和子功能的控制下進(jìn)行零件的詳細(xì)設(shè)計(jì)，當(dāng)零件設(shè)計(jì)完成了，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)也基本完成了，稱這種裝配建模方法為“自頂向下”的裝配。計(jì)算機(jī)輔助裝配時(shí)也可以這樣，先構(gòu)造好所有的零件模型，然后把零件模型裝配成子部件，最后裝配成產(chǎn)品。該裝配模式有如下優(yōu)點(diǎn)： 1）由于是鏈接零件而不是復(fù)制零件到裝配，因此，裝配時(shí)要求的內(nèi)存空間少；裝配中不需編輯的下層零件可簡化顯示，從而提高了顯示速度；2）當(dāng)組成裝配的零件修改時(shí)，裝配會(huì)自動(dòng)更新。(1) 多組件裝配該裝配模式是復(fù)制零件的所有數(shù)據(jù)到裝配中，裝配中的零件與所引用的零件沒有關(guān)聯(lián)性。但是組織大型的復(fù)雜裝配絕不僅僅是零件的簡單組合，它需要提供特殊的技術(shù)來提高工作效率，這些技術(shù)包括簡化表達(dá)、模型替換、自上而下的設(shè)計(jì)等。特征的引用直接體現(xiàn)了設(shè)計(jì)意圖，使得建立的產(chǎn)品模型容易為別人理解，設(shè)計(jì)的圖樣更容易修改，設(shè)計(jì)人員可以將更多精力放在創(chuàng)造性構(gòu)思上。1)過去的CAD技術(shù)從二維繪圖起步，經(jīng)歷了三維線框、曲面和實(shí)體造型等發(fā)展階段，都是著眼于完善產(chǎn)品的幾何描述能力。（5）特征造型特征造型是近十多年來發(fā)展起來的新一代造型方法，是CAD／CAM技術(shù)新的里程碑。掃描變換表示法是通過一個(gè)二維圖形沿某一路徑掃描、產(chǎn)生新形體的一種方法，一般有平移掃描和旋轉(zhuǎn)掃描，常用做造型系統(tǒng)的輸人手段?！　　　　】臻g位置枚舉法是將空間分割為許多細(xì)小均勻的立方塊網(wǎng)格，根據(jù)形體所占據(jù)的網(wǎng)格位置分別用l和0標(biāo)記，若某一位置的立方塊被形體所占據(jù)，則相應(yīng)位置的標(biāo)記置為1，否則置為0。（4）形體的表示模式形體的表示模式就是確定采用什么形式的抽象幾何實(shí)體去代表實(shí)際形體。形體在計(jì)算機(jī)內(nèi)是采用5層信息結(jié)構(gòu)來定義，即：體、面、環(huán)、邊、頂點(diǎn)。另外，表面造型可以為CAD／CAM中的其他場合提供數(shù)據(jù)，如數(shù)控刀具軌跡生成和有限元網(wǎng)格劃分。自由曲面造型主要用于飛機(jī)、汽車、船舶和模具等復(fù)雜曲面的設(shè)計(jì)。它通過有向棱邊構(gòu)成形體的表面，用面的集合表達(dá)相應(yīng)的形體。用這種方法生成的實(shí)體模型是由一系列的直線、圓弧、點(diǎn)及自由曲線組成的，描述的是產(chǎn)品的輪廓外形。（1）線框造型線框造型是CAD／CAM發(fā)展過程中應(yīng)用最早，也是最簡單的一種造型方法。因此，幾何造型技術(shù)是CAD／CAM系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。它為結(jié)構(gòu)分析、工藝規(guī)程的生成及加工制造提供了基本數(shù)據(jù)。二、 產(chǎn)品造型數(shù)字化設(shè)計(jì)產(chǎn)品零件造型產(chǎn)品裝配造型產(chǎn)品造型分為產(chǎn)品零件造型和裝配造型。 隨著微機(jī)性能和功能的快速發(fā)展，價(jià)格低廉，應(yīng)用普遍，以微機(jī)為平臺(tái)的三維CAD／CAM發(fā)展很快。自從CAD／CAM、CAE系統(tǒng)出現(xiàn)以來，已有幾十年的歷史，隨著市場需求的發(fā)展和市場的競爭，目前世界上CAD／CAM、CAE主要分為三個(gè)檔次，即： CAD／CAM、CAE分為三個(gè)檔次高檔CAD／CAM系統(tǒng)——工作站CAD／CAM系統(tǒng)中檔CAD／CAM系統(tǒng)——微機(jī)三維CAD／CAM系統(tǒng)低檔CAD／CAM系統(tǒng)——微機(jī)二維CAD／CAM系統(tǒng)(1)高檔CAD／CAM系統(tǒng)——工作站CAD／CAM系統(tǒng)。此時(shí)眾多CAD／CAM，CAE軟件開發(fā)公司群雄逐鹿。可以說，實(shí)體造型技術(shù)的普及應(yīng)用標(biāo)志著CAD發(fā)展史上的第二次技術(shù)革命。有了表面模型，CAM的問題可以基本解決。它的出現(xiàn)標(biāo)志著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)從單純模仿工程圖紙的三視圖模式解放出來，首次實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)完整描述產(chǎn)品零件的主要信息，同時(shí)也使得CAM技術(shù)的開發(fā)有了現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)。此間飛機(jī)及汽車制造過程中遇到大量的自由曲面問題，當(dāng)時(shí)只能采用多截面視圖，特征緯線的方式來近似表達(dá)所設(shè)計(jì)的自由曲面。60年代初期出現(xiàn)的三維CAD系統(tǒng)只是極為簡單的線框系統(tǒng)。此時(shí)CAD技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)是用傳統(tǒng)的三視圖的方法來表達(dá)零件，以圖紙為媒介進(jìn)行技術(shù)交流，這就是二維計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)。數(shù)字化設(shè)計(jì)、加工、分析技術(shù)以及數(shù)字化制造中的資源管理技術(shù)等構(gòu)成了數(shù)字化制造的支撐技術(shù)。20世紀(jì)80年代開始，人們從各種不同角度提出了許多不同的先進(jìn)制造技術(shù)新模式、新哲理、新技術(shù)、新概念、新思想、新方法，如：柔性制造系統(tǒng)FMS（Flexible Manufacturing System）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）并行工程CE（Concurrent Engineering）等 由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，又現(xiàn)出了:敏捷制造AM（Agile Manufacturing）精良生產(chǎn)LP（Lean Production）分布式制造DM（Distributed Manufacturing）虛擬制造VM（Virtual Manufacturing）等新技術(shù) 這些新技術(shù)的使用，對提高模具制造業(yè)企業(yè)的競爭力起到了巨大的作用。模具CAD/CAM領(lǐng)域的新技術(shù)　　　　　　　　　　　　　　鐘燕鋒隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對產(chǎn)品制造的要求越來越高，產(chǎn)品的生命周期也越來越短，模具制造業(yè)都共同面臨著市場全球化、產(chǎn)品多樣化和制造國際化的挑戰(zhàn)，快速響應(yīng)能力逐漸成為競爭的焦點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，模具制造業(yè)必須改變傳統(tǒng)觀念，在研究和應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)方面下功夫，不斷對各單項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行集成融合，并與現(xiàn)代信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)相結(jié)合，從而推動(dòng)先進(jìn)模具制造技術(shù)的發(fā)展。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，導(dǎo)致了制造信息的表述、存儲(chǔ)、處理、傳遞等方法的深刻變革，使制造業(yè)逐步從傳統(tǒng)的生產(chǎn)型向知識型模式轉(zhuǎn)化，數(shù)字化已逐漸成為產(chǎn)品生命周期中不可缺少的驅(qū)動(dòng)因素，從而使數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展成為必然。人們希望借助此項(xiàng)技術(shù)來擺脫繁瑣、費(fèi)時(shí)、精度低的傳統(tǒng)手工繪圖。近10年來占據(jù)繪圖市場主導(dǎo)地位的是AutoDesk公司的AutoCAD軟件。進(jìn)入70年代，正直飛機(jī)和汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展時(shí)期。zier提出了貝塞爾算法，使人們用計(jì)算機(jī)處理曲線及曲面問題變得可行，同時(shí)也使得法國達(dá)索飛機(jī)制造公司的開發(fā)者們，能在二維繪圖系統(tǒng)CAD的基礎(chǔ)上，開發(fā)出以表面模型為特點(diǎn)的自由曲面建模方法，推出了三維曲面造型系統(tǒng)CATIA。SDRC公司在當(dāng)時(shí)星球大戰(zhàn)計(jì)劃背景下，由美國宇航局支持及合作，開發(fā)出了許多專用分析模塊，用以降低巨大的太空實(shí)驗(yàn)費(fèi)用，而UG則側(cè)重在曲面技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展CAM技術(shù)，用以滿足麥道飛機(jī)零部件的加工需求。由于實(shí)體造型技術(shù)能夠精確表達(dá)零件的全部屬性，在理論上有助于統(tǒng)一CAD、CAE、CAM的模型表達(dá)，給設(shè)計(jì)帶來了驚人的方便性?？梢哉J(rèn)為，參數(shù)化技術(shù)的應(yīng)用主導(dǎo)了CAD發(fā)展史上的第三次革命。CAD／CAM，CAE是IT產(chǎn)業(yè)最活躍、發(fā)展最快、最具效益和最有潛力的高新技術(shù)