【正文】 在畢業(yè)設(shè)計(jì)的期間，我得到了導(dǎo)師的細(xì)心指導(dǎo)和關(guān)懷，特別是在課題的程序設(shè)計(jì)過程中，對其中的各種技術(shù)問題和疑惑，導(dǎo)師都花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力一一為我解答，讓我在這個(gè)過程中對 CAD/CAM 方面的知識有了一次新的深入的學(xué)習(xí)和全面的提升，并能夠逐漸將課本上所學(xué)的理論知識與工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際問題相結(jié)合，從而為以后步入社會解決工作中遇到的實(shí)際問題打下良好的基礎(chǔ)。每次遇到難題，我最先做的就是向 劉 老師尋求幫助，而 劉 老師每次不管忙或閑，總會抽空來找我面談，然后一起商量解決的辦法。 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 頁 24 致 謝 大學(xué)三年學(xué)習(xí)時(shí)光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對我的母校，我的父母、親人們，我的老師和同學(xué)們表達(dá)我由衷的謝意。 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 頁 21 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 頁 22 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 頁 23 通過多家企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用，所開發(fā)的鑄造工藝 CAD 系統(tǒng)基本能實(shí)現(xiàn)大部分工藝設(shè)計(jì)與工藝圖繪制 功能，提高了工藝設(shè)計(jì)的效率。 圖 3 是熱節(jié)圓和冒口模數(shù)計(jì)算界面。運(yùn)用選擇集的基本過程為：創(chuàng)建一個(gè)選擇集、將實(shí)體加入選擇集、拖動選擇集內(nèi)圖形不斷緩沖重繪以及刪除選擇集。 “ 橡皮筋 ” 是一種形象稱呼，指的是繪制直線時(shí)緩沖區(qū)內(nèi)不斷重繪的線條，就像被拉扯的橡皮筋一樣。 MFC 的 ODBC 提供了應(yīng)用程序接口，使得任何一個(gè)數(shù)據(jù)庫都可以通過 ODBC 驅(qū)動器與指定的 DBMS 相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行添加、修改、刪除等操作。本研究的 CAD 系統(tǒng)開發(fā)中，冒口系統(tǒng)、冷鐵系統(tǒng)、砂芯系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)都采用參數(shù)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 頁 19 參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù) 參數(shù)化設(shè)計(jì)方法就是指在保持圖形結(jié)構(gòu)的拓?fù)潢P(guān)系不變的情況下，通過設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)來控制圖形的幾何尺寸大小。各企業(yè)實(shí)行各自的標(biāo)準(zhǔn)，但其中有些模塊是通用的，基本上都相差不大，開發(fā)時(shí)建立通用組件模塊。 本研究開發(fā)的鑄造工藝 CAD 以實(shí)用化、通用化為目標(biāo)，采用了模塊組件設(shè)計(jì)思想進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。鑄造工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多，受廠家各自的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和習(xí)慣影響大，使得鑄造工藝 CAD通用性差，難以推廣使用。 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 頁 18 第四章 CAD/CAM 系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù) 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)技術(shù) 面向?qū)ο蟪Ｖ冈诔绦蛟O(shè)計(jì)中采用封裝、繼承、抽象等設(shè)計(jì)方法，以提高軟件的重用性、靈活性和擴(kuò)展性。 現(xiàn)在國外一些著名的商品化三維造型軟件都帶有獨(dú)立的注射模設(shè)計(jì)模塊，如美國 PTC 公司的 Pro/E、 UGS 公司的 UGII、 SDRC 公司的 IDEAS 系統(tǒng)。沖壓工藝分析與設(shè)計(jì)系統(tǒng) CADEMIII 采用殼體失穩(wěn)理論預(yù)測覆蓋件成形中的起皺趨勢，采用基于仿真的毛坯反算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜零件的毛坯形狀和尺寸的迭代反求。目前這些系統(tǒng)尚不對外出售。上世紀(jì) 80 年代豐田汽車公司所采用的汽車覆蓋件CAD/CAM 系統(tǒng)包括了 NTDFB 和 CADETT 兩個(gè)設(shè)計(jì)軟件及加工凸、凹模的 TINCA 軟件，可完成車身外形設(shè)計(jì)、車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、沖模 CAD、主模型與沖 模加工和夾具加工等任務(wù)。西安交通大學(xué)開發(fā)出多工位彎曲級進(jìn)模 CAD 系統(tǒng)等。具有特徵識別與重構(gòu)、全三維結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)等顯著特色，已在 2020 年作為商品化產(chǎn)品投入 巿 場。 UG Solution 公司在 UGII 的基礎(chǔ)上開發(fā)了同類型的模塊 UG/Sheet Metal。為了能夠適應(yīng)復(fù)雜模具的設(shè)計(jì)，富士通系統(tǒng)采用了自動設(shè)計(jì)和交互設(shè)計(jì)相結(jié)合的方法，在該系統(tǒng)中除毛坯展開、彎曲回彈計(jì)算和工步排序?yàn)樽詣犹幚硗?，其余均需要設(shè)計(jì)人員的參與。鍛件設(shè)計(jì)指的是設(shè)計(jì)冷鍛件圖和熱鍛件圖，包括選擇分模面、補(bǔ)充機(jī)加工余量、添加圓角和拔模斜度等。這些鑄造模 CAE 軟件已覆蓋鑄鋼、鑄鐵、鑄鋁和鑄銅等各類鑄件，大到數(shù)百噸，小至幾千克，無論是在消除縮孔和縮松，還是在優(yōu)化澆冒口設(shè)計(jì)，改進(jìn)浮渣夾渣等方面都發(fā)揮了顯著的作用。 單純的傳熱過程模擬并不能準(zhǔn)確計(jì)算出鑄件的溫度變化和預(yù)測鑄造中可能產(chǎn)生的缺陷，充模過程對鑄件初始溫度場分布的影響以及凝固過程中液態(tài)金屬的流動對鑄件缺陷形成的影響都是不可忽視的。 CAD/ CAM技術(shù) 鑄造成形過程模擬的探索性工作始于求解鑄件的溫度場分布。高速加工后的模具表面質(zhì)量極佳，還可大幅度降低生產(chǎn)成本。 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 頁 14 用制造插座的壓鑄模具為例，材料硬度為 54HRC。 ，避免多余空走刀、抬刀，可通過對刀具軌跡鏡像、復(fù)制、旋轉(zhuǎn)等操作，避免重復(fù)計(jì)算。 CAM 軟件在生成刀具軌跡方面具備了以下功能： ，避免突然加速或減速 ，以免因局部過切而造成刀具或設(shè)備的損壞。運(yùn)用知識工程技術(shù) (KBE)，把模具設(shè)計(jì)原理、經(jīng)驗(yàn)、技能和規(guī)范等結(jié)合到系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)人 員只要輸入工況參數(shù)、工程參數(shù)或應(yīng)用要求，系統(tǒng)就能自動推理構(gòu)造出符合要求的數(shù)字化幾何模型。中科院凱思軟件集團(tuán)及北京凱思博宏應(yīng)用工程公司開發(fā) 了具有自主版權(quán)的 PICAD 系統(tǒng)及系列軟件。吉林金網(wǎng)格模具工程研究中心所開發(fā)的沖壓模具 CAD/CAE/CAM1 體化系統(tǒng)，將設(shè)計(jì)、模擬與制造有機(jī)結(jié)合起來。合肥工業(yè)大學(xué)基于 AUTOCAD 與 MDT 的三維參數(shù)化注射模系統(tǒng) 。 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 頁 12 CAD/CAM軟件自主開發(fā)和二次開發(fā)情況 我國模具 CAD/CAM 的開發(fā)開始于 20 世紀(jì) 70 年代末，發(fā)展也很迅速。虛擬技術(shù)使得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造更加直觀化，并且有利于發(fā)現(xiàn)問題，即使修正，避免了在真正設(shè)計(jì)制造中出現(xiàn)問題引發(fā)的資源損耗 。用高速銑加工中心加工零件，可以在一次裝夾中完成型腔的粗精加工和模具零件其他部位的機(jī)械加工，并且不需要做電極，不需要手工研磨和拋光。 利用 KF可將設(shè)計(jì)知識融入系統(tǒng)之中，以便進(jìn)行圖形識別與推理。新一代模具 CAD/CAE/CAM系統(tǒng)正在利用 KBE（基于知識的工程）技術(shù)進(jìn)行脫 胎換骨的改造。但其實(shí)施也決非一朝一夕的事情，目前應(yīng)為并行工程的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造條件和環(huán)境。這種方法和思路，就是并行的、集成的設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其開發(fā)的過程 [18]。專家系統(tǒng)具有邏輯推理和決策判定能力 [17]。它適應(yīng)多種、小批量市場需求，可有效地縮短生產(chǎn)周期，強(qiáng)化人、生產(chǎn)和經(jīng)營管理的聯(lián)系，壓縮流動資金 ，提高企業(yè)的整體效益。因此，人們著手將 CAD、 CAE、 CAPP、 CAM 和 PPC 等系統(tǒng)有機(jī)地、統(tǒng)一地集成在一起，從而消除 自動化孤島 ，取得最佳的效益 [14]。在 CAD技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化方面，我國由于技術(shù)落后，資金投入不足，至今仍未提出 一 個(gè)有關(guān) CAD方面的標(biāo)準(zhǔn)，完全是采用國際標(biāo)準(zhǔn)，而且有的已用作國家標(biāo)準(zhǔn)（ IGES、 STEP等），另外由于種種因素也跟不上國際標(biāo)準(zhǔn)的更新和發(fā)展，因此造成國內(nèi) CAD軟件系統(tǒng)在數(shù)據(jù)交換、標(biāo)準(zhǔn)化等方面存在不少問題 [13]。 信息技術(shù)的廣泛集成是以產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（ PDM）和過程管理（ PM）為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn) CAD/CAPP/CAM 和 ERP 的有機(jī)集成，在并行工程中 PDM也是重要的基礎(chǔ)。 (7)我國 CAD 軟件的開發(fā)缺乏理論和算法的研究。沒有創(chuàng)新就沒有競爭力，只仿制就不能開發(fā)出有競爭力的產(chǎn)品。 (3)在引進(jìn)模具 CAD/CAM 技術(shù)時(shí)存在著盲目性傾向，許多企業(yè)沒有充 分考慮各種 CAD/CAM 軟件的特點(diǎn)，購買回來的 CAD/CAM 軟件不能完全適用于本企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)工作 [6]。 CAD/CAM 技術(shù)存在的主要問題 近幾年來，我國 CAD/CAM 系統(tǒng)的 開發(fā)和應(yīng)用取得了 一 些成績，國內(nèi)已初步形成了 CAD/CAM 商品化軟件市場。 模具 CAD/CAM 技術(shù)的主要特點(diǎn)是設(shè)計(jì)與制造過程的緊密聯(lián)系 設(shè)計(jì)制造一體化，其實(shí)質(zhì)是設(shè)計(jì)和制造的綜合計(jì)算機(jī)化。模具 CAM 最初應(yīng)用于模具型腔等復(fù)雜形狀自動加工的計(jì)算機(jī)輔助編制，后又逐步擴(kuò)展為工藝準(zhǔn)備和生產(chǎn)準(zhǔn)備過程中的許多功能，例如計(jì)算機(jī)輔助模具制造工藝過程的設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助模具生 產(chǎn)管理等各方面的應(yīng)用。根據(jù)傳統(tǒng)做法，一個(gè)新產(chǎn)品的開發(fā)過程總是分 為設(shè)計(jì)與制造兩大部分。近年來模具 CAD/CAM 技術(shù)的 硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，特別是微機(jī)的普及應(yīng)用，更為廣大模具企業(yè)普及模具 CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好的條件。但是單純的標(biāo)準(zhǔn)件庫往往存在以下不足： （ 1）設(shè)計(jì)人員要根據(jù)模具類型手工選擇所需標(biāo)準(zhǔn)件的尺寸和種類； （ 2）對于由若干標(biāo)準(zhǔn)件組成的典型組合； （ 3）在模具設(shè)計(jì) 中對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)件在模具活塊或者非標(biāo)常用件上要配合生成相應(yīng)的定位孔、安裝孔或槽腔，而這些結(jié)構(gòu)的生成仍需要通過設(shè)計(jì)人員手工造型并和模具活塊作布爾運(yùn)算生成 [3]。從上世紀(jì) 90年代開始，華中科技大學(xué)、西安交通大學(xué)和北京機(jī)電研究院等相繼開展了級進(jìn)模 CAD/CA