模具CAD/CAM

前言

材料成型及控制工程專業(yè)是1998年國家教育部進(jìn)行專業(yè)調(diào)整時(shí)，在原鑄造專業(yè)、焊接專業(yè)、鍛壓專業(yè)及熱處理專業(yè)基礎(chǔ)上新設(shè)立的一個(gè)專業(yè)，其目的是為了改變原來老專業(yè)口徑過窄、適應(yīng)性不強(qiáng)的狀況。新專業(yè)強(qiáng)調(diào)“厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)”，以拓寬專業(yè)面，加強(qiáng)學(xué)科基礎(chǔ)，培養(yǎng)出適合經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展需要的人才。但是由于各院校原有的專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)定位、培養(yǎng)目標(biāo)不同，也導(dǎo)致在人才培養(yǎng)模式上存在較大差異。例如，一些研究型大學(xué)擔(dān)負(fù)著精英教育的責(zé)任，以培養(yǎng)科學(xué)研究型和科學(xué)研究與工程技術(shù)復(fù)合型人才為主，學(xué)生畢業(yè)以后大部分攻讀研究生，繼續(xù)深造，因此大多是以通識教育為主。而大多數(shù)教學(xué)研究型和教學(xué)型大學(xué)擔(dān)負(fù)著大眾化教育的責(zé)任，以培養(yǎng)工程技術(shù)型、應(yīng)用復(fù)合型人才為主，學(xué)生畢業(yè)以后大部分走向工作崗位，因此大多數(shù)是進(jìn)行通識與專業(yè)并重的教育。而且目前我國社會和工廠企業(yè)的專業(yè)人才培訓(xùn)體系沒有完全建立起來；從人才市場來看，許多工廠企業(yè)仍按照行業(yè)特征來招聘人才。如果學(xué)生在校期間的專業(yè)課學(xué)得過少，而畢業(yè)后又不能接受繼續(xù)教育，就很難承擔(dān)用人單位的工作。因此許多學(xué)校在拓寬了專業(yè)面的同時(shí)也設(shè)置了專業(yè)方向。針對上述情況，教育部高等學(xué)校材料成型及控制工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會于2008年制定了《材料成型及控制工程專業(yè)分類指導(dǎo)性培養(yǎng)計(jì)劃》，共分四個(gè)大類。其中第三類為按照材料成型及控制工程專業(yè)分專業(yè)方向的培養(yǎng)計(jì)劃，按這種人才培養(yǎng)模式培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)校占被調(diào)查學(xué)校的大多數(shù)。其目標(biāo)是培養(yǎng)掌握材料成形及控制工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論和專業(yè)基礎(chǔ)知識，具備解決材料成形及控制工程問題的實(shí)踐能力和一定的科學(xué)研究能力，具有創(chuàng)新精神，能在鑄造、焊接、模具或塑陛成形領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)、制造、技術(shù)開發(fā)、科學(xué)研究和管理等工作，綜合素質(zhì)高的應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才。其突出特色是設(shè)置專業(yè)方向，強(qiáng)化專業(yè)基礎(chǔ)，具有較鮮明的行業(yè)特色。由化學(xué)工業(yè)出版社組織編寫和出版的這套“材料成型及控制工程系列規(guī)劃教材”，針對第三類培養(yǎng)方案，按照焊接、鑄造、塑性成形、模具四個(gè)方向來組織教材內(nèi)容和編寫方向。教材內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn)，在傳統(tǒng)知識的基礎(chǔ)上，注重新知識、新理論、新技術(shù)、新工藝、新成果的補(bǔ)充。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)、教學(xué)大綱的要求，突出重點(diǎn)、難點(diǎn)，力爭在教材中體現(xiàn)工程實(shí)踐思想。體現(xiàn)建設(shè)“立體化”精品教材的宗旨，提倡為主干課程配套電子教案、學(xué)習(xí)指導(dǎo)、習(xí)題解答的指導(dǎo)。希望本套教材的出版能夠?yàn)榕囵B(yǎng)理論基礎(chǔ)和專業(yè)知識扎實(shí)、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的材料成形及加工的專業(yè)性人才提供重要的教學(xué)支持。

內(nèi)容概要

本書以Pro/E軟件應(yīng)用為背景，將模具CAD/CAM相關(guān)的理論知識滲入其中，主要講述了計(jì)算機(jī)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)及其加工制造中的應(yīng)用方法與技巧，并以具體的產(chǎn)品加工過程為主線，闡述了如何應(yīng)用商品化的工程軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)及其工作零件的加工。將理論知識與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合，在理論內(nèi)容的設(shè)置上，不再強(qiáng)調(diào)開發(fā)軟件，而是重在應(yīng)用好軟件；在實(shí)踐內(nèi)容的設(shè)置上，選用工廠中的典型例子，突出如何應(yīng)用軟件完成從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)到最后的模具加工。重在培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，同時(shí)突出創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。    本書可作為材料成型及控制工程和相關(guān)專業(yè)的教材，也可供從事模具設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章  緒論  1  1.1  CAD/CAM的基本概念  1  1.2  建立CAD/CAM系統(tǒng)的過程和方法  2  1.3  CAD/CAM系統(tǒng)的硬件和軟件  5    1.3.1  CAD/CAM系統(tǒng)的硬件  5    1.3.2  CAD/CAM系統(tǒng)的軟件  10  1.4  模具CAD/CAM系統(tǒng)的特點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)  13  1.5  模具CAD/CAM的發(fā)展趨勢  15  復(fù)習(xí)思考題  17第2章  產(chǎn)品設(shè)計(jì)CAD技術(shù)  18  2.1  CAD系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)  18    2.1.1  CAD系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)  18    2.1.2  CAD系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)  18  2.2  CAD系統(tǒng)的幾何造型  19    2.2.1  幾何造型的基本方法  19    2.2.2  幾何造型中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)  23    2.2.3  參數(shù)化設(shè)計(jì)方法  25  2.3  Pro/E概述  27    2.3.1  Pro/E界面簡介  27    2.3.2  常用操作  28  2.4  三維CAD設(shè)計(jì)基礎(chǔ)  31    2.4.1  草繪基礎(chǔ)  31    2.4.2  繪制草圖  32    2.4.3  編輯草繪  34    2.4.4  尺寸標(biāo)注  37    2.4.5  幾何約束  38    2.4.6  草繪綜合實(shí)例  39  2.5  零件建?；A(chǔ)特征  41    2.5.1  特征概述  41    2.5.2  拉伸特征  42    2.5.3  旋轉(zhuǎn)特征  45    2.5.4  掃描特征  47    2.5.5  混合特征  49    2.5.6  掃描混合特征  52    2.5.7  螺旋掃描特征  55  2.6  零件建模放置特征  58    2.6.1  孔特征  58    2.6.2  殼特征  61    2.6.3  倒圓角特征  63    2.6.4  倒角特征  66    2.6.5  拔模特征  68    2.6.6  筋特征  70    2.6.7  特征操作  71  2.7  典型工業(yè)產(chǎn)品的CAD設(shè)計(jì)演練  77    2.7.1  茶壺  77    2.7.2  手機(jī)外殼  80    2.7.3  電話機(jī)面板  83  復(fù)習(xí)思考題  88第3章  模具設(shè)計(jì)CAD技術(shù)  89  3.1  注射模設(shè)計(jì)基礎(chǔ)  89  3.2  注射模成型零部件的設(shè)計(jì)  92    3.2.1  成型零件的CAD流程圖  92    3.2.2  成型零件的CAD應(yīng)用  92  3.3  注射模模架選擇  99  3.4  澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)  101  3.5  冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)  105  3.6  典型模具設(shè)計(jì)實(shí)例  107    3.6.1  茶杯模具設(shè)計(jì)  107    3.6.2  手機(jī)外殼模具設(shè)計(jì)  111    3.6.3  插座面板模具設(shè)計(jì)  115    3.6.4  顯示器外殼模具設(shè)計(jì)  127    3.6.5  電話機(jī)面板模具設(shè)計(jì)  134  復(fù)習(xí)思考題  143第4章  模具加工CAM技術(shù)  144  4.1  數(shù)控加工基礎(chǔ)  144    4.1.1  銑削加工工藝簡介  144    4.1.2  數(shù)控加工的基本概念  145  4.2  Pro/E數(shù)控加工基礎(chǔ)  148    4.2.1  Pro/E數(shù)控加工簡介  148    4.2.2  Pro/NC加工操作界面簡介  149    4.2.3  Pro/NC加工操作流程  150  4.3  零件加工的基本方法  156    4.3.1  體積塊加工  156    4.3.2  局部銑削加工  160    4.3.3  曲面銑削加工  163    4.3.4  平面銑削加工  167    4.3.5  輪廓銑削加工  170    4.3.6  腔槽銑削加工  173    4.3.7  陷入加工  176    4.3.8  孔加工  180    4.3.9  螺紋加工  183  4.4  手機(jī)外殼模具數(shù)控加工  187    4.4.1  手機(jī)外殼模具定模的數(shù)控加工  187    4.4.2  手機(jī)外殼模具動模的數(shù)控加工  195  復(fù)習(xí)思考題  208參考文獻(xiàn)  209

章節(jié)摘錄

插圖：④頂出脫模機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)是將塑料制品脫出模膛的裝置，其結(jié)構(gòu)形式很多，最常用的頂出零件有頂桿、頂管、脫模板（推板）等。⑤側(cè)向分型與側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。當(dāng)塑料制品帶有側(cè)凹或側(cè)孔時(shí)，在開模頂出制品之前，必須先把成型側(cè)凹或側(cè)孔的瓣合模塊或側(cè)向型芯從制品中脫出，側(cè)向分型或側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)就是為了實(shí)現(xiàn)這類功能而設(shè)置的一套側(cè)向運(yùn)動裝置。⑥排氣結(jié)構(gòu)。注射模中設(shè)置排氣結(jié)構(gòu)，是為了在塑料熔體充模過程中排除模膛中的空氣和塑料本身揮發(fā)出的各種氣體，以避免它們造成成型缺陷。排氣結(jié)構(gòu)既可以是排氣槽，也可以是模腔附近的一些配合間隙。⑦溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。為了滿足注射成型工藝對模具溫度的要求，模具設(shè)有冷卻或加熱系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)一般在模具內(nèi)開設(shè)冷卻水道，加熱則在模具內(nèi)部或四周安裝電加熱元件，成型時(shí)要力求模溫穩(wěn)定、均勻。如圖3-l所示的冷卻水道安裝在定模板上。⑧支承零部件。這類零部件在注射模中主要用來固定或支承成型零部件等結(jié)構(gòu)，將支承零部件組裝在一起，可以構(gòu)成模具的基本骨架。（2）CAD技術(shù)在注射模中的應(yīng)用注射模CAD技術(shù)從根本上改變了傳統(tǒng)的模具生產(chǎn)方式及流程。采用模具CAD軟件，自動繪圖能夠取代人工繪圖，自動檢索能夠取代查閱手冊，快速分析能夠取代手工計(jì)算。模具設(shè)計(jì)師們可以從繁重的繪圖和計(jì)算中解放出來，集中精力從事諸如方案構(gòu)思和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等創(chuàng)造性的工作。注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是應(yīng)用CAD技術(shù)的主要環(huán)節(jié)，注射模設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容如下。①建立幾何模型。塑料注射模CAD工作的第一步是建立塑料制品的幾何模型。在傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)中，制品的形狀是用一系列二維視圖來表征的。對于形狀復(fù)雜的制品，有時(shí)用二維視圖很難十分清晰地描述制品的復(fù)雜部位，而不得不先制作真實(shí)的模型或樣板，供模具設(shè)計(jì)師正確地繪制模具結(jié)構(gòu)圖，或者設(shè)計(jì)師對提供的新產(chǎn)品的外觀和功能進(jìn)行考核。采用CAD系統(tǒng)可以在計(jì)算機(jī)中建立制品的三維幾何模型。這樣，幾何模型可以在顯示屏上旋轉(zhuǎn)與放大，可以在任意部位剖切，還可以采用逼真的彩色渲染圖，在許多情況下可以省去模型或樣板的制作工序。若仍需制作模型，可利用三坐標(biāo)測量儀將模型的幾何形狀數(shù)字化，存儲在CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，以便用于模具的設(shè)計(jì)與數(shù)控加工。

編輯推薦

《普通高等教育材料成型及控制工程系列規(guī)劃教材?模具CAD/CAM》可作為材料成型及控制工程和相關(guān)專業(yè)的教材，也可供從事模具設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員參考。

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