压铸模CAD/CAE/CAM_工业技术

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前言

现代工业的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展水平。许多新技术和新设备的产生与应用往往源于模具工业。从某种意义上说，模具设计与制造水平代表了一个

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第1章绪论

模具计算机辅助设计，简称模具CAD（Computer Aided Design）；模具计算机辅助工程，简称模具CAE（Computer Aided Engine

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1.1 我国模具工业发展概述

在我国，人们已经越来越认识到模具制造能力和技术水平是衡量一个国家机械制造水平的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。许多模具企业十分重

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1.1.1 我国模具工业的发展现状

20世纪80年代以来，我国模具工业迅速发展，国家也投入数千万元的研发经费，形成近百项技术成果。目前，我国国内共有模具生产企业（厂、点）3万多个，从业人员近100

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1.1.2 我国模具技术的发展方向

现代模具与传统模具不同，它不仅形状与结构更复杂，而且技术要求更高，是传统的模具制造方法无法实现的，必须借助于先进制造技术才能达到技术要求。根据国家“十二五”发展

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1.1.3 我国模具行业发展的制约因素

近年来我国模具行业虽然一直在不断发展壮大，但是在发展中也存在着许多不容忽略的潜在问题。例如国内产品大多只能列入科技含量比较低的中低端产品，而我国现在广泛需要的汽

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1.2 国外模具工业发展概述

根据亚洲模具协会联盟的综合统计，国外主要模具生产国包括亚洲地区的日本，欧洲地区的德国、意大利、葡萄牙，美洲地区的美国等。国外的主要模具生产国家和地区如下： 1.

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1.3 现代模具技术发展趋势

为了适应信息社会和经济全球化不断发展的进程，模具行业发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方面发展。伴随着产品技术含量的不断提高，模具生产

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思考题

1.试述我国模具技术的主要发展方向。(https://www.daowen.com) 2.试述现代模具技术发展趋势。

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第2章模具CAD/CAE/CAM基础

计算机辅助设计、工程分析与制造技术是一门计算机技术与工程设计和制造技术紧密结合的多学科综合性技术。在当代模具设计与制造中起着十分重要的作用，广泛应用于机械、航空

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2.1 模具CAD/CAE/CAM概述

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提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员借助于计算

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2.1.1 CAD/CAE/CAM技术定义

1.CAD技术 CAD技术由计算机帮助工程设计人员进行设计，可以服务于机械、电子、宇航、建筑、纺织、化工等产品的总体设计、造型设计、结构设计等环节。利用CAD软

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2.1.2 模具CAD/CAE/CAM发展现状

CAD/CAE/CAM集成技术包括了二维绘图、三维几何造型设计、有限元分析（FEA）及优化设计、数控加工编程（NCP）及仿真模拟等功能。CAD/CAE/CAM技

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2.1.3 模具CAD/CAE/CAM技术的应用效果

模具制造中采用CAD/CAE/CAM后，对于可能取得的技术经济效益，使用过CAD/CAE/CAM系统或正在使用此技术的人们的体会不尽相同，但其效果可以概括为以下

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2.2 模具CAD/CAE/CAM系统构成

模具CAD/CAE/CAM系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统包括计算机和外围设备，软件系统则由系统软件、应用软件和支撑软件组成，如图2-1所示。

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2.2.1 硬件的组成

模具CAD/CAE/CAM系统的硬件包括计算机主机、外存储器、输入/输出设备、网络设备和自动化生产装备等，如图2-2所示。图2-1 CAD/CAE/CAM系

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2.2.2 软件的组成

模具CAD/CAE/CAM系统的软件可分为系统软件、支撑软件和应用软件三个层次，如图2-3所示。图2-3 模具CAD/CAE/CAM系统的软件组成 1.系统

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2.3 图形处理技术

在模具的设计与制造过程中，涉及大量的图形生成和绘图工作，例如对压铸模而言，铸件的立体造型、零件和产品结构图、模具总装图等都与图形处理技术有关。(https://

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2.3.1 图形变换

图形变换是计算机图形学的基本内容之一。通过图形变换可以将简单图形变换为复杂的图形，可以将三维物体用二维图形表示。图形变换包括几何变换和非几何变换，几何变换是指改

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2.3.2 CAD系统三维造型技术

人类现实世界是一个由众多类型的三维几何形状组成的集合体，因此在计算机辅助设计中，三维造型技术是一项核心技术。近30年来，它经历了线框图、表面建模和实体建模3个阶

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2.3.3 参数化设计

参数化设计是以一种全新的思维方式进行产品的创建和修改。它用约束来表达产品几何模型，定义一组参数来控制设计结果，从而能通过调整参数来修改设计模型。这样，设计人员在

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2.4 数据处理技术

在模具设计和制造工艺设计中，只有为数不多的设计准则和规范是以公式表达的，大量的则是以数表和线图的形式给出的。在建立模具CAD/CAM系统时，必须将这些数表和线图

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2.4.1 数表和线图的程序化处理

1.数表的程序化工程中的数表有两类：一类是记载设计中所需的各种数表，如各类材料的力学性能、物理性能等，这些数据之间彼此没有明显的关系；另一类是列表函数，用以表

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2.4.2 文件管理系统的应用

数据的程序化处理方法简单易行，使用起来方便、快捷，但缺点也是明显的。由于数据与程序互相依赖，即使是更改一个数据，也要对程序做相应的修改；若其他程序也需要同样数据

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2.4.3 数据库技术及应用

目前，文件系统还在一些模具CAD/CAM系统中采用。利用文件系统管理数据的优点是简单易行，而且可直接利用操作系统的文件管理功能，不需要额外的软件投资，也不会因为

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2.5 数值模拟理论基础

在工程技术领域中，对于许多力学问题和物理问题，人们已经研究得到了它们遵循的基本方程（常微分方程或偏微分方程）和相应的定解条件。而求解这些问题的方法主要有下列三种

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2.5.1 有限元技术

有限元技术是随着计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法。它是20世纪50年代首先在连续体力学领域——飞机结构静/动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法

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2.5.2 有限差分技术

有限差分技术的物理基础仍然是能量守恒定律，计算时将所研究区域划分成离散网格（差分网格）或网格节点（差分节点），以相邻节点上函数值的差商代替偏微分方程中的微商，以

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2.6 模具CAD/CAE/CAM数据交换技术

模具CAD/CAE/CAM系统是要求从产品设计、工艺分析、加工模拟，到产品制造的过程中的数据具有高度的一致性，即保证原始的数据信息能够直接在各个系统间传递。目前

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《压铸模CAD/CAE/CAM》简介

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