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摘要：模具是机械制造业的基础，拓为企业、社会提供了众多的生产产品。模具也经历初步手工操作再到机械化、智能化的发展趋势，尤其计算机相关技术的应用，使得CAD/CAM技术在模具生产应用广泛，它是在计算机基础上而发展起来的，并于制造技术、机械设计等技术相混合一起的多学科的知识，并在实践中取得非常高的效果。本文详细探讨模具CAD/CAM常用软件、特点及在相关技术上的应用，对模具的总体结构进行设计，进而在此基础上，分析零件建模装配体及工程图的设计。
关键词：机械制造业；计算机；零件建模装配体；工程图；
中图分类号：F407.4
随着模具引用CAD/CAM技术，依靠计算机，形成一个整体的操作系统，模具CAD可以完成对所使用的工艺、模具上的结构的最佳设计；同时模具CAM也能够完成对这些零件的具体加工制造，同时在加工制造的工程中，对零件的制造过程进行监督、控制、测试和管理。在CAM的输出信息，是能够直接的对所有来自CAD的输出信息，是这两者可以完美的结合在一起。
1.模具CAD/CAM的概述
1.1模具CAD/CAM常用软件及其特点
CAD/CAM系统有硬件系统和软件系统组成。硬件系统包括计算机和外部设备，软件系统有系统软件、应用软件和专业软件组成。
CAD/CAM系统的功能不仅与组成改系统的硬件功能和软件功能有关，而且与它们的匹配和组织有关。在建立CAD/CAM系统时，视线应根据输生产任务的需要，选定最合适的功能软件，然后再根据软件系统选择与之相匹配的硬件系统。
1.2CAD/CAM技术在现代模具技术中的应用
在当今模具设计与制造领域中如何借助CAD/CAM软件在电脑上完成，提高加工模具的精度和生产效率一直是我们急需寻找的途径。AutoCAD、PRO/E、MasterCAM软件都是目前世界最为优秀和应用最为广泛CAD/CAM的软件代表。采用CAD/CAE/CAM技术可提高模具产品的设计质量、缩短模具设计与制造周期、降低产品成本。
2.模具总体结构设计
冲孔废料由冲孔凸模冲入凹模洞口中，积累到一定数量，由下模漏料孔排出，不必清除废料，操作方便，应用很广，但工件表面平直度较差，凸凹模承受的张力较大，因此凸凹模的壁厚应严格控制，以免强度不足。
经分析，此工件有三个孔，若采用正装式复合模，操作很不方便；另外，此工件无较高的平直度要求，工件精度要求也较低，所以从操作方便、模具制造简单等方面考虑，决定采用倒装式复合模。
2.1送料定位机构设计
采用伸缩式挡料销纵向定位，安装在橡胶垫和活动卸料板之间。工作时可随凹模下行而压入孔内，工作很方便.
2.2卸料机构设计
条料的卸除。采用弹性卸料板。因为是倒装式复合模，所以卸料板安裝在下模。工件的卸除，采用打料装置将工件从落料凹模中推下，罗在模具工作表面上。冲孔废料的卸除，下模座上采用漏料孔排出。冲孔废料在下模的凸凹模内积聚到一定数量，便从下模座的漏料孔中排出。
3.零件建模装配体及工程图的设计
3.1 设计构思
在进行模具结构及零件设计时，需首先根据条料排样图确定总体结构，然后一次为基础，详细设计其中的组成零件。这一过程实际上就是自顶向下的设计过程。模具组成零件的形状除受成形工艺形状约束外，还受其在模具中所处的位置及其他零件的关系约束，只有总装在结构基础上，才能获得零件的相关约束，进行零件的设计。
为此，在利用CATIA进行建模时，应采用自顶向下的设计模式，依次实现模具结构及零件的设计。具体表述为：首先，根据条料排样图确定模具的总体框架结构，从典型结构库中实体化一种导向结构图，然后直接在该总体结构下，设计其他相关模具零件，以使零件设计和装配设计相关联。这样，在设计某一零件时，其相关零件的形状变化可被自动处理，从而保证设计结构一致性。当零件设计完成后，可将装配结构中的每一零件输出到相应的文件中，用来产生相应零件的工程图，并标注相关尺寸、技术要求等。
3.2零件建模
通过前面的设计可知，该套模具共包含28种零件，其中6种标准可从软件的零件库中调用，剩余的22种则要有设计者之间设计。
在CATIA中，可以通过多种方式将曲面转换为实体，下面为两种典型的零件的画法。
凹模板的操作步骤为：1.在草绘平面内作凹模板外形、刃口和销孔；2.用拉伸命令将平面拉伸为实体；3.用异性孔向导命令端面上相应的位置作出螺纹孔；4.用环形阵列命令作出另外两个螺纹孔；4.用拉伸切除命令作出大孔。
凸凹模的操作步骤为：1.用旋转命令作出凸凹模的外形；2.用拉伸切除命令分别在上下端面作出冲孔孔和漏料孔；3.用拉伸切除命令在下端面上作出销孔。
3.3 装配设计
装配的概念在工程中非常重要，CATIA能够模拟实际工作环境，将零件进行装配合成。装配体的零部件可以包括独立的零件，也可以是其他的装配体。将一个零部件放入装配体，这个零部件才会与装配体文件产生链接的关系。装配体文件不能单独存在，要和零部件一起存放才有意义，同时对零部件文件的任何改变都会更新装配体。传统的设计方法有两种：
自下而上设计法。此为比较传统的方法。在自下而上设计中，线建立零件，并将之插入装配体，然后根据设计要求，将各个零件进行配合。它的有点是：由于零部件是独立设计的，它们的相互关系及重建行为更为简单。使用自下而上设计法可以专注于单个零件的设计工作。在不需要控制零件大小和尺寸的参考关系时，该方法较为适用。
自上而下设计法。自上而下设计法从装配体中开始设计，这时两种设计方法是不同之处。使用一个零件的几何体来帮助定义另一个零件，或生成组装零件后，才添加特征。 本设计中的模具结构较为简单，故采用第一种设计法
销钉螺钉的安装。上下模座各安装四个紧固螺钉以及两个定位销，下模座上另有四个卸料螺钉，卸料板上配合两个导料销以及一个挡料销
干涉检验。零件装配完成以后，个别零件之间可能出现型号干涉的情况，需对装配体进行干涉检查；否则零件有可能无法安装或正常工作。需对零件重新进行装配或修改零件尺寸，直到消除干涉为止，表明各个零部件被正确安装，可以正常工作。
3.4工程图
刚才图对于产品设计而言有重要作用，它是传递产品信息的规范。在3D零件制作完成以后，需要按照一定的标准绘制2D展开。在CATIA中，可以直接由实体生成二维的投影图，然后再对二维图形进行诸如剖视、标注等基本操作，最终完成工程图的绘制
冲压模具技术发展重点。
模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。因此从设计技术来说，发展重点在于大力推广CAD/CAE/CAM技术的应用，并持续提高效率，特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具CAD、CAM技术应向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展，并提高模具CAD、CAM系统专用化程度。
在以上设计基础上，可以高速加工，并在现今条件下发展高速铣削、高速研抛和高速电加工及快速制模技术。高精度加工目前主要是发展模具零件精度1μm以下和表面粗糙度Ra≦0.1μm的各种精密加工。提高模具标准化程度，搞好模具标准件生产供应也是冲压模具技术发展重点之一。为了提高冲压模具的寿命，模具表面的各种强化超硬处理等技术也是发展重点。
参考文献：
[1]金泉；刘力；；全站仪和CAD在某体育场工程施工测量中的结合应用[A]；吉林省土木建筑學会2011年学术年会论文集[C]；2011年
[2]夏绪勇；马恩成；晋娟茹；；钢结构鉴定加固方法与CAD软件开发[A]；工程设计与计算机技术：第十五届全国工程设计计算机应用学术会议论文集[C]；2010年
[3]颜永年；张人佶；卢清萍；；快速模具技术的最新进展及其发展趋势[A]；第一届国际模具技术会议论文集[C]；2000年
[4]石胜友；莫蓉；杨海成；陈泽峰；常志勇；张传顺；；制造网格环境下的资源建模研究[J]；计算机工程与设计；2006年16期
[5]宋泽云；陶瓷型精密铸造工艺在快速鞋模制造中的应用[J]；浙江工业大学学报；2005年01期
[6]周细枝；夏露；陈洪；李尧；；脉冲电流对7475铝合金再结晶的影响[A]；湖北省机械工程学会机械设计与传动专业委员会第十五届学术年会论文集（二）[C]；2007年
关键词：机械制造业；计算机；零件建模装配体；工程图；
中图分类号：F407.4
随着模具引用CAD/CAM技术，依靠计算机，形成一个整体的操作系统，模具CAD可以完成对所使用的工艺、模具上的结构的最佳设计；同时模具CAM也能够完成对这些零件的具体加工制造，同时在加工制造的工程中，对零件的制造过程进行监督、控制、测试和管理。在CAM的输出信息，是能够直接的对所有来自CAD的输出信息，是这两者可以完美的结合在一起。
1.模具CAD/CAM的概述
1.1模具CAD/CAM常用软件及其特点
CAD/CAM系统有硬件系统和软件系统组成。硬件系统包括计算机和外部设备，软件系统有系统软件、应用软件和专业软件组成。
CAD/CAM系统的功能不仅与组成改系统的硬件功能和软件功能有关，而且与它们的匹配和组织有关。在建立CAD/CAM系统时，视线应根据输生产任务的需要，选定最合适的功能软件，然后再根据软件系统选择与之相匹配的硬件系统。
1.2CAD/CAM技术在现代模具技术中的应用
在当今模具设计与制造领域中如何借助CAD/CAM软件在电脑上完成，提高加工模具的精度和生产效率一直是我们急需寻找的途径。AutoCAD、PRO/E、MasterCAM软件都是目前世界最为优秀和应用最为广泛CAD/CAM的软件代表。采用CAD/CAE/CAM技术可提高模具产品的设计质量、缩短模具设计与制造周期、降低产品成本。
2.模具总体结构设计
冲孔废料由冲孔凸模冲入凹模洞口中，积累到一定数量，由下模漏料孔排出，不必清除废料，操作方便，应用很广，但工件表面平直度较差，凸凹模承受的张力较大，因此凸凹模的壁厚应严格控制，以免强度不足。
经分析，此工件有三个孔，若采用正装式复合模，操作很不方便；另外，此工件无较高的平直度要求，工件精度要求也较低，所以从操作方便、模具制造简单等方面考虑，决定采用倒装式复合模。
2.1送料定位机构设计
采用伸缩式挡料销纵向定位，安装在橡胶垫和活动卸料板之间。工作时可随凹模下行而压入孔内，工作很方便.
2.2卸料机构设计
条料的卸除。采用弹性卸料板。因为是倒装式复合模，所以卸料板安裝在下模。工件的卸除，采用打料装置将工件从落料凹模中推下，罗在模具工作表面上。冲孔废料的卸除，下模座上采用漏料孔排出。冲孔废料在下模的凸凹模内积聚到一定数量，便从下模座的漏料孔中排出。
3.零件建模装配体及工程图的设计
3.1 设计构思
在进行模具结构及零件设计时，需首先根据条料排样图确定总体结构，然后一次为基础，详细设计其中的组成零件。这一过程实际上就是自顶向下的设计过程。模具组成零件的形状除受成形工艺形状约束外，还受其在模具中所处的位置及其他零件的关系约束，只有总装在结构基础上，才能获得零件的相关约束，进行零件的设计。
为此，在利用CATIA进行建模时，应采用自顶向下的设计模式，依次实现模具结构及零件的设计。具体表述为：首先，根据条料排样图确定模具的总体框架结构，从典型结构库中实体化一种导向结构图，然后直接在该总体结构下，设计其他相关模具零件，以使零件设计和装配设计相关联。这样，在设计某一零件时，其相关零件的形状变化可被自动处理，从而保证设计结构一致性。当零件设计完成后，可将装配结构中的每一零件输出到相应的文件中，用来产生相应零件的工程图，并标注相关尺寸、技术要求等。
3.2零件建模
通过前面的设计可知，该套模具共包含28种零件，其中6种标准可从软件的零件库中调用，剩余的22种则要有设计者之间设计。
在CATIA中，可以通过多种方式将曲面转换为实体，下面为两种典型的零件的画法。
凹模板的操作步骤为：1.在草绘平面内作凹模板外形、刃口和销孔；2.用拉伸命令将平面拉伸为实体；3.用异性孔向导命令端面上相应的位置作出螺纹孔；4.用环形阵列命令作出另外两个螺纹孔；4.用拉伸切除命令作出大孔。
凸凹模的操作步骤为：1.用旋转命令作出凸凹模的外形；2.用拉伸切除命令分别在上下端面作出冲孔孔和漏料孔；3.用拉伸切除命令在下端面上作出销孔。
3.3 装配设计
装配的概念在工程中非常重要，CATIA能够模拟实际工作环境，将零件进行装配合成。装配体的零部件可以包括独立的零件，也可以是其他的装配体。将一个零部件放入装配体，这个零部件才会与装配体文件产生链接的关系。装配体文件不能单独存在，要和零部件一起存放才有意义，同时对零部件文件的任何改变都会更新装配体。传统的设计方法有两种：
自下而上设计法。此为比较传统的方法。在自下而上设计中，线建立零件，并将之插入装配体，然后根据设计要求，将各个零件进行配合。它的有点是：由于零部件是独立设计的，它们的相互关系及重建行为更为简单。使用自下而上设计法可以专注于单个零件的设计工作。在不需要控制零件大小和尺寸的参考关系时，该方法较为适用。
自上而下设计法。自上而下设计法从装配体中开始设计，这时两种设计方法是不同之处。使用一个零件的几何体来帮助定义另一个零件，或生成组装零件后，才添加特征。 本设计中的模具结构较为简单，故采用第一种设计法
销钉螺钉的安装。上下模座各安装四个紧固螺钉以及两个定位销，下模座上另有四个卸料螺钉，卸料板上配合两个导料销以及一个挡料销
干涉检验。零件装配完成以后，个别零件之间可能出现型号干涉的情况，需对装配体进行干涉检查；否则零件有可能无法安装或正常工作。需对零件重新进行装配或修改零件尺寸，直到消除干涉为止，表明各个零部件被正确安装，可以正常工作。
3.4工程图
刚才图对于产品设计而言有重要作用，它是传递产品信息的规范。在3D零件制作完成以后，需要按照一定的标准绘制2D展开。在CATIA中，可以直接由实体生成二维的投影图，然后再对二维图形进行诸如剖视、标注等基本操作，最终完成工程图的绘制
冲压模具技术发展重点。
模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。因此从设计技术来说，发展重点在于大力推广CAD/CAE/CAM技术的应用，并持续提高效率，特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具CAD、CAM技术应向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展，并提高模具CAD、CAM系统专用化程度。
在以上设计基础上，可以高速加工，并在现今条件下发展高速铣削、高速研抛和高速电加工及快速制模技术。高精度加工目前主要是发展模具零件精度1μm以下和表面粗糙度Ra≦0.1μm的各种精密加工。提高模具标准化程度，搞好模具标准件生产供应也是冲压模具技术发展重点之一。为了提高冲压模具的寿命，模具表面的各种强化超硬处理等技术也是发展重点。
参考文献：
[1]金泉；刘力；；全站仪和CAD在某体育场工程施工测量中的结合应用[A]；吉林省土木建筑學会2011年学术年会论文集[C]；2011年
[2]夏绪勇；马恩成；晋娟茹；；钢结构鉴定加固方法与CAD软件开发[A]；工程设计与计算机技术：第十五届全国工程设计计算机应用学术会议论文集[C]；2010年
[3]颜永年；张人佶；卢清萍；；快速模具技术的最新进展及其发展趋势[A]；第一届国际模具技术会议论文集[C]；2000年
[4]石胜友；莫蓉；杨海成；陈泽峰；常志勇；张传顺；；制造网格环境下的资源建模研究[J]；计算机工程与设计；2006年16期
[5]宋泽云；陶瓷型精密铸造工艺在快速鞋模制造中的应用[J]；浙江工业大学学报；2005年01期
[6]周细枝；夏露；陈洪；李尧；；脉冲电流对7475铝合金再结晶的影响[A]；湖北省机械工程学会机械设计与传动专业委员会第十五届学术年会论文集（二）[C]；2007年