劉峰

摘要：隨著模具技術的不斷進步，CAD/CAE技術已經(jīng)越來越廣泛地應用到模具的設計過程中，對于模具質量的提高發(fā)揮著重要的作用。

關鍵詞：CAD技術；覆蓋件模具；汽車車身；汽車底盤

中圖分類號：RT64 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）20-0365-01

前言：

20世紀60年代初，CAD技術首先被應用于機器制造行業(yè)，如飛機制造、汽車制造、船舶制造等。到20世紀70年代后期，微型計算機、大容量存儲技術和計算機圖形學的飛速發(fā)展，使CAD技術在工程上的應用從單獨的分析計算變成大量信息存儲、檢索、繪圖、計算融為一體的獨立系統(tǒng)，CAD技術貫穿到設計、制造、管理的全過程中。

1 模具CAD/CAM技術產(chǎn)生的背景及意義

模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要基礎工業(yè)之一。模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎工藝裝備，是一種高附加值的高精密型產(chǎn)品，也是高新技術產(chǎn)業(yè)化的重要領域，其技術水平的高低已經(jīng)成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志。隨著工業(yè)的發(fā)展，特別是CAD/CAM/CAE技術的飛速發(fā)展，極大地推動了模具的發(fā)展。模具CAD（計算機輔助設計CAD-Computer Aided Designl/CAM f計算機輔助制造computer Aided Manufacturing）可以顯著縮短從設計到制造的周期，節(jié)省時間，提高生產(chǎn)效率并大幅度降低成本，將技術人員從繁冗的計算、繪圖和NC編者編程工作解放出來，使其可以從事更多創(chuàng)造勞動。同時模具CAD/CAM技術為模具工業(yè)提供了強有力的技術支持，滿足了目前用戶提出的“短交貨期”、“高精度”、“低成本”的迫切要求。為企業(yè)的產(chǎn)品設計、制造和生產(chǎn)水平的發(fā)展帶來了質的飛躍。

2 CAD/CAM技術在汽車中的應用特點

2.1 技術先進

采用CAD軟件可提供優(yōu)化設計，實現(xiàn)圖形輸入、優(yōu)化排樣、工藝分析和計算、對尺寸和公差的處理以及尺寸自動標注等。

2.2 高效、節(jié)約和自動化程度高

提供快捷的汽車設計方法，簡化設計過程，縮短設計周期。對毛坯排樣優(yōu)化可提高材料利用率，提高工效，可避免出現(xiàn)差錯，這是設計者手工設計根本無法比擬的。

2.3 加工質量高

把設計和加工過程聯(lián)系起來，采用先進加工技術，可消除加工中的人為誤差，保證加工質量。

CAD、CAM是實現(xiàn)技術、經(jīng)濟效益的不可分割的兩個組成部分。如只完成CAD技術的開發(fā)，而不實現(xiàn)CAM的應用，不形成CAD/CAM一體化，CAD技術開發(fā)應用則基本失去其實際意義。

3 CAD/CAM技術在汽車中的應用

3.1 CAD/CAM技術在汽車模具中的應用

模具是指能夠生產(chǎn)出具有一定形狀和尺寸要求的零件的一種生產(chǎn)工具，也就是人們通常所說的模子。模具生產(chǎn)具有高效、節(jié)材、成本低、保證質量等一系列優(yōu)點。

汽車新產(chǎn)品開發(fā)的決定性環(huán)節(jié)是汽車覆蓋件模具的設計，是由設計人員運用專業(yè)知識和豐富的實踐經(jīng)驗綜合推理與計算完成的。傳統(tǒng)的覆蓋件模具制造方法是先制造主板、主模型和工藝模型，然后利用工藝模型為靠模在仿型機床上加工模具表面，最后由鉗工裝配、調(diào)試成合格模具，不僅工藝流程長，模具表面精度低，而且存在著對模具制造工人要求高等缺點。因此實現(xiàn)覆蓋件模具CAD/CAD是汽車工業(yè)迫切需要解決的一項技術難題。

汽車覆蓋件模具CAD/CAD系統(tǒng)的特點是利用計算機及其外圍設備在各層次計算機軟件系統(tǒng)的支持下，完成模具方案設計、金屬板料沖壓成形過程分析、模具結構設計、模具數(shù)控加工刀具運動軌跡生成和控制數(shù)控機床進行模具加工等工作。

上世紀末，國外汽車公司就開始了模具CAD/CAD技術的研究。這一研究主要用于汽車車身的設計，并且各大汽車公司也建立了自己的CAD/CAM系統(tǒng)，并將其應用于模具設計與制造。目前，模具CAD/CAM技術也應用于我國許多企業(yè)，并在計算機自動編程技術取得了豐富的經(jīng)驗，大大提高了模具的使用精度和生產(chǎn)率。然而，現(xiàn)在我國還有許多企業(yè)仍然停留在手工設計模具的階段，其模具CAD/CAM技術工作也只是用計算機進行二維設計，只有少數(shù)企業(yè)的汽車模具設計和制造水平接近于國際先進水平。

現(xiàn)在，由于我國汽車模具的設計及制造效率低，設計方法也很難適應汽車工業(yè)發(fā)展需要，這導致了我國設計開發(fā)的新車型與發(fā)達國家相比相差甚遠。而花高價錢從國外引進CAD/CAM技術又會嚴重阻礙我國汽車產(chǎn)品的更新?lián)Q代。要提高我國汽車設計及制造水平我們只能研發(fā)自己的模具CAD/CAM技術，并以國外先進的通用計算機造型軟件為基礎進行二次再開發(fā)，從而提高我國模具CAD技術的發(fā)展。

3.2 CAD/CAM技術在汽車車身中的應用

汽車車身是汽車的重要組成部分，是整個汽車零部件的載體，它的質量在汽車制造技術中占有很重要的地位?，F(xiàn)在，汽車車身技術的發(fā)展狀況反映出一個國家的汽車工業(yè)水平，要是我國的汽車工業(yè)水平趕超世界先進水平，關鍵是提高汽車車身設計和制造水平。

國外現(xiàn)代車身開發(fā)已進入采用“并行生產(chǎn)”的方式和無圖紙化的階段。“并行生產(chǎn)”可以減小重復設計的麻煩，縮短修改設計的時間：并讓生產(chǎn)部門盡早獲悉產(chǎn)品的設計意圖、分析新設計的可行性。這些都是通過CAD/CAM一體化實現(xiàn)的，即車身開發(fā)過程由一個“工程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”管理，統(tǒng)一信息流，統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫。這樣可以提高車身開發(fā)的效率，又便于保證質量。

我國已建成的CAD/CAM系統(tǒng)，目前由于缺乏人才去充分開發(fā)和應用，還沒有形成CAD/CAM系統(tǒng)技術。在汽車車身CAD方面上是沿用傳統(tǒng)設計方法基礎上作局部的輔助，主要是在表面集合圖形和線圖形上取得效益。在CAM方面，各汽車廠首先將力量投入到車身模具的曲面數(shù)控加工，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的曲面方型加工，取得了良好的經(jīng)濟效益。

3.3 CAD/CAM技術在汽車底盤中的應用

汽車底盤是汽車設計中重要的一環(huán)，對汽車產(chǎn)品質量起決定性作用?，F(xiàn)在由于計算機在汽車上的應用汽車底盤發(fā)生了重大變革，它改變了汽車傳統(tǒng)的機械裝置，并增加了許多新的功能，使汽車的駕駛更為簡單方便，乘坐更為舒服安全。

汽車底盤在布置設計時都是在三維空間內(nèi)完成的，因此在設計中為了建立整車坐標系及總稱的坐標系，設計人員必須在CAD/CAM系統(tǒng)中準確確定零部件位置。在已經(jīng)建立的整車坐標系及總稱的坐標系中建立數(shù)學模型，用坐標點的方法完成總稱裝配。在設計完成后，CAD/CAM系統(tǒng)還要進行干涉檢查，包括位置干涉檢查和運動干涉檢查。

4 結語

CAD/CAM技術在我國汽車行業(yè)中的應用，雖然帶動了汽車在設計和生產(chǎn)方面的變革，但和國外先進技術水平相比還存在著相當大的差距?，F(xiàn)在CAD技術正向著集成化、網(wǎng)絡化、智能化等方面發(fā)展，我們只有抓住時機，積極研發(fā)，才能跟上世界科技發(fā)展的步伐，與時俱進，和其他國家汽車發(fā)展方向保持一致，提高我國CAD技術在汽車行業(yè)應用水平。

參考文獻

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[2]李春明，現(xiàn)代汽車底盤技術[M]，北京：北京理工大學出版社，2017

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