橡胶机械设计制造中CAD/CAM技术的应用

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摘 要：自上世纪七十年代起，CAD/CAM技术开始传入我国。此后的四十多年中，CAD/CAM技术一直深受我国制造业的青睐，尤其是在橡校机械设计制造业中更是被广泛应用。本文在分析CAD技术和CAM技术相关概念的基础上，指出了橡胶机械设计制造中CAD/CAM技术的具体应用，以供相关人员参考。
关键词：CAD技术；CAM技术；相关概念；橡机械设计制造；应用；SW
现阶段，随着国民经济的发展和我国计算机技术水平的提高，CAD/CAM技术在我国各大机械设计制造业中的应用越来越广泛。尤其是在橡胶机械设计制造业中，通过科学利用专业的CAD/CAM技术，各类橡胶产品的设计时间与制造周期大大缩短，橡校制造市场的竞争越来越激烈。然而，就CAD/CAM技术在我国橡胶制造业的整体应用而言，我國许多橡胶企业对它们的运用率并不算太高，还存在多方面的应用局限，有待相关的专业人员进一步研究和突破。
一、CAD技术和CAM技术的相关概念
（一）CAD技术的基本内涵
CAD技术作为一种常用的计算机辅助设计技术，一般是通过计算机的硬件支持功能和软件支持功能，设计产品、绘制产品，并对产品进行适度工程分析和科学的文档汇编。作为现代许多行业中应用率较高的一种先进绘图工具，CAD技术主要是利用工作者固有的经验和判断，将工作者的思想与电脑密切联系起来，然后利用人机对话方法或者图形显示方法，获得互补的功能效果。值得注意的是CAD技术并不是纯粹的电脑绘图技术，它充分借助了工作者自身的经验和判断优势，并与计算机的硬件优势和软件优势相结合，彻底摆脱了传统的手工绘图方式，将工作者的想法在电脑上灵活展现出来[1]。
（二）CAM技术的基本内涵
CAM技术一般又被称作现代计算机辅助制造技术，它主要通过现代计算机控制产品的设计环节、生产环节和管理环节等。CAM技术在制造业中的应用十分广泛，尤其是在现代模具设计领域和模具的刀切路径领域，应用程度更高。
（三）CAD技术和CAM技术之间的关系
CAD技术和CAM技术都属于现代计算机辅助技术，二者既相互区别，又存在着一定的密切联系。一方面，二者的主要用途不同。CAD技术通常应用在产品设计方面和产品绘图方面，CAM技术则通常应用在产品制造方面和模具切割路线方面等。另一方面，CAD技术是应用CAM技术的重要前提，它通过前期的设计和绘制，为CAM技术提供一系列的精确数据支持。简单而言，CAD技术的革新和进步能够推动CAM技术的进一步发展。在实践中，工作人员应该依据这两种技术各自的特征和优势，将二者有效结合运用，方能获得良好的应用效果。
二、橡胶机械设计制造中的CAD/CAM技术的具体应用
（一）CAD技术在现代橡胶模具设计领域的应用
要制造橡胶产品，设计是第一环节。这时专业设计人员首先需要在计算机上创建一个全新的立体三维模型。在创建完三维模型后，设计人员要做的工作就是对简单的三维模型进行深度的结构优化与科学设计。通常专业设计人员常用的CAD立体三维制图软件有PrO软件、EuG软件、CATIA软件等，它们都具有自身不同的优势。一方面，这些CAD立体三维制图软件所具备的强大曲面设计绘制功能和文档编辑、修改功能，能给设计人员带来强大的的视觉冲击力，充分展现设计者的设计意图。另一方面，这些CAD立体三维制图软件还将设计中的各类相关参数科学存储，为后期的模具制造环节提供一系列的数据支持。此外，CAD技术软件中还包含了专门的模块设计工具和模块分型面工具，对于一些十分复杂，人工难以设计成型的零件，可以在电脑系统中自动生成，这样就明显减轻了设计人员的工作负担，缩短了设计调期。比如就用于实体模型设计的PrO技术而言，它自身带有参数功能和基于其特征的一系列相关功能，通过该软件自身的这种特殊功能，设计人员可以有效把控产品的设计环节与整个制造过程的每一个相关参数。无论设计人员修改哪个环节的相关参数，PrO技术软件均可自动修改与其相关的其他参数，从而明显节约了设计人员的设计时间。此外PrO软件还配有零部件、装配以及制造等8个不同方面的专业设计模块，成功实现了橡胶模具的机械化、自动化设计，明显提升了设计人员在模具设计方面的工作效率[2]。
（二）CAM技术的应用
CAM技术的应用主要体现在制造模具方面，它能够在制造模具的过程中，科学控制模具的设计环节和道具切割等环节。而CAM技术实现上述控制功能的方法主要有两种，第一种方法是利用专业的CAM软件注射模具。通过前期的PrO软件，得出一系列相关数据，然后经CAE的修改确认后，这些数据被传送至CAM软件中开始模拟加工。值得注意的是Master CAM软件，它作为目前我国数据加工生产的主要应用软件，在模拟切割方面、规划切割路径等方面的功能十分强大，并最终将相关数据传送至数控机床，对橡胶制品进行加工。第二种方法是利用CAE软件优化、分析数据模具。通过CAE软件优化、分析相关数据模具并清除其中的错误后， CAM软件会自动地生成一系列相关的模具加工NC代码，用于模具加工[3]。
（三）CAM技术中SW设计软件在橡胶机械设计制造业中的应用
SW软件，是英文Solid Work的简称，作为一种功能强大的机械设计软件，它通常应用在分析复杂结构、加工数据模具和管理工程数据等方面。尤其是在加工数据模具方面，SW软件能够通过CAD三维造型技术，生产和加工出大量的复杂结构的模具。一方面，在具体的建模实践中，SW软件将形成特征和相关的添加特征视作最基本的立体三维造型方法。并把实践建模当作孕育生成特征和添加特征的必要环节。其最基本的应用原则就是确保三维建模过程最大化地和其加工过程相一致。另一方面，SW软件是一个自带全参数化特征的科学造型软件，其在零件实体方面的建模功能十分惊人，同时还能够为变量化草图进行专业轮廓设计、改变相关的驱动参数特征、约束自动化过程等。SW软件固有的放样功能、曲面缝合功能和曲面拱顶功能等，非常有助于生成那些结构较为复杂的曲面。简单而言，SW技术能够支持类似于ASCⅡ多种类型的软件，通过SW软件，工作人员可以自上而下地完成构造复杂的橡胶零件的设计，并通过一个单独的几何体零件科学地定义其它关联零件的相关参数和一系列加工特征，这样就缩短了设计时间，方便、快速地设计和绘制出整个工程图，有效简化了设计过程[4]。
结语：
综上所述，近些年来我国的橡胶设计制造业有了较大的发展，其制造水平与国际模具的差距越来越小，这其中离不开CAD/CAM技术的应用和技持。所以要想进一步提升我国橡胶制造业的各项技术水平，相关人员必须深入研究CAD技术，不断推动CAD技术的更新，并努力完善和健全CAM技术体系，将体系中的各项具体技术进一步细化。只有这样才能真正缩短我国橡胶机械产品的设计制造周期，推动我国橡胶模具不断向智能化、数据化以及精细化方向发展。
参考文献：
[1] 陈刚.CAD/CAM技术在橡胶机械设计制造中的应用[J].中国高新技术企业（中旬刊），2013，（10）：29-30.
[2] 吕瑛波，刘茂金.CAD/CAM软件在橡胶模具设计中的应用[J].价值工程，2013，32（3）：21-22.
[3] 马波.三维CAD技术在机械设计中的应用[J].电子测试，2016，（6）：138，132.
[4] 徐竹.智能CAD技术在机械制造中的应用[J].新技术新工艺，2015，（7）：69-70.