近年來隨著CNC機床、刀具等硬件的迅速發展,以及CAD/CAM軟件的發展,給制造業發生了根本性的變革。真正實現了信息化、數字化的生產、制造模式。而且這種趨勢正在日新月異地的向更高階段邁進。本文就CAD/CAM軟件在電工電器行業的應用進行闡述。
嚴格意義上講,產品、制造工具兩者的發展關系是密不可分的。CNC機床,CAD/CAM軟件技術在不斷發展,為設計、制造領域提供優秀的解決方案,縮短設計、制造時間,提高生產效率,是新產品更快的投放市場;同時大大提高產品的加工精度,從而提高產品質量,提高產品的附加值和客戶滿意度。從另一個角度講,人們對產品高質量高效率的需求也促進了軟、硬件工具的不斷發展。軟件商、機床商為可滿足用戶、市場的需要,不斷改進設計、生產工藝,提高軟件的開發效率。
在高質量、大規模的電工、電器行業在生產過程中,從設計到制造,CAD/CAM軟件都起到非常重要的作用。我們知道,電工、電器產品除了數學模型設計,還需要大量的模具設計、制造,電極設計、制造。
這就要求軟件在CAD造型,模具設計、電極設計以及數控編程都有很強的功能才行。目前市面上同類軟件很多,各有特點。本文重點結合以色列Cimatron公司開發的CimatronE軟件來闡述如何高效的利用CAD/CAM軟件進行電工電器產品的設計、制造。
如圖所示,CimatronE提出從數據到產品的整體過程解決方案:
整個設計、制造過程中,無論是零件的設計、修改,還是分模、電極設計以及零件的加工,真正實現了以模具設計為中心的并行工程。這樣大大提高了產品、模具的設計效率。強大的快速分模功能,以數學模型為基礎自動高效地的生成模具的型芯、型腔以及側滑塊、嵌件等。電工、電器大部分零件的結構較為復雜,涉及到很多復雜的曲面,如果不通過快速分模自動生成模具的型面,不僅花費大量的設計時間,而且在產品的精度上也很滿足實際要求。
如圖所示,是電冰箱上的一個零件,采用快速分模功能,從分模線、分模面到型芯、型腔及側滑塊的生成只需要幾分鐘時間。
數學模型
快速分模
電極設計:電工電器產品的模具型面上有很多深窄槽,是CNC機床難以加工的部位,有時這樣的區域很多,這就需要大量的電極,通過電火花機來實現,此時電極設計就顯得尤為重要。象CimatronE這樣的高端CAD/CAM軟件提供了強大的電極設計、加工功能。從模具表面自動提取電極、自動生成電極加工報告、自動生成滿足不通火花機需要的電加工代碼,減少了手工拆電極、手工編寫電加工代碼的煩瑣工作,與傳統的電極設計、電加工相比,提高效率十倍甚至幾十倍。
電極設計
模具設計:CimatronE為塑料模具提供了標準的模架庫,在三維模具設計中方便快捷地選取標準模架,實現模具的自動裝配。同時在模具的冷卻道、頂出機構的設計過程中也實現了半自動化,大大提高了模具設計效率。
一模多腔模具設計
模具加工:隨著CAD/CAM軟件在制造領域的普遍應用,使得模具的加工效率、質量有了質的改變。近年來CNC機床技術有了突飛猛進的發展,高速加工技術被廣泛應用;多軸加工也越來越多地應用于模具加工領域,解決了深腔模具加工的難度,同時減少了電極的用量。CimatronE軟件在加工上有其獨到之處:提供了粗加工、半精加工、精加工及清根的全部加工工藝;提供了從2軸到5軸的加工策略;具有強大的高速加工功能。
如圖所示,是個模具零件的完成加工過程:
粗加工 半精加工
精加工 自動清根
在整個數控編程過程中,運用了軟件在編程中的特色:刀具自動干涉檢查,刀具過切保護,均衡載荷等,在軟件環境下充分保證了加工過程的安全性。精加工中使用了高速加工策略,不但提高加工效率,而且提高表面質量。同時,由于高速加工過程是淬火后加工,既減少傳統的淬火前加工的變形又盡可能地減少鉗工量,從整體的模具加工過程看也大大縮短加工時間。
從以上過程看,整個模具設計、制造過程一氣呵成。而且在采用并行工程的工作模式,圍繞模具設計,并行的進行電極設計、加工,模具零件的設計加工。在加工的同時,模具結構在計算機環境下已經確定,一旦加工任務完成,模具制造的全過程基本宣告結束。這樣一套中等復雜的模具在十五天內順利完成。
綜上,在電工、電器行業,只要充分利用機床、刀具等硬件工具以及先進的軟件工具,會保證高質量的產品在非常短的時間內投放市場,搶占先機。所有這一切都得益于CNC機床,高質量的刀具,優秀的軟件以及可靠的信息。可見,CNC機床,CAD/CAM軟件在制造業信息化、數字化中起著舉足輕重的作用。
隨著國內外在制造業的投入,CNC機床逐漸向高速度、高精度、高可靠性方向發展,CAD/CAM軟件不斷向智能化、人性化發展。必將更好地為制造業服務,從而使更高質量的產品更快的投放市場,為人們的生產、生活帶來更大的便利。
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