CAM技术在工模具加工中的应用探讨

唐志民

摘 要：随着计算机技术的发展，通过CAD建立几何实体的三维模型，能够用CAM来分析产品的性能与可靠性。基于CAM技术在工模具加工中的应用展开探讨，说明了CAM工艺流程与数控加工在顺序上所应遵循的原则，阐述了CAM技术在工模具加工中的具体应用。

关键词：CAM技术；工模具加工；加工工艺；三维模型

中图分类号：TP391.72 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.155

随着计算机技术的发展，计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）技术逐步成熟，UG、Mastercam、Pro/E、I-DEAS等CAD/CAM软件在机械加工行业已经得到广泛而普遍的应用。首先通过CAD建立产品的几何实体模型，给出设计图形，然后使用CAM编程生成加工轨迹，例如加工规划、刀具设定、工艺参数设置等，CAM还能模拟仿真加工过程，评估加工时间，最后通过数控加工实现产品的制造。这一技术与数控加工的完美结合不仅缩短了生产周期，还提高了产品质量，进而有效地提高了制造业的生产效率。因此，如何将CAM技术有效地应用于工模具的加工中，已成为现代加工制造行业所关注的焦点。

1 CAM工艺流程与数控加工应遵循的原则

CAM工艺流程与数控加工在顺序上应遵循的原则是：①先进行粗加工，再进行细加工；②由浅入深，在加工过程中要确保切削力均匀，避免因用力过大导致刀具变形，这样才能提升加工精度；③在加工过程中，要先加工大面，尽可能多地切除多余的用料，为加工小面提供方便，同时通过缩短刀杆长度来提升刀具的刚性，以确保加工质量；④在加工过程中，要尽量同时加工所用刀具的相同面，以有效降低误差，确保加工质量和效率。

2 CAM技术在工模具加工中的具体应用

2.1 三维零件模型构造以及设备选择

首先，用CAD技术建构工模具的三维零件模型，建立制造文件，基于模型图完成模具毛坯的绘制，进而实现模型组装；然后，在完成工模具设计图纸以后，要根据图纸分析出所需要的加工方法；最后，根据加工方法选择与其相应的加工设备。

针对凹形的工模具，一般情况下，加工方法为：先使用磨床将工模具的上面与下面进行磨平处理，然后使用数控车床、数控铣床，循环使用数控车床与数控铣床，经过钳工打磨划线和电火花加工机床后，最后用氮化炉进行氮化处理。

2.2 设置加工基准坐标系统

这一项工作的开展是实施程序设计与实际加工的一项重要参考数据，其原因在于：加工程序完成以后，就会得出相应的加工刀具的路径参数，这一参数就是所加工刀具的相应坐标位置和运动参数。

2.3 明确工模具的加工方法、刀具和参数

在加工工模具的过程中，需要明确模具数控加工的编程，这就需要首先明确加工模具的加工方法、刀具和参数。在利用CAM技术实现数控编程的过程中，刀削用量等参数的确定需要结合实际情况。在选择加工方法时，要根据实际加工条件和所需加工工艺来确定。

2.3.1 加工方法的选择

一般情况下，轮廓等高线法和曲面切割线法是比较常用的两种加工方式，在选择加工方法的过程中，虽然曲面等高线法能够有效提升加工效率，但是却无法有效保证加工的质量，同时，还对刀具的损伤较大。而曲面切割线法可以有效解决这一问题。

2.3.2 加工刀具的选择

在选择加工刀具的过程中，需要遵循以下原则：①确保刀具在安装和调整上都较为简单、易操作；②所选用的刀具质量要达标，即具备良好的刚性、精密度和耐用性能。③在具体加工的过程中，要想确保所选择的刀具能够满足加工的需求，就需要结合实际状况合理选择刀具。在具体应用的过程中，在确保刀具能够满足实际加工需求的同时，要尽量选择较短的刀具，这样能够有效避免刀具受损的状况，进而确保加工质量和效率。④要尽量选择较大的刀具，因为刀具越大，其切割的效率就会越高，同时避免刀具受损，进而提高加工的精密度。⑤在实际选择的过程中，要结合加工操作的实际来确定刀具的种类，这样才能从根本上确保加工的效率与质量。

2.3.3 加工参数的设置

在设置加工参数时，如果选用的是曲面加工方法，要想确保加工的精密度，需要将行距设置为1～2 mm；如果选择的是等高线或者是曲面切割线进行精加工，则要选择螺旋式来改变进刀位置，以免在进刀的位置留下刀痕，确保产品的质量。

2.4 加工模拟、刀位文件与后处理文件的选择

完成以上工序后，对所构建的三维模型进行实际演示，进而确保全过程的顺利实施，并能在节省材料与时间的基础上有效控制成本。通过模拟实体加工，在确定各个程序与步骤的可行性后，就可以生成刀位文件和后处理文件，这样就能够顺利加工实体产品。

3 结束语

综上所述，随着计算机技术的不断发展，CAD和CAM技术在工模具加工制造中的成功应用能够在打破传统手工绘图弊端的基础上构建工模具三维立体图。在传统的工模具加工中，依靠人工设计这一技术不仅所需要的时间长，且无法在加工初期很好地控制精密度等，通常都需要在生产的过程中总结经验，加以改进。而CAM技术的成功应用能够在缩短加工时间的基础上提高加工效率与质量，并提升产品的紧密度，进而在降低生产成本的基础上，实现工模具生产加工制造业经济效益的最大化。在当前的市场竞争中，CAM技术的应用提高了现代加工业的综合竞争力，进而使其能在激烈的市场竞争中稳步前行。

参考文献

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[4]苑圆.浅析UG/CAM技术在汽车模具加工中的应用[J].科技风，2013（06）：80.

〔编辑：王霞〕

Abstract： With the development of computer technology， the establishment of three-dimensional solid model geometry by CAD， CAM can be used to analyze product performance and reliability. Expand based CAM technology in the tool and die machining discussion， illustrate the principle of CAM and CNC machining process to be followed in the order， describes the CAM technology application in tool and die machining.

Key words： CAM technologies； mold processing； processing； three-dimensional model