模具CAD/CAE/CAM一体化技术

本书是基于工作过程的项目化教材，全书共由9个项目组成：曲线建模、草绘建模、曲面建模、实体建模、装配建模、工程图、注塑模具设计、模具成型CAE分析及模具零件CAM编程。

本书可作为高职高专院校机械、模具类专业CAD/CAE/CAM课程项目化课程教学用书，也可作为从事相关技术人员的学习和参考用书。

项目一曲线建模 1

工作任务绘制挂钩二维图形 1

知识准备 2

1.1软件操作 2

1.1.1用户界面 2

1.1.2部件导航器 5

1.1.3文件操作 6

1.1.4视图、模型与布局 8

1.1.5鼠标与键盘的使用 10

1.2常用工具 11

1.2.1点选择功能 11

1.2.2矢量构造功能 13

1.2.3基准平面 14

1.2.4基准轴 16

1.3坐标系 17

1.3.1坐标系的变换 17

1.3.2坐标系的定义 19

1.3.3坐标系的显示和保存 21

1.4图层 21

1.4.1设置工作图层 22

1.4.2图层的可见性 22

1.4.3图层的移动和复制 22

1.5对象编辑 23

1.6创建基本曲线 24

1.6.1直线 24

1.6.2圆弧 25

1.6.3圆 25

1.6.4椭圆 26

1.6.5正多边形 26

1.6.6圆角 27

1.6.7倒角 28

1.7创建复杂曲线 29

1.7.1样条曲线 29

1.7.2抛物线 29

1.7.3双曲线 30

1.7.4螺旋线 30

1.8曲线操作 31

1.8.1偏置曲线 31

1.8.2桥接曲线 33

1.8.3简化曲线 34

1.8.4连结曲线 34

1.8.5投影曲线 35

1.8.6抽取曲线 35

1.8.7相交曲线 36

1.8.8截面曲线 36

1.9编辑曲线 37

1.9.1编辑曲线参数 37

1.9.2修剪曲线 38

1.9.3修剪拐角 39

1.9.4分割曲线 39

1.9.5编辑圆角 40

1.9.6拉长曲线 40

1.9.7曲线长度 41

1.9.8光顺样条 41

任务实施 42

任务总结 43

教学评价 43

拓展任务 45

绘制茶壶轮廓曲线 45

相关实训——创建花边、偏置曲线 49

项目二草绘建模 50

工作任务草绘定位板二维图形 50

知识准备 51

2.1草图平面 51

2.2草图曲线的绘制和编辑 53

2.2.1配置文件 53

2.2.2草图工具 54

2.3草图操作 57

2.4草图约束 59

2.4.1建立尺寸约束 60

2.4.2建立几何约束 61

2.5草图生成器 64

任务实施 65

任务总结 66

教学评价 67

拓展任务 68

草绘槽轮二维图形 68

草绘吊钩二维图形 71

相关实训——草绘凸轮、连接板 73

项目三曲面建模 74

工作任务创建灯罩模型 74

知识准备 75

3.1曲面创建 75

3.1.1通过点 75

3.1.2从极点 76

3.1.3从点云 76

3.1.4直纹面 77

3.1.5通过曲线组 79

3.1.6通过曲线网格 80

3.1.7扫掠 80

3.1.8剖切曲面 82

3.1.9延伸 85

3.1.10规律延伸 86

3.1.11偏置曲面 87

3.1.12熔合 87

3.1.13修剪的片体 88

3.1.14加厚 89

3.1.15缝合 90

3.1.16大致偏置 90

3.1.17片体到实体助理 92

3.2曲面编辑 93

3.2.1移动定义点 93

3.2.2从极点 94

3.2.3扩大 96

3.2.4等参数修剪/分割 96

3.2.5边界 97

3.2.6更改边 99

3.2.7更改刚度 100

3.2.8反向法向 100

任务实施 101

任务总结 104

教学评价 105

拓展任务 106

创建水龙头曲面模型 106

创建汽车车身曲面模型 113

相关实训——创建叶轮曲面模型 119

项目四实体建模 120

工作任务创建三通管实体 120

知识准备 121

4.1创建体素特征 121

4.1.1长方体 121

4.1.2圆柱体 122

4.1.3圆锥体 123

4.1.4球体 123

4.2创建扫掠特征 124

4.2.1拉伸 126

4.2.2回转 129

4.2.3扫掠 130

4.2.4管道 131

4.3创建设计特征 132

4.3.1孔 132

4.3.2凸台 134

4.3.3腔体和键槽 136

4.3.4沟槽 139

4.3.5三角形加强筋 140

4.3.6螺纹 141

4.4创建细节特征 142

4.4.1倒圆角 142

4.4.2倒斜角 143

4.4.3拔模 144

4.4.4抽壳 145

4.4.5实例特征 146

4.4.6缩放 147

4.4.7修剪 148

4.4.8拆分 149

任务实施 149

任务总结 154

教学评价 156

拓展任务 157

创建吊环模型 157

创建烟灰缸实体模型 162

相关实训——创建电动机盖、电池底壳 166

项目五装配建模 167

工作任务卡钳模型的装配 167

知识准备 168

5.1进入装配模块 168

5.2装配导航器 168

5.3装配方法 169

5.3.1添加组件 169

5.3.2配对组件 171

5.3.3阵列组件 174

5.4装配爆炸图 175

5.4.1创建爆炸图 175

5.4.2自动爆炸组件 175

5.4.3编辑爆炸图 175

任务实施 177

任务总结 181

教学评价 182

拓展任务 184

滚轮模型装配 184

相关实训——装配可变形弹簧笔 186

项目六工程图 187

工作任务轴的工程图的绘制 187

知识准备 188

6.1参数预设置 188

6.1.1制图参数 188

6.1.2注释参数 188

6.1.3剖切线参数 189

6.1.4视图参数 189

6.1.5视图标签参数 190

6.2图纸管理 190

6.2.1创建图纸 190

6.2.2删除图纸 191

6.2.3编辑图纸 191

6.3添加和编辑视图 192

6.3.1基本视图 192

6.3.2投影视图 192

6.3.3从部件添加视图 193

6.3.4编辑视图 193

6.4剖视图的应用 195

6.4.1局部放大图 195

6.4.2剖视图 196

6.4.3半剖视图 197

6.4.4旋转剖视图 197

6.4.5局部剖视图 197

6.4.6断开视图 198

6.5工程图标注 199

6.5.1尺寸标注 199

6.5.2文本注释标注 203

6.5.3形位公差标注 203

6.5.4中心线标注 203

6.5.5添加图框、标题栏 204

任务实施 206

任务总结 209

教学评价 209

拓展任务 211

创建管接头工程图 211

相关实训——绘制端盖工程图 218

项目七注塑模具设计 219

工作任务圆盘模具的设计 219

知识准备 219

7.1加载产品及项目初始化 220

7.2模具坐标系 221

7.3产品可行性分析 222

7.4塑模部件验证 223

7.4.1厚度 223

7.4.2面/区域 223

7.5收缩率 224

7.6工件 225

7.6.1标准块 226

7.6.2工件库 226

7.6.3尺寸定义方法 226

7.6.4工件尺寸 227

7.7型腔布局 228

7.8模具工具 229

7.9分型设置 230

7.9.1MPV初始化 230

7.9.2编辑分型线 231

7.9.3创建分型面 232

7.9.4抽取区域和分型线 232

7.9.5创建型芯和型腔 233

7.10注塑模高级应用功能 233

7.10.1模架设置 233

7.10.2标准件设置 234

7.11浇注系统 235

7.11.1定位圈及主流道 235

7.11.2浇口 238

7.11.3分流道 240

7.12冷却系统 243

7.12.1定义引导线轨迹 244

7.12.2生成和删除冷却通道 245

任务实施 246

任务总结 269

教学评价 270

拓展任务 271

名片盒模具设计 271

相关实训——手机后壳的模具设计 277

项目八模具成型CAE分析 279

工作任务电器面壳分析 279

知识准备 280

8.1新建一个工程项目 280

8.2导入或新建CAD模型 280

8.3网格划分 282

8.4检验及修改网格 282

8.5选择分析类型 286

8.6选择成型材料 287

8.7设置工艺参数 288

8.8确定浇口位置 289

8.9创建浇注系统 290

8.10创建冷却系统 291

任务实施 292

任务总结 321

教学评价 321

拓展任务 323

手机面板浇口位置设计 323

相关实训——变形、所有因素变形结果 329

项目九模具零件CAM编程 330

工作任务凹模板的加工 330

知识准备 331

9.1进入加工模块 331

9.2创建程序 332

9.3创建刀具 333

9.4定义加工坐标系和几何体 334

9.4.1加工坐标系 334

9.4.2创建几何体 335

9.5创建加工刀路 337

9.6仿真加工与后处理 340

9.6.1仿真加工 340

9.6.2后处理 341

任务实施 342

任务总结 351

教学评价 351

相关实训——模具型腔加工的自动编程 352

模具CAD/CAE/CAM一体化技术

目录

XII

XI 2100433B

高职示范院校“十二五”建设教材

多年教学经验的结晶

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《模具CAD/CAE/CAM》主要介绍模具的数字化设计制造及相关知识，包括模具CAD/CAE/CAM基础知识、模具CAD、模具CAE、模具CAM及模具CAD/CAE/CAM一体化。对于模具CAD/CAE/CAM，选择典型的工艺和模具，通过丰富的实例和详尽的步骤说明对其进行深入浅出的讲解，具有很强的实用性和可操作性。《模具CAD/CAE/CAM》为模具CAD/CAE/CAM的工程人员提供了一个学习途径，也可以作为大专院校“模具CAD/CAE/CAM”专业的培训教材。

第1章 模具CAD/CAM/CAE概述1

1.1 CAD/CAM/CAE基本概念1

1.2 CAD/CAM/CAE技术的基本特点1

1.3 CAD/CAM/CAE技术在模具行业中的应用2

1.3.1 CAD/CAM/CAE技术的应用领域2

1.3.2 模具CAD/CAM/CAE技术的优越性3

1.3.3 模具CAD/CAM/CAE技术的特点4

1.4 模具CAD/CAM/CAE系统组成4

1.4.1 模具CAD/CAM/CAE系统的硬件构成4

1.4.2 模具CAD/CAM/CAE系统的软件组成5

1.5 模具CAD/CAM/CAE技术的发展趋势7

1.6 模具CAD/CAM/CAE常用软件简介7

1.6.1 小型CAD/CAM软件8

1.6.2 大型CAD/CAM/CAE集成软件10

1.6.3 有限元分析专用软件12

第2章 模具CAD/CAM/CAE基础技术15

2.1 图形处理技术15

2.1.1 常见交互技术15

2.1.2 参数化技术16

2.2 产品数据交换技术21

2.2.1 IGES标准21

2.2.2 STEP标准23

2.3 产品零件造型25

2.3.1 线框造型26

2.3.2 表面造型27

2.3.3 实体造型27

2.3.4 特征造型28

第3章 注射模CAD技术33

3.1 注射模CAD概述33

3.1.1 注射模设计技术的发展阶段33

3.1.2 CAD技术在注射模中的应用34

3.1.3 注射模CAD技术的发展趋势35

3.2 注射模CAD的主要内容35

3.2.1 注射模工作原理和结构组成35

3.2.2 注射模CAD系统的工作流程37

3.3 注射模成型零部件CAD39

3.4 注射模标准模架的建库与选用42

3.4.1 装配模型的定义42

3.4.2 标准模架装配模型的建立42

3.4.3 标准模架装配模型的管理与调用46

3.5 注射模典型结构与零件设计CAD46

3.5.1 浇注系统设计47

3.5.2 侧向抽芯机构设计48

3.5.3 脱模和顶出机构设计50

3.5.4 冷却系统设计51

3.6 UG软件针对注射模具制造的功能51

3.6.1 MoldWizard模块概述52

3.6.2 MoldWizard模块应用实例53

第4章 级进模CAD技术61

4.1 级进模CAD系统概述61

4.1.1 级进模CAD系统发展概况61

4.1.2 级进模CAD系统的组成结构62

4.1.3 级进模CAD系统的发展趋势62

4.2 级进模CAD系统的结构与功能63

4.2.1 级进模CAD系统的总体结构63

4.2.2 级进模CAD系统的功能模块63

4.2.3 级进模CAD系统的数据流65

4.2.4 级进模CAD系统的相关技术65

4.3 UG/PDW的应用介绍及实例68

4.4 其他专用冲模CAD技术76

4.4.1 汽车覆盖件模具CAD技术76

4.4.2 集成电路引线框架多位精密级进模CAD技术77

第5章 模具CAM技术79

5.1 模具数控加工概述79

5.1.1 模具制造的要求79

5.1.2 模具数控加工的特点80

5.2 模具数控编程系统81

5.2.1 数控机床81

5.2.2 数控加工81

5.2.3 数控编程系统81

5.3 利用CAM系统进行自动编程的基本步骤82

5.4 UG的CAM功能介绍83

5.4.1 UG加工模块综述83

5.4.2 刀具轨迹的管理85

5.4.3 UG铣削加工方法介绍85

5.5 CAM的后置处理95

5.5.1 UGNX后处理简介95

5.5.2 后处理编辑器95

第6章 注塑模具CAE技术97

6.1 注塑成型基础知识97

6.1.1 注塑成型定义97

6.1.2 注塑成型工艺过程98

6.1.3 注塑成型工艺条件99

6.2 常见注塑制品缺陷及产生原因100

6.2.1 短射100

6.2.2 气穴101

6.2.3 熔接痕和熔接线102

6.2.4 滞流102

6.2.5 飞边103

6.2.6 跑道效应103

6.2.7 过保压104

6.2.8 色差104

6.2.9 喷射105

6.2.10 不平衡流动105

6.3 注塑模CAE技术105

6.3.1 注塑模CAE的内容105

6.3.2 注塑模CAE技术的原则106

6.3.3 注塑成型模拟技术106

6.4 MoldFlow软件简介107

6.4.1 MoldFlow软件功能107

6.4.2 MoldFlow软件的作用109

6.5 MoldFlow分析实例109

第7章 冲压模具CAE技术121

7.1 概述121

7.1.1 CAE技术在冲压模具设计中所能解决的问题121

7.1.2 计算机仿真技术在冲压模具设计中的应用122

7.2 冲压成形过程模拟软件简介122

7.2.1 有限元法简介122

7.2.2 有限单元法分析过程概述123

7.2.3 常用软件介绍124

7.3 AutoForm冲压成形模拟实例126

7.3.1 AutoForm窗口介绍126

7.3.2 模拟过程127

第8章 模具CAD/CAM领域的新技术143

8.1 高速加工技术143

8.1.1 高速加工概述143

8.1.2 高速加工的定义144

8.1.3 高速加工中心的类型144

8.1.4 高速加工的特点145

8.1.5 高速加工的关键技术145

8.1.6 高速加工技术在模具行业的应用147

8.2 逆向工程技术148

8.2.1 逆向工程概述148

8.2.2 逆向技术的应用149

8.2.3 实物逆向的研究内容150

8.2.4 影像逆向技术153

8.2.5 逆向工程技术相关软件153

8.2.6 逆向工程技术的发展趋势153

8.3 快速成形技术154

8.3.1 RP技术的工作原理和特点154

8.3.2 RP技术在模具行业的应用155

8.3.3 常见的快速成形技术155

8.3.4 RP技术的展望158

8.4 虚拟制造技术158

8.4.1 虚拟制造和虚拟制造系统的基本概念158

8.4.2 虚拟制造技术的应用159

8.4.3 虚拟制造技术的展望159

参考文献1612100433B

《模具CAD/CAM/CAE》共分8章，第1章、第2章介绍模具CAD/CAM/CAE的基本理论，第3章介绍注射模CAD系统的技术、内容和使用方法，第4章介绍级进模CAD系统的技术、内容和使用方法，第5章介绍模具CAM的相关技术和使用方法，第6章介绍当前快速发展的注塑模具CAE的相关技术和使用方法，第7章介绍冲压模具CAE的相关技术和使用方法，第8章介绍了包括高速加工、逆向工程、快速成形、虚拟制造等模具CAD/CAM领域的新技术，使读者了解模具行业将来的发展方向。

基于本课程在高职高专机类专业知识、能力构成中的位置及本门技术的特点，本教材充分体现了理论内容“以必需、够用为度”的特点，突出应用能力和创新素质的培养。