基于CAD/CAE/CAM技术的高铁座椅扶手上盖件模具设计与制造

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摘 要：模具cad/cae/cam是一项重要的模具先进制造技术。借助于该技术，使塑料制品的模型设计、模具结构设计、模具结构分析及优化、成型工艺的设计和加工都以3D数据为基础，实现数据共享，不仅极大地提高了设计制造的效率，也保证了质量，降低了成本。

关键词：CAD/CAE/CAM；模具设计；上盖件

随着计算机技术的发展，模具CAD/CAE/CAM技术在模具行业的广泛应用，改变了传统的模具设计与制作方式，其优越性主要表现在模具质量得到提高，与传统模具制作方式相比，设计人员利用CAD软件与系统内部整理的有关技术知识，对产品进行总体的设计，绘图分析，使设计更加准确，CAE技术的运用，能极大的优化模具结构，通过CAM技术可自动生成刀轨，增加模具尺寸精度与表面粗糙度。除此之外，此项技术的应用，能大大缩短一套模具的生产周期，对于企业来讲，在模具质量相同的情况下，能在短时间内完成模具制造，就会更加具备市场竞争力。文章选取高铁座椅扶手上盖件为例介绍CAD/CAE/CAM在模具设计与制造中的应用。

1 塑件工艺分析

如图1所示，高铁座椅扶手上盖件形状细长，壁薄，表面光滑，生产批量较大，材料选用ABS塑料，要求上盖件表面粗糙度为Ra0.8，塑件尺寸精度等级选用4级，塑件平均壁厚2.4mm，内部设有加强筋，以保证产品的结构和强度要求。

2 塑件CAE分析

Moldflow仿真软件具有注塑成型仿真工具，能够验证和优化塑料零件、注塑模具和注塑成型过程。

采用Moldflow模流软件，对上盖件产品成型进行模流分析，比较塑件在充模、冷却和翘曲等方面的差异，选择较佳的方案。模型布局采用一模两腔，浇口形式采用侧浇口，浇口位置采用两种方案，如图2所示。

图8显示为产品翘曲分析，图中为变形放大3倍分析结果，两个方案变形较小，符合要求。

综上所述，采用方案2更合理。

3 塑件模具CAD设计

根据CAE分析方案，利用NX软件的注塑模设计向导，模型布局采用一模两腔，单分型面的模具结构；浇注系统为侧浇口进料；脱模复位机构采用顶杆和复位杆组成；选用4根冷却水管均布在型芯和型腔上；导向装置采用标准模架上的导柱和导套，图9为产品模具结构图。

4 成型零件的CAM编程

利用NX CAM模块对成型零件进行编程，经后处理后可自动生成NC代码，将NC代码输入数控机床可完成成型零件的加工。图10为定模仁CAM编程刀路图，图11为后处理程序。

5 结束语

文章通过采用模具的CAD/CAE/CAM技术，有效的提高了高铁座椅扶手上盖件模具设计、制造的水平，避免了在设计和加工过程中的失误，提高了塑料产品的质量和生产效率，提升了企业的市场竞争力。

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作者简介：季业益（1980-），男，江苏南通，讲师，硕士，苏州工业职业技术学院，从事模具CAD/CAM方向研究。