模具行业新软件功能解读
2012-03-05 机电在线
近二十年来，模具CAD/CAM/CAE技术飞速发展，成为缩短模具设计与制造周期、降低生产成本和提高产品质量、改造传统模具生产方式的系统工程。它以计算机软件的形式，为企业提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员借助于计算机对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化。
国内模具CAD/CAM技术状况
由于模具属于单件小批量生产，产品质量要求高，加工时间长等特点，使得模具制造行业成为最早使用三维软件的行业之一。同时，模具加工领域也离不开CAM软件。深圳市模具技术学会专家委员罗百辉认为，CAD/CAM技术能使工程师借助于计算机对产品结构、成型工艺、数控加工及成本等进行设计和优化，可以有效提高模具设计和制造的水平和质量，缩短模具的开发和设计周期。与模具行业的快速增长相对应的是，模具行业CAD/CAM/CAE市场竞争也日益激烈。目前，CAM软件的竞争主要在加工效率与加工质量方面，随着加工手段的多样化和数控设备的快速发展，对CAM软件的应用范畴也提出了新的要求。CAD/CAM/CAE与模具加工形成了相互促进的局面。
近年来，我国模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到1～2μm，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra≦1.5μm的精冲模，大尺寸（Φ≧300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。
我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精冲模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。20世纪90年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术。国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖件模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显着效益。1997年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产。
21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术。其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。
模具CAD/CAM技术能显着缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在“八五”、“九五”期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统。如美国EDS的UG，美国ParametricTechnology公司的Pro/Engineer，美国CV公司的CADS5，英国DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E，以色列公司的Cimatron，还引进了AutoCAD、CATIA等软件及法国Marta-Daravision公司用于汽车及覆盖件模具的Euclid-IS等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了CAD/CAM技术。DL图的设计和模具结构图的设计均已实现二维CAD，多数企业已经向三维过渡，总图生产逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。
在冲压成型CAE软件方面，除了引进的软件外，华中科技大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在生产实践中得到成功应用，产生了良好的效益。
快速原型（RP）与传统的快速经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖件模具，解决了原来低熔点合金模具*样件浇铸模具，模具精度低、制件精度低，样件制作难等问题，实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造，并且保证了制件的精度，为汽车行业新车型的开发、车身快速试制提供了覆盖件制作的保证，它标志着RPM应用于汽车车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。
围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造，近年来也涌现出一些新的快速成型方法，例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。
模具行业新软件功能解读
分析业界主流CAD/CAM软件厂商以及PLM供应商，能看到许多模具行业解决方案。多个软件的新版本中针对模具行业新增了很多功能。
法国Missler软件公司的TopSolid软件是一款高度集成的CAD/CAM/ERP软件，包含了产品设计、二维工程图、加工、工艺、管理等一系列模块，并且这些模块之间能够实现完全无缝的集成。TopSolid有注塑模具模块TopSolid''Mold和冲压模具模块TopSolid''Progress。TopSolid''Mold 2008版本细化了分模及分模检查功能，并可直接将模具产品导入到MoldFlow进行模流分析，充分保障用户模具设计的可行性与合理性。深圳市模具技术学会专家委员罗百辉评价TopSolid''Progress 为级进模具的协同设计提供了全新的设计手段。用户可以通过新的"调入模具"命令，调入另一个模具文件中需要的部分，并在此基础上进行接下来的设计工作。同时，TopSolid''Progress 进一步加深与AutoForm的集成，并在专业功能有很多改进。
以色列SolidCAM公司发布SolidCAM中文版，其中车铣复合与铣车复合功能的应用细分、车/铣复合机床仿真、HSS高速曲面加工、叶轮五轴加工专项模块、三坐标检测自动编程软件CMM，所有这些功能的增加都将极大提高使用者的行业竞争力。巩固了该软件在产品加工和模具制造领域的领先地位。
西门子PLM发布的NX6中，加强模具设计与Teamcenter之间的集成。同时，在协同设计、概念设计、镶块设计、分析验证等方面均有不少改进。其中，镶块设计是NX 6提供的模具设计工具，可把镶块体迅速拆分为子镶块，并且自动添加镶块固定脚。需要说明的是，西门子PLM利用NX强大的CAD/CAE/CAM功能，以Teamcenter数据管理平台为依托，对模具产品开发周期的数据和流程进行管理，为企业提供了模具工艺规划、可成形性分析、模具设计和校验以及模具制造全面的数字化解决方案，这种一体化的解决方案有利于最大限度提高模具生产周期。
Cimatron公司的完整解决方案可实现从模具报价准备到模具设计与制造的整个制造过程。2008年4月，Cimatron正式推出CimatronE8.5版本。该版本解决了冲压模设计过程中最具挑战性的任务创建过渡的展平平面，并在平面上进行展平操作。同时，CimatronE8.5把CADENAS目录部分加入到模架库，并增加了许多新的标准件，大大缩短模具设计周期。
Delcam PowerMILL9新增3D曲线加工功能使得加工冲压切边模更加便捷。支持的典型数据是3D曲线，而不再借助曲面或者实体。曲面投影精加工策略实现螺旋加工，5轴旋转轴运动光顺，可提高所有五轴加工策略的加工质量。此外，Delcam 的另一款产品ArtCAM 软件产品系列则是专门针对复杂立体三维浮雕设计和模具造币设计与加工CAD/CAM软件解决方案，其应用面扩展到了传统制造业之外。
PTC针对模具行业推出"快速报价解决方案"，主要立足于模具行业，从整体解决方案的角度，帮助模具企业建立标准化、程序化、规范化的报价流程，在快速且准确地回应询价的基础上，保证其利润空间。
TD Tooling是模具CAD/CAM市场的新进入者。北京艾克斯特与think3公司合作推出TD系列产品，其第一个行业解决方案TD Tooling就是针对工模具行业的。TD Tooling独创的全局形状建模技术（GSM）以及区域建模技术，允许用户对复杂的模型进行实时的修改。TD Tooling还提供常用的3D组件库、广泛的数据转换接口、与TD PLM完全集成。
据悉，山大华天、中创软件于2008年5月引进日本UEL技术，三方将共同研发具有自主知识产权的三维CAD/CAM软件系统。在其即将推出的CAD/CAM软件系统中也将提供模具设计与制造的特有功能，相信该软件也会在2009年的模具行业大展拳脚。
另外，随着数控技术在我国迅猛发展，传统的试切工作流程已经不能适应现在数控技术要求，当模具企业除了采取CAD/CAM技术加快模具设计及制造周期外，数控代码验证、仿真与优化功能还将进一步缩短模具生产周期，CGTech公司的VERICUT软件就是一款不错的软件产品。
综上所述，模具行业因设计、制造的特殊性，对信息化技术提出了个性化需求，CAD/CAM与模具加工己形成了相互促进的局面。模具行业的高增长和对信息技术的高需求似乎成为了CAD/CAM厂商和PLM厂商的必争之地。深圳市模具技术学会专家委员罗百辉预测，模具行业CAD/CAM市场的争夺战将更加激烈。