CAD/CAM软件在电工电器上地运用

   

 CAD/CAM软件在电工电器上的应用

　　　　　　　　　　Cimatron China 技术总监 栾合俊

                 

 

近年来随着CNC机床、刀具等硬件的迅速发展，以及CAD/CAM软件的发展，给制造业发生了根本性的变革。真正实现了信息化、数字化的生产、制造模式。而且这种趋势正在日新月异地的向更高阶段迈进。本文就CAD/CAM软件在电工电器行业的应用进行阐述。

严格意义上讲，产品、制造工具两者的发展关系是密不可分的。CNC机床，CAD/CAM软件技术在不断发展，为设计、制造领域提供优秀的解决方案，缩短设计、制造时间，提高生产效率，是新产品更快的投放市场；同时大大提高产品的加工精度，从而提高产品质量，提高产品的附加值和客户满意度。从另一个角度讲，人们对产品高质量高效率的需求也促进了软、硬件工具的不断发展。软件商、机床商为可满足用户、市场的需要，不断改进设计、生产工艺，提高软件的开发效率。

在高质量、大规模的电工、电器行业在生产过程中，从设计到制造，CAD/CAM软件都起到非常重要的作用。我们知道，电工、电器产品除了数学模型设计，还需要大量的模具设计、制造，电极设计、制造。
这就要求软件在CAD造型，模具设计、电极设计以及数控编程都有很强的功能才行。目前市面上同类软件很多，各有特点。本文重点结合以色列Cimatron公司开发的CimatronE软件来阐述如何高效的利用CAD/CAM软件进行电工电器产品的设计、制造。
如图所示，CimatronE提出从数据到产品的整体过程解决方案：

整个设计、制造过程中，无论是零件的设计、修改，还是分模、电极设计以及零件的加工，真正实现了以模具设计为中心的并行工程。这样大大提高了产品、模具的设计效率。强大的快速分模功能，以数学模型为基础自动高效地的生成模具的型芯、型腔以及侧滑块、嵌件等。电工、电器大部分零件的结构较为复杂，涉及到很多复杂的曲面，如果不通过快速分模自动生成模具的型面，不仅花费大量的设计时间，而且在产品的精度上也很满足实际要求。

如图所示，是电冰箱上的一个零件，采用快速分模功能，从分模线、分模面到型芯、型腔及侧滑块的生成只需要几分钟时间。

数学模型

快速分模

电极设计：电工电器产品的模具型面上有很多深窄槽，是CNC机床难以加工的部位，有时这样的区域很多，这就需要大量的电极，通过电火花机来实现，此时电极设计就显得尤为重要。象CimatronE这样的高端CAD/CAM软件提供了强大的电极设计、加工功能。从模具表面自动提取电极、自动生成电极加工报告、自动生成满足不通火花机需要的电加工代码，减少了手工拆电极、手工编写电加工代码的烦琐工作，与传统的电极设计、电加工相比，提高效率十倍甚至几十倍。

 

电极设计

模具设计：CimatronE为塑料模具提供了标准的模架库，在三维模具设计中方便快捷地选取标准模架，实现模具的自动装配。同时在模具的冷却道、顶出机构的设计过程中也实现了半自动化，大大提高了模具设计效率。

一模多腔模具设计

模具加工：随着CAD/CAM软件在制造领域的普遍应用，使得模具的加工效率、质量有了质的改变。近年来CNC机床技术有了突飞猛进的发展，高速加工技术被广泛应用；多轴加工也越来越多地应用于模具加工领域，解决了深腔模具加工的难度，同时减少了电极的用量。CimatronE软件在加工上有其独到之处：提供了粗加工、半精加工、精加工及清根的全部加工工艺；提供了从2轴到5轴的加工策略；具有强大的高速加工功能。

如图所示，是个模具零件的完成加工过程：

  粗加工            半精加工

精加工         自动清根

在整个数控编程过程中，运用了软件在编程中的特色：刀具自动干涉检查，刀具过切保护，均衡载荷等，在软件环境下充分保证了加工过程的安全性。精加工中使用了高速加工策略，不但提高加工效率，而且提高表面质量。同时，由于高速加工过程是淬火后加工，既减少传统的淬火前加工的变形又尽可能地减少钳工量，从整体的模具加工过程看也大大缩短加工时间。

从以上过程看，整个模具设计、制造过程一气呵成。而且在采用并行工程的工作模式，围绕模具设计，并行的进行电极设计、加工，模具零件的设计加工。在加工的同时，模具结构在计算机环境下已经确定，一旦加工任务完成，模具制造的全过程基本宣告结束。这样一套中等复杂的模具在十五天内顺利完成。

综上，在电工、电器行业，只要充分利用机床、刀具等硬件工具以及先进的软件工具，会保证高质量的产品在非常短的时间内投放市场，抢占先机。所有这一切都得益于CNC机床，高质量的刀具，优秀的软件以及可靠的信息。可见，CNC机床，CAD/CAM软件在制造业信息化、数字化中起着举足轻重的作用。

随着国内外在制造业的投入，CNC机床逐渐向高速度、高精度、高可靠性方向发展，CAD/CAM软件不断向智能化、人性化发展。必将更好地为制造业服务，从而使更高质量的产品更快的投放市场，为人们的生产、生活带来更大的便利。