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。