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第1篇 模具CAD/CAM基础技术1

第1章 模具CAD/CAM概述1

1.1 CAD/CAE/CAM的基本概念1

目录1

1.2 模具CAD/CAE/CAM系统的硬件与软件组成2

1.2.1 硬件3

1.2.2 软件6

1.3 模具CAD/CAM系统的特点与关键技术8

1.4 模具CAD/CAM系统发展概况11

1.4.1 冲模CAD/CAM系统发展概况11

1.4.2 塑料注射模CAD系统发展概况13

1.5 模具CAD/CAM发展趋势14

2.1 数表和线图的程序化处理16

2.1.1 数表的程序化16

第2章 数据处理技术16

2.1.2 数表的公式化17

2.1.3 线图的程序化19

2.2 文件管理系统的应用20

2.2.1 数据文件的建立21

2.2.2 模具CAD/CAM系统模块间的数据传递21

2.3 数据库技术及其应用22

2.3.1 数据库系统的特点22

2.3.2 数据库管理系统23

2.3.3 数据库的数据模型23

2.3.4 工程数据库系统25

第3章 图形处理技术27

3.1 图形变换27

3.1.1 窗口-视区变换27

3.1.2 二维图形变换28

3.1.3 三维图形变换32

3.2 人-机交互技术35

3.2.1 用户界面的类型与设计36

3.2.2 常见交互技术38

3.3 参数化设计40

3.3.1 参数化模型40

3.3.2 参数驱动法41

3.3.3 变量几何法44

第4章 产品数据交换技术46

4.1 产品数据交换接口46

4.2 IGES标准47

4.3 STEP标准48

4.3.1 STEP标准的特点49

4.3.2 STEP标准的组成50

4.3.3 STEP标准的应用53

第5章 产品零件造型55

5.1 线框造型55

5.2 表面造型56

5.3 实体造型57

5.3.1 基本概念57

5.3.2 形体的表示模式59

5.4 特征造型63

5.4.1 特征的定义64

5.4.2 特征的分类64

5.4.3 特征造型系统实现模式65

5.4.4 基于特征的参数化造型系统65

5.5 特征造型系统基本功能介绍67

5.5.1 基于特征的建模方法67

5.5.2 特征种类及其生成方法67

5.5.3 特征操作75

5.5.4 设计变量管理78

5.5.5 特征管理78

6.1.1 装配模型的表示80

第6章 装配造型80

6.1 装配造型基本理论80

6.1.2 装配约束82

6.2 装配造型的一般方法86

6.2.1 自底向上的设计87

6.2.2 自顶向下的设计89

6.3 装配模型的简化表达91

6.4 装配工程图93

6.4.1 装配工程图的建立94

6.4.2 装配爆炸视图94

6.4.3 装配明细表95

6.4.4 轴测图的局部剖切96

第2篇 模具CAD97

第7章 模具CAD概述97

7.1 模具CAD系统的类型97

7.2.1 组成结构98

7.2 模具CAD系统的组成结构与关键技术98

7.2.2 模具CAD系统的关键技术99

7.3 模具CAD系统的开发过程100

第8章 冲裁模CAD系统104

8.1 冲裁模设计内容104

8.1.1 冲裁工艺分析计算104

8.1.2 冲裁模结构设计107

8.2 冲裁模CAD/CAM系统的组成和功能实现108

8.2.1 冲裁模CAD/CAM系统的组成108

8.2.2 冲裁工艺CAD方法110

8.2.3 冲裁模结构CAD113

第9章 级进模CAD系统119

9.1 级进模的设计内容119

9.1.1 级进模工艺设计119

9.1.2 级进模结构设计121

9.2.1 级进模CAD系统的功能122

9.2 级进模CAD系统的组成122

9.2.2 级进模CAD系统的组成结构123

9.3 级进模CAD系统的实现技术123

9.3.1 级进模CAD系统（HMJC）整体结构124

9.3.2 冲压产品构型124

9.3.3 级进模条料排样设计127

9.3.4 级进模模具结构与零件CAD129

9.3.5 级进模CAD（HMJC）系统使用实例131

9.4 级进模CAD设计软件——UG/PDW简介136

第10章 覆盖件模具CAD系统145

10.1 覆盖件模具的设计内容145

10.1.1 冲压工艺设计145

10.1.2 模具结构设计148

10.2.1 集成的覆盖件模具CAD/CAM系统结构150

10.2 覆盖件模具CAD/CAM系统结构与实现150

10.2.2 冲压工艺CAPP151

10.2.3 基于特征的冲压工序详细设计155

10.2.4 覆盖件模具结构设计157

第11章 塑料注射模CAD的开发与应用160

11.1 注射模CAD概述160

11.1.1 注射模设计制造的特点160

11.1.2 注射模CAD的主要内容及设计流程160

11.1.3 注射模CAD技术的国内外发展状况162

11.1.4 注射模CAD技术的发展趋势163

11.2 注射模CAD软件开发的技术基础164

11.3 注射模成形零部件的设计166

11.4 标准模架的建库与选用169

11.4.1 装配模型的定义169

11.4.2 标准模架装配模型的建立169

11.5 典型结构与零件设计175

11.4.3 标准模架装配模型的管理与调用175

11.6 模具工作过程运动仿真180

11.6.1 注射模运动的特点180

11.6.2 模具运动模拟的方法181

11.6.3 干涉检验的原理182

11.6.4 干涉冲突的原因及解决途径183

11.7 结构零件强度与刚度校核183

11.7.1 校核准则183

11.7.2 计算方法183

11.8 注射模CAD开发与应用实例186

11.8.1 二维CAD系统186

11.8.2 三维CAD系统187

11.8.3 Moldwizard应用实例190

12.1 有限元法的原理及实施步骤197

12.1.1 有限元法简介197

第12章 有限元法基础197

第3篇 模具CAE197

12.1.2 塑性成形问题的力学模型198

12.1.3 有限元分析的实施步骤202

12.2 有限元分析的一些基本概念205

12.2.1 线性分析与非线性分析205

12.2.2 静力分析与动力分析208

12.2.3 隐式算法与显式算法208

12.2.4 增量法与一步法209

第13章 塑性成形过程的有限元模拟211

13.1 几何建模与网格剖分211

13.1.1 几何模型的建立211

13.1.2 网格剖分方法212

13.2 单元类型的选择212

13.2.1 平面单元212

13.2.2 体单元213

13.2.3 板壳单元215

13.3 材料模型的选择217

13.3.1 弹塑性、刚塑性与黏塑性217

13.3.2 温度相关性221

13.4 模具与边界条件的定义221

13.4.1 模具的模型221

13.4.2 边界条件与接触处理222

13.5 其他问题224

13.5.1 多工序分析224

13.5.2 多物理场耦合分析224

13.5.3 成形缺陷的预测224

13.6 模拟结果的处理和可视化225

13.6.1 后置处理的一般概念225

13.6.2 塑性成形模拟结果的可视化226

14.1.1 冲压成形过程模拟软件简介227

14.1 冲压成形过程的模拟227

第14章 塑性成形模拟技术的应用227

14.1.2 冲压成形模拟实例228

14.2 体积成形过程的模拟233

14.2.1 体积成形模拟软件简介233

14.2.2 体积成形模拟实例235

14.3 应用注意事项236

第15章 塑料注射模CAE系统的开发与应用240

15.1 注射模CAE概述240

15.1.1 注射模CAE的概念240

15.1.2 注射模CAE的发展概况240

15.2 充模过程的数值模拟241

15.2.1 充模过程的数学描述241

15.2.2 塑料熔体的黏度模型242

15.2.3 压力场的计算243

15.2.4 熔体流动前沿位置的确定243

15.2.5 温度场数值求解244

15.2.6 数值计算过程245

15.3 保压过程模拟246

15.3.1 保压模拟的重要性246

15.3.2 保压过程的数学模型246

15.3.3 保压模拟数值计算过程248

15.4 冷却过程模拟249

15.4.1 二维冷却分析249

15.4.2 三维冷却分析251

15.5 注射成形模拟技术新进展253

15.6 注射模CAE技术的应用256

15.6.1 充模流动模拟软件的数据准备257

15.6.2 注射压力257

15.6.3 充填模式258

15.6.4 熔接缝与气穴261

15.6.5 流道设计与平衡262

15.6.6 冷却模拟软件的应用264

第4篇 模具CAM267

第16章 数控编程基础267

16.1 数控加工基础知识267

16.1.1 数控加工的特点267

16.1.2 常用数控机床及其功能特点268

16.1.3 数控加工工艺基础269

16.2 数控加工程序的编制278

16.2.1 数控编程的内容和步骤278

16.2.2 数控程序（铣削）编制方法284

16.2.3 自动编程语言介绍287

第17章 MasteCAM在模具CAM中的应用293

17.1 MasterCAM 8.0 CAM功能介绍293

17.1.1 常用的加工方法293

17.1.2 刀具轨迹的设置及管理295

17.2.1 工件轮廓的定义及参数设置297

17.2 2D或3D模具零件的外形铣削297

17.2.2 带斜面的工件外形铣削实例299

17.3 型腔零件的加工301

17.3.1 型腔加工工艺特点及工艺规划301

17.3.2 参数设定要点301

17.3.3 加工实例303

17.4 曲面类零件的加工304

17.4.1 曲面模具零件的工艺特点304

17.4.2 粗、精加工的方法选择及参数设置要点304

17.4.3 加工实例306

第18章 UniGraphics（UG）在模具CAM中的应用308

18.1 UG的CAM功能介绍308

18.1.1 UG软件功能综述308

18.1.2 UG加工模块综述308

18.1.3 刀具轨迹的管理311

18.1.4 UG铣削加工方法介绍312

18.2 Planar Milling314

18.2.1 BOUNDARY定义314

18.2.2 主要参数的设定314

18.2.3 走刀轨迹的选择315

18.2.4 应用实例315

18.3 Cavity Milling316

18.3.1 加工要素定义316

18.3.2 参数介绍316

18.3.3 加工实例317

18.4 Fixed Contour318

18.4.1 加工要素定义318

18.4.2 参数设定要点318

18.4.3 加工实例319

附录A 演示光盘的使用介绍320

参考文献321