機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化專業(yè) 鑄造工藝設(shè)計(jì)中CADCAE及CAM一體化技術(shù)的應(yīng)用

鑄造工藝設(shè)計(jì)中CAD、CAE及CAM一體化技術(shù)的應(yīng)用摘要：鑄造企業(yè)在長期發(fā)展過程中對技術(shù)有了更高的要求，CAD、CAE及CAM作為鑄造在設(shè)計(jì)過程中的重要設(shè)計(jì)軟件，在生產(chǎn)過程中的廣泛應(yīng)用對提高鑄造產(chǎn)品的整體質(zhì)量有著良好的推動(dòng)作用。設(shè)計(jì)時(shí)鑄造企業(yè)產(chǎn)生生產(chǎn)的重要前提，要想產(chǎn)品在質(zhì)量上有所提升，需要鑄造生產(chǎn)企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)階層加強(qiáng)對前期設(shè)計(jì)的重視，為后期的鑄件生產(chǎn)奠定良好的基礎(chǔ)。本文將對鑄造工藝設(shè)計(jì)中CAD、CAE以及CAM所體現(xiàn)出的一體化主要內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)分析，并闡述CAD、CAE以及CAM在鑄造工藝設(shè)計(jì)中所呈現(xiàn)出一體化的主要方法，逐步提升鑄造工藝的整體設(shè)計(jì)水平，推動(dòng)我國鑄造行業(yè)的快速發(fā)展，為我國整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：鑄造工藝設(shè)計(jì)；CAD、CAE、CAM；一體化技術(shù)；應(yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，CAD、CAE以及CAM在我國諸多行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。工藝設(shè)計(jì)作為鑄造生產(chǎn)的重要組成部分，CAD、CAE以及CAM一體化技術(shù)在鑄造工藝中產(chǎn)生了良好的作用，為后期的鑄件生產(chǎn)提供了有效的參考。在我國鑄造行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)階段，在前期的設(shè)計(jì)階段對技術(shù)的要求越來越高，CAD、CAE以及CAM在設(shè)計(jì)過程中的廣泛應(yīng)用，使得鑄件在整體設(shè)計(jì)效率上得到了很大的提升1。設(shè)計(jì)人員通過計(jì)算機(jī)采用軟件的設(shè)計(jì)方式，針對鑄件生產(chǎn)的相關(guān)要求進(jìn)行科學(xué)化設(shè)計(jì)，能夠有效避免在設(shè)計(jì)過程中存在數(shù)據(jù)方面的錯(cuò)誤，從而提升鑄件的整體質(zhì)量，為我國鑄造行業(yè)的發(fā)展帶來了新的發(fā)展契機(jī)。一、鑄造工藝設(shè)計(jì)中CAD、CAE以及CAM一體化主要內(nèi)容CAD、CAE以及CAM隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的長期發(fā)展，被廣泛應(yīng)用于社會(huì)發(fā)展的各行各業(yè)，尤其在鑄造工藝的設(shè)計(jì)過程中產(chǎn)生了良好的效果2。鑄造產(chǎn)品在生產(chǎn)的前期階段，需要對形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，以及進(jìn)行模具的制作，CAD、CAE技術(shù)的應(yīng)用有效解決了鑄件產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的相應(yīng)問題，使得鑄造產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過程中所耗費(fèi)的時(shí)間大大縮短，符合現(xiàn)代鑄造產(chǎn)品生產(chǎn)的相關(guān)要求。（一）鑄造工藝設(shè)計(jì)中的CAD鑄造工藝設(shè)計(jì)中的CAD使用需要依靠計(jì)算機(jī)來進(jìn)行操作完成，是科學(xué)長期研究的重要成果，給整個(gè)設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展帶來了翻天覆地的變化，改變了以往的設(shè)計(jì)模式，無需用圖稿來進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)者通過電腦對CAD軟件進(jìn)行合理操作便能夠完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)全過程，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。CAD軟件在鑄造工藝設(shè)計(jì)過程中得到了廣泛的應(yīng)用，設(shè)計(jì)者通過軟件，針對鑄件產(chǎn)品本身的特點(diǎn)，首先進(jìn)行整體輪廓的構(gòu)建，然后通過軟件技術(shù)按照程序進(jìn)行鑄件的整體設(shè)計(jì)，為后期的鑄件生產(chǎn)提供精確的圖案參考3。在我國鑄造行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)階段，大部分設(shè)計(jì)者主要結(jié)合設(shè)計(jì)的相關(guān)依據(jù)開展設(shè)計(jì)工作，對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的總體水平受到了設(shè)計(jì)者自身專業(yè)能力的很大限制，在鑄件產(chǎn)品設(shè)計(jì)的總體水平上很難短時(shí)間內(nèi)得到有效的進(jìn)步。CAD設(shè)計(jì)軟件在鑄件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中受到了諸多因素的影響，給整個(gè)鑄造企業(yè)的發(fā)展帶了一定的阻礙性。因此，作為鑄件工藝設(shè)計(jì)人員，需要加強(qiáng)對自身專業(yè)技術(shù)建設(shè)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中結(jié)合產(chǎn)品的具體要求，發(fā)揮出自身設(shè)計(jì)的最佳狀態(tài)，為鑄造產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的圖稿，符合鑄造企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的實(shí)際需求4。（二）鑄造工藝優(yōu)化中的CAE在我國鑄造工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)階段，社會(huì)在發(fā)展的過程中對鑄件產(chǎn)品的質(zhì)量有了更高的要求，給鑄造企業(yè)的發(fā)展提出了難題，需要在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中引起足夠的重視。CAE軟件是科學(xué)長期發(fā)展的重要成果，在鑄造工藝設(shè)計(jì)的過程中得到了廣泛的應(yīng)用，很大程度上提高了鑄造產(chǎn)品設(shè)計(jì)的總體水平。CAE軟件能夠通過計(jì)算機(jī)，根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)的實(shí)際需求，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的計(jì)算，能夠?yàn)殍T件產(chǎn)品的生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)5。與此同時(shí)，在設(shè)計(jì)的前期階段，能夠通過CAE軟件對鑄造產(chǎn)品進(jìn)行模擬的制作過程，從而得出鑄造產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中最佳的溫度和冷卻的程度，合理掌握眾多的鑄造產(chǎn)品生產(chǎn)的參數(shù)，為鑄件的整個(gè)生產(chǎn)過程形成一個(gè)最佳的生產(chǎn)流程，確保鑄件產(chǎn)品在質(zhì)量上能夠達(dá)到社會(huì)發(fā)展的要求。在傳統(tǒng)的鑄件設(shè)計(jì)過程中，對相關(guān)的數(shù)據(jù)考慮的較為松散，很難全面考慮所有的因素，導(dǎo)致后期的鑄件產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。鑄造工藝在優(yōu)化后的CAE軟件，將科學(xué)性納入了鑄件產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中去，針對鑄件生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)過熱的現(xiàn)象以及冷卻的相關(guān)因素進(jìn)行合理掌握6。立足于實(shí)際生產(chǎn)的相關(guān)程序，針對每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，保證了鑄件在生產(chǎn)過程中在質(zhì)量上能夠達(dá)到國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。（三）鑄造工藝設(shè)計(jì)的模具CAMCAM軟件是科學(xué)長期研究的重要成果，在鑄造產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中得到了廣泛的應(yīng)用，科學(xué)化的設(shè)計(jì)方式使得鑄件產(chǎn)品在設(shè)計(jì)水平上得到了明顯的提升。CAM軟件是性質(zhì)上屬于三維實(shí)體的模具，利用先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)，對鑄造產(chǎn)品進(jìn)行模擬生產(chǎn)，能夠針對鑄造產(chǎn)品對形狀的相關(guān)需求，進(jìn)行準(zhǔn)確的規(guī)劃設(shè)計(jì)，不但在質(zhì)量上能夠滿足鑄件生產(chǎn)的相關(guān)需求，同時(shí)在美觀性上能夠得到明顯的提升7。CAM軟件的出現(xiàn)給整個(gè)鑄造行業(yè)的生產(chǎn)帶來了重大的變革，整體設(shè)計(jì)水平上升到了新的臺(tái)階，在設(shè)計(jì)的過程中便能夠呈現(xiàn)出鑄件產(chǎn)品的基本模型，避免在后期的生產(chǎn)過程中出現(xiàn)形狀差異性的問題，逐漸成為了鑄造行業(yè)在設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用的主要技術(shù)，很大程度上提高了鑄造產(chǎn)品設(shè)計(jì)的總體水平，推動(dòng)了我國鑄造行業(yè)的快速發(fā)展。二、CAD、CAE以及CAM在鑄造工藝設(shè)計(jì)中一體化的主要形式（一）CAD、CAE以及CAM一體化概念在以往的發(fā)展過程中，CAD、CAE以及CAM三者在鑄造產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中屬于獨(dú)立的個(gè)體，設(shè)計(jì)人員很難講三者融入在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中去。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，CAD、CAE以及CAM三者被鑄件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者進(jìn)行融合應(yīng)用，放在鑄件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，很大程度上提升了鑄件產(chǎn)品的整體設(shè)計(jì)效率，對我國鑄造行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了良好的促進(jìn)作用8。鑄造行業(yè)在發(fā)展過程中對技術(shù)的要求越來越高，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)很難滿足鑄造產(chǎn)品設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，CAD、CAE以及CAM一體化通過計(jì)算機(jī)的應(yīng)用發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了對鑄造產(chǎn)品科學(xué)設(shè)計(jì)的形式，產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員在開展設(shè)計(jì)的過程中，將CAD、CAE以及CAM一體化系統(tǒng)形式進(jìn)行融合，在設(shè)計(jì)的時(shí)間上得到了明顯的縮短，同時(shí)設(shè)計(jì)方案在水平上得到了很大程度上的提升，滿足了鑄件產(chǎn)品對設(shè)計(jì)的相關(guān)工藝要求。因此，在CAD、CAE以及CAM一體化形式的推動(dòng)下，由于鑄件產(chǎn)品在前期的設(shè)計(jì)方案水平的提升，為后期鑄件產(chǎn)品質(zhì)量的提高奠定了良好的基礎(chǔ)。（二）CAD、CAE以及CAM一體化主要技術(shù)形式CAD、CAE以及CAM一體化技術(shù)在我國的設(shè)計(jì)行業(yè)中的運(yùn)用有了一定的歷史，雖然給產(chǎn)品的設(shè)計(jì)總體水平帶來了一定程度上的提升，但在使用的整體效率上還需要進(jìn)一步提升9。作為鑄造企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)階層，要想在鑄件產(chǎn)品質(zhì)量上得到明顯的提高，需要投入資金引進(jìn)國外先進(jìn)的技術(shù)，對企業(yè)內(nèi)部設(shè)計(jì)人員進(jìn)行技術(shù)上的培訓(xùn)，從而達(dá)到良好的鑄件產(chǎn)品設(shè)計(jì)的總體效果。在先進(jìn)技術(shù)的影響下，采用一體化技術(shù)便能夠在較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行諸多鑄件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，雖然在前期資金投入較多，但能夠通過后期的生產(chǎn)效率提升達(dá)到良好的企業(yè)運(yùn)行效果。因此，設(shè)計(jì)者在進(jìn)行鑄件產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中需要結(jié)合產(chǎn)品的實(shí)際特點(diǎn)，確定軟件使用的具體形式，從而在整體設(shè)計(jì)效果上進(jìn)行提升，推動(dòng)我國鑄造行業(yè)的快速發(fā)展10。因此，作為鑄造產(chǎn)品的設(shè)計(jì)人員，需要在日常工作中加強(qiáng)自身專業(yè)建設(shè)，能夠在設(shè)計(jì)過程中熟練掌握設(shè)計(jì)技術(shù)，應(yīng)用到實(shí)際的鑄件產(chǎn)品設(shè)計(jì)中去，推動(dòng)整個(gè)鑄造行業(yè)的快速發(fā)展。結(jié)語：綜上所述，隨著鑄造行業(yè)的快速發(fā)展，對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案有了更高的要求，CAD、CAE以及CAM軟件作為科學(xué)長期發(fā)展的重要成果，通過計(jì)算機(jī)能夠在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中產(chǎn)生良好的效果。復(fù)雜性是鑄造產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過程中存在的重要特點(diǎn)，在鑄造行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)階段，設(shè)計(jì)者可以通過CAD、CAE以及CAM一體化的形式對鑄造產(chǎn)品進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，結(jié)合產(chǎn)品的主要特點(diǎn)和實(shí)際需求，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)對大量的鑄件進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，使得整個(gè)設(shè)計(jì)的效率得到了明顯的提升，為后期的鑄件生產(chǎn)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)，為產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了有效的參考，推動(dòng)了我國鑄造行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。因此，CAD、CAE以及CAM一體化在我國鑄造行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)過程中有著重要作用。參考文獻(xiàn)：1楊明.基于ZG340-640鑄鋼件的撥叉鑄件鑄造工藝CAD設(shè)計(jì)J.貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016,04:91-97.2湯建華,徐修筑,梁嬋.CAD/CAE/CAM一體化技術(shù)在稱重傳感器開發(fā)中的應(yīng)用J.衡器,2013,02:15-18.3李世嘉,凌愛林,龐爾楠.高職“鑄造CAD/CAE”課程教學(xué)改革與實(shí)踐J.機(jī)械職業(yè)教育,2013,07:33-34+46.4王敬艷.“模具CAD/CAE/CAM一體化技術(shù)”項(xiàng)目課程建設(shè)的研究與實(shí)踐J.教育與職業(yè),2013,27:142-143.5高雨茁,和是宇,陳金彪,高琨,常戎,劉曉.聚合物成型模具CAD/CAE/CAM一體化教學(xué)模式的研究J.山東化工,2015,02:116-117.6徐先宜,徐奇,王金剛,張振.鋁合金殼體件無?？焖勹T造工藝J.特種鑄造及有色合金,2015,08:796-799.7郭凌,焦瀾,孫敏.應(yīng)用CAD/CAE軟件提升鑄造專業(yè)學(xué)生的綜合能力J.包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2014,01:74-77.8張娟,張靖,施定威,王方,董曉丹.鑄造模具生產(chǎn)中CAD/CAM一體化技術(shù)的應(yīng)用J.現(xiàn)代鑄鐵,2012,01:77-79.9李理,張蓉,劉先蘭,劉吉兆,張文玉,曾立平.機(jī)械類材料成型與控制工程專業(yè)的CAD/CAE/CAM一體化培養(yǎng)方案的設(shè)計(jì)J.科教文匯(上旬刊),2012,05:66-67.10張光明,王澤忠,吳代建.基于CAD/CAE的鋁合金框架低壓鑄造工藝設(shè)計(jì)J/OL.熱加工工藝,2012(17).