摘 要：模具生产已经成为了工业生产中最主要的形式，CAD/CAM技术在模具生产中的应用对改善产品质量，提高生产效率和生产力具有十分重要的作用。本文将对基于CAD/CAM模具设计与制造进行深入的研究。
关键词：CAD；CAM；模具设计与制造
模具是工业生产的基础工艺装备，模具工业在社会主义现代化建设中占据着十分重要的地位，制造业中60%～80%的零部件均需要依靠模具成型。现代社会，模具生产技术水平的高低是衡量一个国家制造业水平的重要依据。近年来，我国科学技术发展迅速，模具技术较之于过去有了明显的提高，特别是CAD/CAM技术在模具设计与制造中的应用大大提高了产品质量、生产效率和生产力，对促进我国经济社会的健康发展起到了十分关键的作用。
一、CAD/CAM概述
CAD（Computer Aided Design）计算机辅助设计，是一款具有强大功能的绘图软件，在汽车制造、航空航天、建筑、电子工业等领域得到了广泛应用。CAD软件在模具设计与制造中应用主要是零件的建模与图形绘制。CAM （computer Aided Manufacturing）计算机辅助制造是将计算机应用于制造生产过程的系统，主要包括计算机数控和计算机辅助过程设计。CAM的组成部分主要有硬件和软件，数控机床、输送装置、储存装置等均属于硬件部分，数据库、计算机辅助作业计划编制与调度、计算机辅助工艺过程设计等均属于软件部分。CAM在模具设计与制造中的应用主要是实现零件的加工。近年来，随着计算机技术的迅速发展，市场上涌现出了形形色色的CAD/CAM软件，比较有代表性的是美国PTC公司推出的PRO/E软件，该软件的功能异常强大，可以进行零部件设计、模具设计、产品数据库管理等多项工作，已经被广泛运用于工业设计、机械生产等诸多领域。同样是由美国推出的Mastercam软件在加工领域优势十分明显，既可以對刀位的轨迹进行编程和校验，又能对切削加工的过程进行仿真，由于该款软件主要针对数控加工，所以其零件的设计造型功能不如PRO/E。在未来的发展中，如果能够将Mastercam和PRO/E结合起来使用将会对模具的设计与制造产生十分积极的影响，当然，二者在实践中的关键技术仍然需要进行深入的探讨。
二、CAD/CAM模具设计与制造的研究背景
模具是影响制造业产品质量、效益的重要因素，对企业生产空间的拓展及经济效益的提高具有十分积极的意义。随着经济全球化速度的逐步加快，通过振兴模具工业来改善我国制造业长期处于产业链中低端的不利局面已经成为了所有从业者努力的重要方向。在过去，模具的设计与制造主要依靠技术人员的经验和技巧，存在着诸多的弊端，比如，技术含量低，加工质量差，生产周期长，更新换代慢，工艺参数不稳定等等，这些问题严重制约着我国模具工业的健康发展。近年来，随着计算机技术的不断进步，其在模具设计与制造中的应用也越来越广泛，最为典型的便是CAD/CAM技术。经过实践发现，在模具设计与制造中引入CAD和CAM技术可以缩短设计周期，提高制造精度和产品质量，对我国制造业的全面提升具有十分深远的影响。
三、CAD/CAM在模具设计与制造中的应用
（一）CAM在模具设计与制造中关键技术
CAM在模具设计与制造中的关键技术主要有三点，其一，尽量用二维代替三维。大多数机床在三维曲面或实体加工中使用直线补插的方式，而二维轨迹的速度与精度要高于三维，因此，CAM在模具加工时用二维技术更为合适。其二，要充分考虑到工艺对模具产品造型的特殊需求。在模具的实际加工过程中，由于要考虑到加工工艺的情况，实际的造型往往会与设计造型有所区别，比如用于三轴加工的造型。其三，合理使用混合模型。混合模型主要是在设计造型和加工造型中使用。在设计造型中主要表现为实体和曲面的混合，而线框和曲面的混合则较为少见。加工造型则可以是实体、曲面及二维线框的任意混合使用。
（二）大量的三维技术应用到模具的设计中
在进行模具设计与制造过程中需要考虑到多种因素，比如产品的审美价值、生产数量、生产成本、产品材料等等，如果仅靠传统的模具设计技术很难在设计过程中将这些因素综合起来，而在设计过程中引入三维技术不但可以很轻松的解决这些难题，还能为设计人员提供更多的选择，为后期模具设计与制造工作打下了良好的基础。
（三）远程技术在模具制造与设计中的应用
在模具设计与制造中应用CAD/CAM软件时，由于各个软件在数据之间不能进行及时的切换，必须要利用远程技术对数据进行集成才能确保CAD/CAM在模具设计与制造中充分发挥其作用。随着时代的不断发展，旧有的CAD/CAM集成已经无法满足现代模具的设计与制造需要，在此背景下，高端集成应用应运而生，成为了当代模具设计与制造不可或缺的重要因素。
四、CAM的加工方法
CAM在模具设计与制造中的加工方法主要有粗加工、精加工、知识加工和铣槽加工。
（一）粗加工
所谓粗加工是指CAM在模具设计与制造环节担任加工型腔的重任，具体的操作流程是根据模型对选择好的轴进行粗加工，该环节不需要对细节进行过多的处理，只要合理选择加工模式并实现初级加工即可。
（二）精加工
精加工是在粗加工的基础上进行的，粗加工完成后要马上进行精加工，精加工的要点如下：通过曲面加工使模具变得更加的光滑，这一过程需要依据模具的等高线来进行加工；在粗加工的基础上修正不均匀区域，该操作过称需要使用扫描线。总之，利用等高线和扫面线可以使模具的设计与制造过程更加完善。
（三）知识加工
知识加工主要包括两点：生成模板和应用模板。生成模板的主要功能是将前期加工过程中形成的各个流程进行准确的记录，其中包括对各项参数的记录。应用模板的主要功能是根据生成模板记录的流程和参数进行模具的设计与制造。
（四）铣槽加工
模具中需要加工的槽主要有直槽、环形槽、2D槽和3D槽。铣槽的加工方法主要有扫描式铣槽和曲线式铣槽。
扫描式铣槽：该加工方式利用扫面线的方式生成铣槽轨迹，主要适用于凹模、凸模及多个实体部位的加工。
曲线式铣槽：该加工方式的适合部位与扫描式铣槽相同，不同之处在于铣槽轨迹的生成用的是3D曲线。
五、结语
综上所述，CAM/CAD技术在模具设计与生产中的应用已经成为了行业的主流发展趋势，可节约模具设计与制造成本，提高产品质量，缩短产品生产周期，从总体上提高制造业的生产效率和生产力。随着我国科学技术和信息化技术的不断进步，在模具设计与制造过程中将会融入更多先进的技术，这对推动我国社会生产的跨越式发展起到了关键性的作用。
参考文献：
[1]任天娟.基于CAD/CAE/CAM一体化技术的注塑模具设计制造研究[D].长安大学，2016.
[2]刘金刚.CAD/CAM在高精密复杂模具设计与制造中的应用[J].中国高新技术企业，2015，（27）：61-62.
[3]田伟.基于CAD/CAM模具设计与制造的研究[J].化工管理，2015，（14）：30.
[4]陈江虎.CAD/CAM在高精密模具设计与制造中的应用[J].中国高新技术企业，2014，（19）：44-46.
[5]狄远德，徐家连.CAD/CAM在模具设计与加工中的关键技术[J].西安科技大学学报，2014，34（01）：115-118.
[6]郑兴睿.CAD/CAM在高精密复杂模具设计与制造中的应用[D].昆明理工大学，2013.
[7]任玉珠.基于CAD/CAM模具设计与制造的研究[J].制造业自动化，2011，33（10）：17-20.
[8]石从继，黄海.基于CAD/CAM的电话筒模具设计与制造[J].制造业自动化，2010，32（09）：95-97.