CAD/CAM技术在数码相机面壳模具中的应用

    0 引言

    模具CAD/CAM借助计算机对模具结构、模具组装、加工工艺、注塑液体在模具中的流动情况及模具工作过程中的温度分析等进行反复修改和优化，将问题发现于正式生产前，大大缩短模具设计开发时间，提高模具加工精度，节约经济成本。

    本文利用Pro/E软件的CAD功能和MasterCAM的CAM功能，对结构比较复杂的数码相机面壳模具进行研究，其中包括以下2个方面：

    1）利用CAD 对模具进行设计与分析；

    2）利用CAM对模具凸凹模进行加工模拟仿真及制造。

    1 模具设计的基本流程

    Pro/E模具设计（Mold Design）的基本流程，如图 1所示。

    由图1的流程，可以大略将模具设计分成下列几个部分：

    1.1 产品三维造型(Design Model)

    首先，明确设计与加工任务，本文以数码相机面壳为对象，对数码相机面壳进行模具设计及对其凹模进行模拟加工，零件图如下：

    1.2 模具设计(Mold Design)

    将零件成品或参考零件(ReferencePart)与事先建立好的毛坯(Workpiece)组装在一起，面壳与毛坯组装方式如图3所示。

    1.2.1 模型检验(Model Check)

    拆模之前，先根据材质检验模型的厚度（Thickness Check），即检测零件的厚度是否存在过大或过小的现象；然后检验拔模角（Draft Check），即检测是否有倒勾现象（Undercut）、拔模角的数值是否合理。检验的目的是确认模具的正确出模、零件成品的品质及拔模角是否符合要求，以便修改。模型零件检测效果，如图4所示。

    1.2.2 设计分模面(Parting Surface)

    建立一个特征曲面作为毛坯分割(Spilt)的参考，称为分模面，通过Copy、Extend、Shading所得分模面，如图5所示。

    1.2.3 模具设计成品(Mold Design Main Part)

    利用分模面可将模具装配中的毛坯(Workpiece)分割成两块，即凸模(punch block)和凹模(cavity die)。其包括两步：

    1）Mold Volume：以分模面拆出型腔、型芯体积。由Pro/E系统进行自动拆模。

    2）由凸模型腔及凹模型腔生成型腔Mold Comp—Extract，这时，隐藏分模面及参考模型、坯料便于以后开模。

    2 数控仿真加工流程

    MasterCAM是国际上通用的最先进的计算机制造软件之一，在MasterCAM环境下进行计算机动态模拟仿真加工可以显示走刀路径，并可及时修改，不仅可以减少在机床上编程和空行程的辅助时间，也提高了复杂曲面的加工精度。对数码相机面壳模具的加工需要经过粗加工，精加工及残料加工，具体流程如下：