选择CAD软件进行三维模具设计

设计的主要方法是实体造型和表面造型。曲面造型是CAD最早的形式。它是基于通过拉、弯、扭和拉伸来塑造表面，直到创建所需的形状。这些表面可以连接在一起以包围一个体积，因此代表完整的对象。实体建模主要基于标准几何形状，可以以各种方式组合，主要是从减法、加法和交的布尔运算发展而来。当实体建模器在20年前首次被引入时，它的优势是更容易学习和使用，但在创建复杂形状时，它们缺乏表面建模器的灵活性。从那时起，表面建模器的开发人员使他们的系统更容易使用，而实体建模器的供应商增加了更灵活的建模工具。因此，这两种类型的系统之间的区别现在已经不那么明显了。

芯腔设计

对于模具设计的第一阶段，即芯和型腔的创造，表面造型师仍然比实体造型师有两个普遍的优势。首先，他们往往对低质量的数据更加宽容。这两种程序都提供了修复问题的方法，如修整不良的表面或重叠的边缘，这些问题可能是由于缺乏经验的产品设计师或不准确的数据翻译造成的。然而，表面建模师通常可以导入实体建模师可能根本无法接受的数据。

许多曲面和实体建模程序提供向导，可以根据零件几何形状自动创建核心和腔体设计。在这两种情况下，向导都允许更快地完成流程。然而，当自动化方法生成的分割曲面需要进行小的调整以给出最佳设计时，表面建模人员更加灵活。一般来说，实体建模可以更好地用于更简单的产品设计，因为它仍然更容易使用，而表面建模更大的灵活性将更好地用于从更复杂的组件生产工具。

工具设计人员的另一个关键选择是是否将设计历史与产品模型一起导入。该历史记录显示了设计是如何创建的，并维护了设计的不同元素之间的关系。产品设计和模具设计的集成软件方法的支持者声称，这是重要的，因为它允许产品设计的变化自动反映在模具设计中。然而，在对产品设计进行微小更改以帮助可制造性时，保留历史记录可能是一个缺点。

例如，模具设计者可能想要增加模型中一个圆角的半径以改善材料流动，但发现如果不改变其他连接的圆角，这是不可能的。类似地，他可能希望增加一个表面的吃水角度，以便更容易地从模具中取出零件，并发现这无法在不影响其他表面的情况下完成。

模具装配

一旦核心和腔已完成，工作可以开始对剩余的模具组装。由于大多数模具组件是由相当简单的棱柱几何结构组成的，实体建模是它们的设计和组装到整个模具的最合适的方法。标准模具组件的目录需要有效地完成模具设计，因为用户不想花时间一遍又一遍地创建这些组件。这些目录现在在一些模具设计系统中可用，尽管目录的范围在不同的系统之间是不同的。该软件还需要允许模具制造商设计——快速和容易——任何可能需要的非标准组件，因为很少有模具可以简单地由标准组件完成。一旦完成，设计可以添加到用户的个人目录，以供将来使用。

除了提供不同的目录，模具设计系统的自动化程度也不同。有些软件包含一个特殊选项，允许参数化组件在放置在组件中时自动反应，为连接组件添加所有必要的配合功能。该软件甚至添加了组件之间所需的公差。

例如，如果设计师在模具组件上添加一个顶针，软件将自动在其穿过的板上创建相应的孔特征。然后自动定义各部件之间的公差。因此，在模块中放置一个密封配合孔，并在销通过的所有其他板的孔中添加必要的间隙余量。这种关系的自动创建使整体设计的开发比其他3d模具设计系统快得多，也使设计过程中的错误大大减少。

当然，这个软件选项以类似于其他CAD系统中链接对象的方式维护关系，例如，如果顶针随后移动，所有相关的孔也会随之移动。然而，结合度更加灵活，所有组件的尺寸、公差和位置都可以单独修改，也可以作为一组相似部件的一部分修改，或者通过对多个组件组使用全局编辑。为了进一步提高设计速度，一个程序集中所有相同的部件都被自动识别为同一组件的实例，从而防止不必要的数据重复。这减少了整体模型的大小，并使设计更改后的模型再生速度更快。

然而，使用参数自动调整尺寸会产生问题。纯粹基于数学关系进行更改通常会生成非标准的尺寸。这意味着这些组件必须是特制的，这比使用标准组件更贵，耗时更长。为了克服这一问题，软件应该使用智能参数。该软件没有使用精确的数学结果，而是向设计师推荐最接近的标准尺寸。然后他可以选择这是否足够接近他的需要，或是否需要非标准组件。

生产图纸

尽管无纸化模具设计的主张，所有的工具制造商仍然需要一些图纸为他们的制造，检验和装配部门。然而，软件供应商已经采取了相当大的步骤来自动化创建绘图的过程。例如，一些CAD/CAM软件中的新制图生产过程可以自动生成制造和检验所需的总装图和所有部件图。

有了如此高的自动化程度，即使是一个复杂的模具，生产一套完整的图纸所需的时间也不会超过一天。相比之下，传统的绘图方法通常需要两到三周的时间。所有尺寸都以参数表的形式显示在图纸上。这使得编程2-D加工操作比更传统的绘图布局(尺寸显示在绘图周围)更容易和更快。

结论

随着今天对新产品开发越来越快的要求，模具设计师面临着比以往任何时候都更大的压力，要在尽可能短的时间内完成他们的工作。有一系列的软件可以帮助他们完成设计和生成必要的文档。公司需要在这项技术上进行投资，以缩短交货时间并保持竞争力。