精密測量技術論文范文第1篇
一、軌道精密工程測量
(一) 特點
地鐵軌道一般在地下管網繁多、建筑物密集的城市中進行, 施工測量環境比較復雜, 因而對軌道測量技術有著更高的要求, 在具體的操作中需要精心布置測量工作, 嚴格按照相關規范分析測量結果, 從而為地鐵軌道安全、穩定運行提供支持。軌道精密工程測量的內容主要包括平面高程測量、線下工程測量、施工測量、運營維護測量。
(二) 內容
地鐵軌道測量內容包含從規劃設計、施工設計、施工操作、竣工到運營的全部工作。在測量操作中除了需要得到比例次、地形圖、數字資料, 而且還需要按照設計要求中的地鐵線路位置開展指導性施工, 并對施工過程中的線路、建筑結構、周圍環境等進行動態監測。
(三) 要求
地鐵軌道平順性受地鐵定位精度影響, 具體的鋪設要滿足內、外部幾何尺寸精度要求。地鐵軌道形狀由內部尺寸描述, 軌道標高、空間位置由外部尺寸描述。內部幾何尺寸的位置由地鐵軌道臨近點位置關系確定, 通過對內部幾何的測量能夠為地鐵軌道平順性提供支持。外部幾何尺寸和地鐵軌道高程、三維坐標相關, 具體坐標的確定需要參照臨近建筑物和軌道中線。另外, 地鐵軌道交通工程的測量精度設計要充分考慮地鐵軌道線路特點、施工方法、施工精度、設備安裝等。具體設計標準不僅要滿足軌道正常運輸, 而且還需要滿足線路的定線和放樣要求。
二、軌道精密工程測量技術在地鐵軌道中的運用
(一) 軌道精密工程測量技術書的設計和編寫
軌道精密工程測量技術書具有基礎作用, 能夠為后續測量工作提供重要指導。為此, 在具體測量之前需要相關人員編寫全面的軌道精密工程測量技術書。首先, 做好資料收集整理工作, 了解整個地鐵軌道工程情況, 明確施工方法和注意事項。其次, 了解地鐵的等級、設計線路, 從而確定地鐵軌道精密測量控制點的坐標、測量儀器、測量方法。最后, 應用數據處理軟件對各項數據進行比對分析, 確定最終的軌道精密工程測量技術書。
(二) 現場選點和測量工作
第一, 選點工作。軌道選點表面看上去是一項簡單的工作, 但是在實際操作中對全球定位系統、導線選點等都是有著很高要求的。如果點位選擇不科學將會為之后的工作帶來很大的麻煩。為此, 軌道選點中GPS點位要盡可能選擇開闊的地區, 在地面高度十五度的范圍內不能存在障礙物, 且點位周圍不能出現干擾信號接收的物體和大片的水域。第二, 埋標工作。埋標工作和選點要盡可能同時進行, 從而減少因為選點時間過長對埋標工作的不利影響。埋標工作進行的時候也要確定好位置、尺寸, 在發現選點位置不符合實際情況的時候要及時調整。第三, 現場測量工作。從現有的地鐵軌道精密控制項目GPS測量工作發展情況來看, 受旅途時間長的影響, 中器和長水泡經常會出現問題, 為此就需要相關操作人員加強對GPS基座的檢查, 在發現問題之后要及時處理。
(三) 測量方法
第一, 軌道線形測量方法。地鐵軌道線形測量操作一般應用軌道幾何狀態測量儀器的自動照準、自動目標識別模式進行逐個軌枕的數據收集。結合地鐵軌道兩邊的控制點應用自由設站邊角后方交會法等進行全站儀自由設站。在設站的時候, 每個測量區域要至少安排八個軌道控制點, 在安排好控制點之后由先人工照準兩個點, 之后在全站儀的作用下對剩下的六個軌道控制點邊角進行自動測量, 經過測量確定自由設站點的三維平差坐標和精確度, 結合平差點的點位中誤差來判斷設站的精確度。在全站儀設置完成之后開始地鐵軌道線形絕對坐標測量操作, 在測量的時候借助全站儀的跟蹤功能對軌道幾何測量儀上的棱鏡進行照準操作, 之后單機鎖定操作, 之后結合地鐵軌道設計參數、傾角傳感器、軌距傳感器數據等信息, 應用線路中心坐標模型、軌道對點線路模型等計算各個軌道平順性指標數據。第二, 軌道模擬調整量的計算。借助軌道線形測量數據信息和現場扣件情況計算地鐵軌道模擬調整量。在參考整個軌道靜態幾何尺寸檢驗標準的基礎上按照以下操作步驟來計算地鐵軌道模擬調整量。首先, 將外直軌作為地鐵軌道高低、軌向分析的基準軌。其次, 地鐵軌道在模擬調整的時候要嚴格按照先整體、后局部的選擇進行操作, 按照削峰填谷的方式確定總體調整方案。再次, 根據收集到的數據信息來對地鐵軌道進行綜合性分析。最后, 制定地鐵軌道模擬調整方案, 將地鐵軌道幾何參數信息控制在合理的范圍內。第三, 軌道精調作業方法。首先, 對地鐵軌道施工現場和扣件其情況進行調查, 具體情況如表一所示。其次, 開展現場精調作業。根據模擬調整量表來準備各個零件, 將模擬調整量進行標識, 應用弦線核對基礎軌, 核查之后確認需要更換的扣件大小。再次, 應用道尺核對非基準規矩和水平調整量, 最后, 在兩股軌道調整記錄完成之后對現場零件的大小、規格等進行記錄。
結束語
綜上所述, 地鐵軌道施工是一項系統化、復雜化的工程, 為了保證地鐵軌道的安全、穩定運行需要相關人員在設計的時候加強對地鐵軌道平順性的關注, 在地鐵軌道建設中采取精密工程測量方法來進行數據的收集、整理以及地鐵軌道測量。在未來, 從事地鐵軌道建設的人員需要通過學習加大對精密工程測量技術標準的研究力度, 在原有的精密工程技術基礎上不斷完善和創新, 從而更好的促進地鐵軌道建設。
摘要：軌道精密工程測量技術在地鐵軌道中的應用能夠幫助相關人員獲取更多地鐵軌道數據信息, 提升地鐵軌道的平順性, 為地鐵軌道運行提供更為精確的指導。文章結合地鐵軌道工程測量特點、內容和原則要求, 具體分析軌道精密工程測量技術在地鐵軌道中的運用。
關鍵詞：軌道精密工程測量技術,地鐵軌道,運用
參考文獻
[1] 李曉偉.軌道精密工程測量技術在地鐵軌道運營維護中的應用研究[J].鐵道勘察, 2017, 43 (02) :1-6.
精密測量技術論文范文第2篇
《精密儀器測量原理與使用》實驗報告
系
專業班級：學生姓名：學號：成績：
指導教師：
實驗(實訓)地點：
實驗(實訓)日期：
2013 年月日
1.前言
1.1 實驗目的與要求
1.1.1 實驗目的
(簡要寫明幾條目的)
1.1.2 實驗要求
(簡要寫明幾條要求)
1.2 實驗概況
1.2.1 實驗項目
(說明時間、地點、項目名稱等)
1.2.2 完成情況
(說明各組各人完成各個項目的崗位工作、分工、數量與質量)
2.實驗內容
2.1DS3水準儀的使用及水準測量
2.1.1 DS3水準儀的結構及操作方法
(手寫)
2.1.2 水準測量的原理
(簡要手寫)
2.1.3 四等水準測量方案設計
(水準路線類型、儀器設備、施測方法、技術指標、人員分工等簡介與圖表)
2.1.4外業施測數據
(已知起始點情況、水準測量的原始記錄表格、檢核情況等)
2.1.5內業計算成果
(水準測量計算成果表、閉合差等)附表
(手寫)
2.2 水準儀的檢驗與校正
2.2.1 實驗內容與要求(手寫)
2.2.2水準管軸平行于望遠鏡視準軸的檢驗與校正的原理(手寫)
2.2.3 水準管軸平行于望遠鏡視準軸的檢驗與校正的具體方法(手寫)
3. 結束語
(手寫)
4. 實驗體會
(手寫)
4.1 思想作風方面
(手寫)
4.2 測量技術方面
(手寫)
4.3 動手能力方面
(手寫)
4.4創新見解與建議
(手寫)
精密測量技術論文范文第3篇
1 高速鐵路與精密工程測量
根據鐵道聯盟的定義:高速鐵路指允許速度達到250km/h的客運專線, 或允許速度達到200km/h的既有線。高速鐵路的突出特點是高平順性和少維修性。
精密工程測量是指絕對測量精度達到毫米量級, 相對測量精度達到10um, 在特殊條件下, 采用先進的儀器設備和技術手段進行的一種特殊的工程測量工作。精密工程測量的主要內容是建立精密工程控制網。精密工程控制網的作用是在工程施工前、施工中以及施工后的各個不同的階段對被測量點、線和面提供可靠的測量基準。
2 提速線路軌道精密工程測量
目前我國對既有線軌道幾何參數的精確測量主要方法是:應用高精度電子水準儀和全站儀, 由專業測量隊伍對已確定有長波長不平順的大概位置進行擴大性精確測量。高低長波長不平順, 用電子水準儀測量出軌頂標高的連續曲線, 在濾除坡度變化的影響后, 以2.5m為間隔, 計算出各測點抬落道量。軌向長波長是用全站儀測量線路中心線變化情況。全站儀測量得出各測點相對于基準點的坐標, 用坐標法得到線路中心線的空間曲線。對于直線段, 要首先優化擬合出線路中心線的位置, 再計算出各測點的撥道量, 按照大型機械的作業要求輸出撥量表;對于曲線段, 首先在緩和曲線前100m的直線段定出緩和曲線的切線方向, 用坐標法獲得整條曲線的實際空間曲線形狀后, 根據該曲線設計的曲線要素如曲線半徑、緩和曲線長等, 擬合出理想的曲線, 與實測的空間曲線對比, 得到每2.5m間隔各個測點的撥道量。
國外對提速線路精密測量的方法主要有瑞士Matisa的B50D型高精度連續式搗固車的“PALAS系統”模式和奧地利Plasser的“軌道作業前導測量車EM-SAT120”模式。
3 無砟軌道精密工程測量
無砟軌道工程控制網分為平面控制網和高程控制網兩部分, 采用逐級控制的方式形成完善的工程測量控制網。分級控制的級數根據控制點的精度和密度確定。
3.1 我國無砟軌道工程控制網精度要求
我國結合德國高速鐵路的經驗, 為了保證控制網的成果滿足無砟軌道勘測、施工、運營維護三個階段測量的要求, 確定了“三網合一”的工程測量控制體系。
我國客運專線鐵路工程測量平面控制網第一級為基礎平面控制網 (CPⅠ) , 第二級為線路控制網 (CPⅡ) , 第三級為基樁控制網 (CPⅢ) 。各級平面控制網的作用和精度要求如下。
(1) CPⅠ主要為勘測、施工、運營維護提供坐標基準, 采用GPS B級 (無砟) /GPS C級 (有砟) 網精度要求施測。
(2) CPⅡ主要為勘測和施工提供控制基準, 采用GPS C級 (無砟) /GPS D級 (有砟) 級網精度要求施測或采用四等導線精度要求施測。
(3) CPⅢ主要為鋪設無砟軌道和運營維護提供控制基準, 采用五等導線精度要求施測或后方交會網的方法施測。
無砟軌道精密測量主要集中在軌道鋪設、竣工和運營維護階段。
3.2 CPⅢ控制網建立
鋪軌控制基樁不僅是加密基樁的基準點, 也是無砟軌道鋪設的控制點, 因此基樁控制網的精確測設是軌道施工的關鍵。CPⅢ網的網形設計有兩種形式, 一種為導線網的形式, 控制基樁的間距為150m~200m左右;另一種采用德國建立的CPⅢ控制網 (圖1) , 每60m布設一對控制基樁, 如圖。每隔兩個接觸網柱建立一個自由設站測量點位, 在前后兩個方向各瞄準3×2個永久標記點 (CPⅢ) , 每個永久標記點將被瞄準三次, 最大的測量范圍的距離約150m, 且與CPⅡ控制點進行連接測量。
基于CPⅢ“后方交會”網的精密定軌測量常采用全站儀自由重疊設站, 該方法的基本原理與GPS相對定位的差分測量原理相似。
3.3 無砟軌道安裝測量
(1) 加密基樁測量。無砟軌道安裝之前, 應依據基樁控制網 (CPⅢ) 進行基樁加密。 (2) 無砟軌道安裝測量。對無砟軌道底座施工測量、支承層的施工測量以及軌排、軌道板安裝測量。 (3) 軌道銜接測量。設置貫通作業面, 并在貫通作業面設置共用中線及高程控制點。 (4) 線路整理測量。線路整理測量前對CPⅢ控制點進行復測;需要設置臨時鋪軌基樁時, 以CPⅢ控制點為基準測設于線路中線上;鋼軌調整用軌檢小車測量, 或用全站儀+水準儀測量;線路中線整理測量完成后, 需編制線路、道岔調整后的坐標、高程成果表。
3.4 軌道鋪設竣工測量
無砟軌道鋪設前, 需要對無砟軌道鐵路閑暇構筑物進行變形評估, 以便確定無砟軌道的鋪設時機。對線下構筑物的變形監測主要為建立水平位移監測網、垂直位移監測網, 設置變形監測點以及變形觀測。軌道鋪設竣工測量主要檢測線路中線位置、軌面高程、測點里程、坐標、軌距、水平、高低、扭曲, 采用軌檢小車測量, 以1個軌枕間距為測量步長。
通過對無砟軌道鋪設階段、竣工階段以及運營維護階段的精密測量, 才能確保無砟軌道線路的精密幾何狀態, 確保高速鐵路軌道的高平順性。
4 結語
2010年, 中國政府宣布計劃投資5萬億完善鐵路設施, 其中的絕大部分將用于修建13000公里高速鐵路, 北京到大部分省會城市將形成“8小時交通圈”。高速鐵路在中國的蓬勃發展, 給高速鐵路軌道精密測量技術帶來了新的機遇和挑戰。除學習和借鑒國外的技術, 形成符合中國國情、路情的具有自主知識產權的高速鐵路軌道精密測量技術將成為高速鐵路技術發展的重要課題。
摘要：作為一種高效、節能的運輸方式, 高速鐵路受到了社會的青睞。改造既有線路和新建高速鐵路成為提高鐵路運載能力的主要方式。精確測量軌道的三維幾何參數成為保障列車高速、平穩運行和旅客良好舒適度的關鍵。
關鍵詞：高速鐵路,無砟軌道,精密測量
參考文獻
[1] 付仁俊.無砟軌道控制網網形和精度設計[D].成都:西南交通大學大地測量學與測量工程專業, 2008.
[2] 張正祿, 吳棟才, 楊仁.精密工程測量[M].北京:測繪出版社, 1993.
精密測量技術論文范文第4篇
【摘要】文章首先簡述了鋁合金的性能，然后分析了缸體缸蓋主要鑄造方法，最后重點探討了對鋁合金擠壓鑄件缺陷的預防和控制。
【關鍵詞】鋁合金；鑄造工藝；研究現狀
一、前言
隨著我國經濟的不斷發展，人們對鋁合金擠壓制品的需要越來越大，鋁合金零件的使用，是減輕汽車的重量是節能減排的重要措施之一。缸體缸蓋作為汽車中最重要的部件，其結構比較復雜，因此，對汽車鋁合金缸蓋鑄件缺陷分析及控制是非常重要的。
二、鋁合金的性能
純鋁是銀白色的輕金屬，密度2.7g/cm3，約為鋼的1/3（鋼的密度為7.87g/cm3），導電率較高，僅次于金、銀、銅居第4位。熱導率比鋼大2倍左右，熔點為658℃，加熱溶化時無明顯顏色變化，具有面心立方結構，無同素異構轉變。塑性和冷、熱、壓力加工性能好，但強度低（只有90MPa左右）。純鋁的化學活潑性強，與空氣接觸時，就會在其表面生成一層致密的氧化膜（主成分是Al2O3）薄膜，這層氧化膜可防止冷的硝酸及醋酸的腐蝕，但在堿類和含有氯離子的鹽類溶液中被迅速破壞而引起強烈腐蝕。純鋁中隨著雜質的增加，其強度增加，而塑性、導電性和耐蝕性下降。
三、缸體缸蓋主要鑄造方法
1、金屬型鑄造工藝
金屬型鑄造工藝是比較傳統的對鋁合金缸體缸蓋進行鑄造的工藝，其主要優點是鑄件冷卻時間短、零件組織細密、力學性能較高等優點；其主要缺點是由于金屬性鑄造工藝不透氣且無退讓性，鑄造的部件容易產生氣孔、裂紋以及澆不足等缺陷。但其總體質量還是明顯比砂型鑄造質量高。
金屬型鑄造工藝由于其工藝的特殊性，制造成本相對較高，并且生產周期長，對于單件或小批量生產的零部件一般不采用此種鑄造方法。外型上采用金屬型鑄造工藝，而內腔采用砂芯，這兩種工藝相結合使得對缸體缸蓋的金屬鑄造工藝變得相對簡單，并且靈活。
2、中壓鑄造工藝
高溫壓鑄時不能使用砂芯，Toukei公司改進了高壓鑄造，提出了中壓鑄造法。壓力鑄造的主要過程是，通過對壓力的控制使液態或半液態的鋁合金在較高的速度下填滿壓鑄型型腔，增高壓力即可改變速度，并在一定壓力下是鑄件凝固成型。
3、中壓鑄造工藝
為滿足日益提高的發動機功率，發動機缸體結構變得越來越復雜，而由于高溫壓鑄時存在不能使用砂芯的缺點，Toukei公司改進了高壓鑄造，提出了中壓鑄造法。此時中壓鑄造的優點顯現的十分明顯。其主要是將壓力降低，使中壓制造可以使用砂芯，而達到滿足對復雜內腔結構的缸體的制造。
4、低壓鑄造工藝
低壓鑄造的優點之一包括對鑄造材料的利用率高，是綜合了重力鑄造與壓力制造的優勢的方法。其主要工作過程是在低壓30kp下，鋁合金液體由下而上的對型腔進行填充，此方法可以鑄造出閉艙結構的缸體。
5、消失模鑄造工藝
消失模鑄造工藝的基本原理是代替法。其工程是將與鑄件形狀一模一樣的泡沫塑料模代替鑄模進行造型。通過澆注鋁合金液體使泡沫氣化，澆注出的鑄件與泡沫塑料外形一致。消失模鑄造工藝的主要優點是：生產周期短，鑄件質量高，澆注均勻。但由于消失模鑄造工藝其工藝制造復雜，不經濟，有其是在前期投入較高，使用范圍很小。
6、Cosworth法鑄造工藝
Cosworth法，中文是冷芯盒砂芯造型。冷芯盒砂芯造型即在一定氣氛、壓力下的一種鋯英樹脂的自硬砂組芯造型。主要優點在于：冷芯盒砂芯造型采用鋯砂，鋯砂的膨脹率穩定并很小，使鑄造的鑄件尺寸更加精密；動力由電磁泵提供，計算機控制，使鋁液充型平穩；澆注過程在保護氣下進行，減少了氧化渣的形成。由于其優性使得到的鑄件的質量較高。但由于鋯砂極好的導熱性，對于壁厚小于4mm的鑄件難以完成。
四、對鋁合金鑄件缺陷的預防和控制
1、氣孔缺陷
對于鋁合金鑄件的生產，氣孔是較為常見的缺陷之一。一般情況，擠壓鑄件中氣孔可以分為析出氣孔、侵人氣孔以及反應氣孔這三種類型，其中，析出氣孔和侵人氣孔是主要的。在實際生產中，由于在鑄件內形成的縮松過程大都伴隨有合金中氣體的析出，從而導致鋁合金擠壓鑄件內出現縮松、縮孔和氣孔等缺陷。一旦在液體金屬充型過程中侵人氣體過多或者鋁合金中氣體含量過高，都會進一步加劇氣孔金屬缺陷的出現。由此可見，重視對鋁合金金屬液進行除氣處理對于鋁合金擠壓鑄造工藝具有重要意義。
預防措施：要保證在擠壓過程中金屬液由下向上平穩充填，速度不能太快或者太慢，同時，要合理設計壓鑄模具，確保型腔內沒有死角，從而避免由卷氣或憋氣引起的氣孔。在澆筑過程中，還要合理地控制的是金屬液的含氣量，防止形成析出性氣孔。
2、縮松、縮孔缺陷
與普通的壓鑄件相比，由于鑄件的壁厚尺寸更大，澆筑時所需的金屬液量較多，因而，在生產過程中不可避免地出現縮孔和縮松缺陷，尤其是在型腔與內澆口相連處等厚大部位或最后凝固的部位。在鋁合金鑄件的制造中，若金屬液的凝固收縮與之前設計的不符，或者補縮能力或控制不當等都會造成縮孔、縮松缺陷。此外，澆注溫度過高、合金成分變化、凝固過程中擠壓壓力作用不到位等，也會引起凝固溫度區間變大，使得合金過冷的變小，最終產生縮松、縮孔缺陷。
預防措施：在鋁合金鑄件生產中要嚴格監控合金成分和澆注溫度，并根據生產的實際情況及時作出調整。須不斷改變擠壓方式和擠壓鑄型設計。在工藝上，必須嚴格按照原先設計的澆筑程序進行，同時加強對型芯的冷卻功效，降低金屬液冷卻時的過冷度，將充型速度的切換位置后移一段距離，冷卻方式盡可能使用水淬。此外，在型腔內所有部位金屬液凝固的全過程中使來自沖頭的擠壓壓力，從而確保金屬液由型腔遠端向內澆口的順序凝固。
3、鑄造異常偏析缺陷
鑄造異常偏析缺陷也是鋁合金鑄件缺陷中常見的一種，該類型缺陷與其他缺陷的區別主要是在微觀方面，往往是由于異常加重而產生的正偏析。其特征是：澆筑過程中，冷卻速度不均勻使得合金元素在鑄件內部某些晶粒周圍富集，從而降低鋁合金的擠壓鑄件的表面張力。而對于在普通的重力鑄造條件下，異常偏析缺陷非常不明顯，幾乎可以忽略。但是，金屬液體在擠壓條件下結晶時，各部位受力不均勻，往往會使正在成長的枝晶間還沒來得及均勻凝固就結晶，使金屬液體發生離異共晶反應，進而導致異常偏析缺陷的形成。此種偏析大都與合金種類和擠壓方式等有關，尤其是在直接沖頭擠壓和柱塞擠壓條件下，或者金屬液結晶間隔寬的合金中容易產生。
預防措施：不斷改變擠壓方式及鑄型設計，引進國外先進的型腔設計理念，在生產中應該根據產品特點，在滿足產品性能要求的前提下盡可能使用較低的擠壓壓力。
4、夾渣類缺陷
夾渣類缺陷主要是在鋁合金鑄件生產過程中由合金液澆注帶入、在充型過程中帶入或者是由擠壓料缸帶入的夾渣，從而不同程度地影響到鋁合金擠壓鑄件的力學性能。因為，在設計鋁合金鑄件的鑄型時，通常不會留有澆冒口等排渣系統，在澆筑時金屬液中的物體都會在型腔中凝固，不能有效地清除掉。同時，液態金屬澆人料缸后，在壓力的作用下很快就會形成結殼，如果澆注液態金屬上表面有浮渣，將會被壓碎并隨同中間未凝固金屬一道進人鑄型型腔之中并形成夾渣。此外，由于鋁合金擠壓鑄件的內澆道較長，從而使得液態金屬在充型過程中不斷被氧化，產生氧化物廢料，隨后跟液態金屬一起被卷人型腔中而形成鑄件的內部夾渣。
五、結束語
隨著科技的發展，汽車鋁合金缸蓋鑄件對于是比較常用的，汽車鋁合金缸蓋鑄件在生產簡單缸體時有其特有的優越性，我們應將鑄造工藝將進一步完善，加強學習研究汽車鋁合金缸蓋鑄造工藝，從而使經濟性得到提高。
參考文獻
[1]梁光澤，李增民，姜不居.等編寫，消失模鑄造技術培訓資料（第四版），2011
[2]裴兵，孫林，蘇勇.發動機缸體壓鑄模具熱循環的數值模擬[J].中國鑄造裝備與技術.2011
精密測量技術論文范文第5篇
摘要：目前，CAD/CAM技術在模具設計與制造中得到了廣泛應用，并在現代模具的生產中起著重要作用。這是由于CAD/CAM技術應用于模具設計與制造中可以縮減模具的生產周期，降低企業的生產成本，提高模具生產的經濟效益與生產效率。文章從CAD/CAM技術的概述、CAD在高精密復雜模具設計中的應用、CAD/CAM在高精密復雜模具制造中的應用三個方面進行了論述。
關鍵詞：CAD/CAM；高精密復雜模具；模具設計；模具制造；工業產品 文獻標識碼：A
隨著我國經濟的發展，人們對工業產品的要求越來越高，因此，工業產品在不斷提高產品本身性能的同時，產品外形也越來越復雜化。此外，由于工業產品的更新速度越來越快，因此與工業產品制造緊密相關的模具就必須滿足模具制造行業的新要求，比如質量高、成本低以及生產效率高等要求。在這種形勢下，模具制造業利用CAD/CAM技術，從而滿足行業需求，使企業在激烈的市場競爭中能夠占據一席之地。
1 CAD/CAM技術概述
1.1 CAD/CAM技術內涵
CAD是計算機輔助設計的簡稱，它是指設計人員運用計算機及其圖形設備進行設計的工作。一般來說，CAD技術可以使設計人員經過計算、分析及比較，從而選擇出一個最優的設計方案，此外，還可以利用該技術將設計中的各種信息存放在計算機內存中，以便將來運用的時候快速提取信息。
CAM是計算機輔助制造的簡稱，它的核心是計算機數值控制，是指將計算機應用于制造生產過程的過程或系統。一般來說，CAM系統具有兩方面的功能，即數據轉化與過程自動化。
1.2 CAD/CAM技術在模具設計與制造中的優點
CAD/CAM技術在模具設計與制造中的應用具有以下四個方面的優點：其一，CAD/CAM可以使模具的質量得到明顯的提升。由于計算機系統中存儲了大量的專業技術知識，這就為模具的設計與制造提供了依據。設計人員與計算機充分發揮各自的功能，這樣就使模具設計與制造更加科學、合理；其二，CAD/CAM可以縮減模具設計與制造的時間。在設計模具的過程中，利用計算機可以實現模具設計圖樣繪制的自動化，大大減少了設計過程中花費的時間；其三，CAD/CAM可以降低模具生產的成本。利用計算機完成設計的自動化，節約了人工費。此外，在進行復雜模具型面加工的過程中，CAM可以減少模具加工與調試的次數，從而降低了生產成本；其四，CAD/CAM可以減少設計人員的工作量。由于自動化設計的實現，這樣設計人員就可以從繁重的工作中解脫出來，從而進行更具創造性的工作。
2 CAD在高精密復雜模具設計中的應用
CAD在模具設計中使用之前，必須運用專門的翻譯軟件。這是由于許多客戶會將自己設計的圖形直接提供給模具企業，但大部分CAD程序的數據庫形式是不盡相同的，這就導致它與其他程序不能夠共享幾何數據，客戶與企業間的圖紙數據交流就產生了障礙。因此，在使用CAD幾何體的時候就必須通過專門的軟件進行翻譯，這些軟件主要有“IGES”“STEP”或專用的轉化器等進行數據之間的轉換。
CAD在模具設計中的具體流程包括：首先，設計人員應該以市場調研結果作為設計的依據，在對調研數據進行周密研究的基礎上，再向企業匯報情況。其次，模具企業進行生產決策，并在生產計劃的指令下進行操作。負責開發設計的模具工作人員利用CAD工作站，對模具設計過程中的數據、文字等信息進行分析、計算以及繪制工程圖等工作。最后，設計人員在設計過程中可以利用CAD工作站對設計出的產品性能進行評價，從而評估產品生產出來后的效益。從以上環節中可以看出，CAD技術運用于模具設計中可以大大降低設計人員的工作量，從而讓設計人員可以從事更具創造性的工作。
3 CAD/CAM在高精密復雜模具制造中的應用
3.1 在高精密復雜模具加工中應用CAD/CAM技術
目前，模具制造在加工過程中，對加工技術的基本要求是高速加工技術。這是由于高速加工技術在模具加工中具有顯著的優點，即該技術可以使模具加工的程序大大簡化，提高了模具表面的質量水平和模具加工的速度，便于工作人員對模具進行修復工作等。但是，在高速加工技術的應用過程中，對加工工藝的要求就非常高，所有的工藝過程都必須包含于數控加工的數控指令中，而CAM在很大程度上滿足了高速加工技術的工藝要求。一般來說，CAM可以滿足的高速加工技術包括以下三個方面：其一，CAM系統在模具加工過程中具有全程自動刀柄干涉檢查以及自動防止過度切割處理的能力，提高了加工的精度；其二，CAM系統在模具加工過程中的計算編程速度可以達到比較快的速度，滿足了高速加工的速度要求；其三，CAM系統可以滿足模具高速加工過程中編程方式的改變，有利于編程人員根據實際情況進行相應的調整。
3.2 在高精密復雜模具檢測過程中應用CAD/CAM技術
在模具檢測過程中，CAD/CAM系統可以配合三坐標測量儀進行模具的檢驗。一般來說，CAD/CAM系統的測量空間范圍是3250mm×2090mm×1370mm，而三坐標測量儀的任何一點的檢測精度都可以達到0.015mm，從而保障了模具的高精度要求。三坐標檢測儀作為一種監測工具，它不僅可以對模具最終的品質進行監測，還可以在模具加工過程中進行檢測，即檢測模具加工工序中的精度。在進行檢測的過程中，各零件的各部位必須以比較密的軌跡進行檢測，同時對每幅模具要檢驗兩次，分別是在沖壓前與沖壓后進行一次檢測。在檢測過程中，對模具上、下模型腔的對合情況應該采用理論計算的方式對模具的厚度進行測量，這樣可以有效了解CAD系統設計數據的精度情況，確保模具的檢測達標。
3.3 在高精密復雜模具精度的提高上應用CAD/CAM技術
對于沖壓模具來說，運用CAD/CAM系統可以提高模具的加工精度。這是由于CAD數據在模具加工過程中可以控制模具的尺寸，從而不必運用主模型與靠模來進行沖壓模具的加工。此外，利用CAD數據可以將模具的主要型腔表面高度精度地加工出來，接著再將主要型腔表面與模具的其他零件相互配合進行加工。就目前來說，模具工程師對CAD/CAM系統的應用主要包括兩個方面：其一，可以利用CAD/CAM軟件生成CNC機床的刀具軌跡，同時還可以展開模具設計工作；其二，可以將CAD/CAM系統用于模具的熱性能的分析，同時還可以用于模具鑄造品質的改善。
4 結語
綜上所述，CAD/CAM系統可以將模具信息的分析、設計以及制造等進行有效結合，從而為模具設計提供了先進的設計理念，并提高了模具制造的質量。在模具設計過程中，利用CAD系統可以滿足客戶與模具企業的要求。與此同時，在模具制造過程中，利用CAD/CAM系統可以滿足模具高速加工的技術要求、滿足模具檢測的要求、滿足模具精度的要求。因此，CAD/CAM系統在模具設計與制造中的應用可以取得比較好的效果，它大大縮減了設計人員的建模時間、設計時間，同時還提高了模具的精度。
參考文獻
[1] 任玉珠.基于CAD/CAM模具設計與制造的研究[J].制造業自動化，2011，33（10）.
[2] 丁志巖.CAD/CAM在模具設計與制造中的應用[J].科學與財富，2014，（11）.
[3] 姚長春.CAD/CAM在模具設計與制造中的應用[J].軍民兩用技術與產品，2014，（7）.
[4] 梁柱.CAD/CAM軟件在模具設計與制造中的應用
[J].現代制造技術與裝備，2007，（4）.
作者簡介：劉金剛（1967-），男，山東淄博人，山東淄博火炬能源有限責任公司工程師，研究方向：機械設計與制造（鉛酸蓄電池生產設備設計與制造、模具設計與制造）。
（責任編輯：陳 倩）