國(guó)外CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用于鍛模始于20世紀(jì)70年代,國(guó)內(nèi)大概始于20世紀(jì)90年代初,隨著先進(jìn)制造技術(shù)和手段的不斷出現(xiàn),使鍛模CAD/CAM的發(fā)展加快,近年來鍛模 CAD/CAM與CAE一體化,鍛造工藝過程的數(shù)值模擬在金屬塑性成形領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,并成為鍛造工藝設(shè)計(jì)的有力工具。鍛模 CAD/CAE/CAM一體化顯著提高了鍛模設(shè)計(jì)和制造的效益,從而從根本上改變傳統(tǒng)鍛模設(shè)計(jì)制造完全依賴于設(shè)計(jì)者和制造者的經(jīng)驗(yàn),可大幅提高模具質(zhì)量,縮短鍛模生產(chǎn)周期,降低成本。
隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展和塑性有限元理論、金屬塑性流動(dòng)理論的成熟,使得鍛造過程的計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬得以實(shí)踐。利用數(shù)值模擬方法,可以得到塑性成形過程鍛造載荷一行程曲線,獲得工件內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變、溫度分布和金屬流動(dòng)規(guī)律,獲得模具的應(yīng)力、應(yīng)變、溫度分布、預(yù)測(cè)工件的成形狀況、殘余應(yīng)力、缺陷、晶粒的粒度和取向分布,這些重要信息對(duì)合理確定鍛造成形工藝、鍛模結(jié)構(gòu)、模具選材及熱處理方案的最終確定有重要的指導(dǎo)意義??蓹z驗(yàn)工藝和模具設(shè)計(jì)的合理性,為鍛造過程優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的工具。
數(shù)值模擬技術(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用率在80%以上,世界上有名的鍛造企業(yè)幾乎全部應(yīng)用這一技術(shù),例如德國(guó) Walter Scheid 公司有5條精鍛生產(chǎn)線,該公司開發(fā)汽車外星輪和三銷套新產(chǎn)品,在使用金屬成形數(shù)值模擬以前,修模3次~5次,而在使用金屬數(shù)值模擬以后,僅需修模1次~之次,每次可節(jié)約設(shè)計(jì)費(fèi)0. 1萬美元~1萬美元,可見計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬在制模時(shí)的重要作用。據(jù)最近調(diào)查,國(guó)外98%以上的大中型企業(yè)已使用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù),而我國(guó)不足10%, 但國(guó)內(nèi)主要大中型鍛造企業(yè)已開始使用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù),并產(chǎn)生了經(jīng)濟(jì)效益。