模具是制造業中使用最大、影響面廣的工具產品。沒有型腔模、壓鑄模、鑄模、深拉模和沖壓模，就無法生產出被廣泛應用和具有競爭價格的塑料件、合金壓鑄件、鋼板件和鍛件。在現代批量生產中，沒有高水平的模具，就沒有高質量產品，它對企業提高生產效率、降低生產成本也有重要作用。模具制造已成為先進制造技術的一個重要組成部分。制造模具的材料通常是難加工材料，目前國內模具型腔一般都釆用電火花加工成型和高速加工技術。現代加工技術中，模具制造業是最早應用計算機技術來提高設計、制造水平的。自從現代高速加工技術被引進模具制造工業以來，計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助測量（CAT）、反求工程（RE）、計算機輔助工程（CAE）、計算機輔助制造（CAM）和快速原型制造（RP）等在模具制造中獲得了廣泛而有效的應用。下面只簡要介紹高速加工中CAM技術的應用情況。

        計算機輔助制造（CAM）主要用來解決產品造型設計和分析、加工問題，可完成模具產品造型、產品可裝配性檢查、動態流體分析等工作。常用軟件有UG、Pro/Engineer、Mastercam、Cimatron和CAXA等，這些軟件都具有模具設計開發功能。運用知識工程技術(KBE)，把模具設計原理、經驗、技能和規范等結合到系統中，設計人員只要輸入工況參數、工程參數或應用要求，系統就能自動推理構造出符合要求的數字化幾何模型。有的設計軟件如（UG）還具有數據讀入、零件建模、縮放控制、自動模型布局、分模等功能，通過使用過程模板和標準件庫，把過程向導技術應用于模具的優化設計中，使只有最基礎模具設計概念的初級設計人員也能設計出高質量的模具來，大大提高了模具設計工作的效率。 

         由于模具的型腔大多數由復雜曲面構成，在高速數控機床上加工時，數控編程是一項繁重工作，編程質量在很大程度上決定了模具零件的加工質量。影響模具零件編程質量的主要因素有：加工工藝路線、刀具類型、走刀方式和方向、切削用量、轉角清根的處理以及加工精度與過切的檢查等。高速加工的工藝路線是影響模具制造質量的主要因素。以往加工工藝是否合理完全決定于編程人員的個人經驗，一不小心，常會忽略一些技術細節，如下刀點不正確、抬刀的安全高度不夠、走刀方式不理想、沒有定義過切檢查面等。如果在試加工中復查不嚴，不及時糾正，輕者會造成打刀、降低模具制造質量，造成工件返工；重者造成工件報廢，甚至發生人身設備事故。

         在CAM軟件的模擬仿真環境下，這些問題可以得到很好解決；在計算機軟件上虛構出高速數控機床的加工環境，放上一個預先做好的“毛坯”，讓“刀具”進行動態模擬仿真，其情形就像真實加工過程一樣，仿真過程可以隨時暫停，仿真時間可以自由控制，以便編程設計人員進行檢查。模擬仿真結束后，編程設計人員即可根據“刀具”運行的情況和“工件”加工后的效果來調整加工工藝路線。這種虛擬加工技術，既可減輕編程人員的精神負擔，又可保證模具的制造質量。釆用高速切削技術（HSC）和CAD/CAM技術后，模具的生產周期可縮短約40%。

         高速加工對加工工藝、走刀方式比傳統方式有著特殊要求，因而要求CAM系統能夠滿足這些特定工藝要求。為了能夠確保最大切削效率，又保證在高速切削時加工安全性，CAM系統應能根據加工瞬時余量大小，自動對進給率進行優化處理，以確保高速加工刀具受力狀態的平穩性，提高刀具使用壽命。CAM軟件在生成刀具軌跡方面具備了以下功能：

1.應保持刀具軌跡的平穩，避免突然加速或減速

2.應避免刀具軌跡中走刀方向的突然變化，以免因局部過切而造成刀具或設備的損壞。

3.殘余余量加工或清根加工是提高加工效率的重要手段，一般應采用多次加工或采用系列刀具從大到小分層加工，避免用小刀一次加工完成，還應避免全力寬切削。

4.下刀或行間過度部分最好采用傾斜式下刀、螺旋下刀或圓弧下刀，避免垂直下刀直接接近工件材料；行間連接采用圓弧連接。

5.刀具軌跡裁剪修復功能也很重要，可通過精確裁剪減少空刀，提高效率，也可用于零件局部變化時的編程，此時只需修改變化的部分，無須對整個模型重編。

6.刀具軌跡編輯功能非常重要，避免多余空走刀、抬刀，可通過對刀具軌跡鏡像、復制、旋轉等操作，避免重復計算。

7.可提供優秀的可視化仿真加工模擬與過切檢查。

      生產實踐表明，高速加工技術在模具制造中有加工精度高、表面質量好和生產效率高等特點。舉幾個典型應用實例。 

      用制造插座的壓鑄模具為例，材料硬度為54HRC。釆用傳統加工時的工藝過程是：粗加工-線切割-淬火-EDM 成形-拋光，加工總工時為55h。釆用高速加工時工藝過程是：粗加工-淬火-HSC-拋光，加工總工時僅為14.5h。工效提高近4倍。高速加工后的模具表面質量極佳，還可大幅度降低生產成本。

      另一個例子是連桿的鍛模，材料硬度為60HRC，原來用電火花加工型腔需15h，電極制作需2h，共計17h。改用高速硬銑削后，表面粗糙度達Ra0.5~0.6um，質量完全符合要求，整個鍛模加工只需200min，工效提高5倍。當用直徑為3mm 的球頭銑刀對鍛模型面進行精銑加工時，為了實現151m/min 的切削速度，主軸轉速應達到16000r/min。 

    以生產卡車外殼的大型模具為例，現在釆用高速加工方法制造，粗加工刀具為直徑25.4mm 的球頭銑刀，主軸轉速9000r/min，進給速度5000mm/min；精加工刀具為直徑8mm的球頭銑刀，主軸轉速20000r/min，進給量2000mm/min，高速銑削后達到的表面粗糙度為1um。因此不必再進行手工研磨，只需用油石拋光。和原來釆用的電加工工藝相比，手工操作時間減少了40%。