Pro/E在壓鑄模具設(shè)計(jì)及制造過程中的應(yīng)用

隨著我國汽車、摩托車、家電等工業(yè)的迅速發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的外形在滿足性能要求的同時，變得越來越復(fù)雜，而這些產(chǎn)品的制造離不開模具，這就要求模具制造行業(yè)以最快的速度、最低的成本、最高的質(zhì)量生產(chǎn)出模具。為了達(dá)到上述要求，模具企業(yè)只有運(yùn)用先進(jìn)的管理手段和 CAD/CAM 集成制造技術(shù)，才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。 

   廣州型腔模具廠應(yīng)用Pro/ENGINEER軟件進(jìn)行壓鑄模具的設(shè)計(jì)及制造，先后完成了國家“八五”重點(diǎn)企業(yè)技術(shù)攻關(guān)課題《大型復(fù)雜壓鑄模的研制開發(fā)》及廣州市重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目《計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)、制造及分析的應(yīng)用研究》等科研開發(fā)項(xiàng)目，先后二次引起Pro/ENGINEER軟件，應(yīng)用該軟件開發(fā)出了摩托車發(fā)動機(jī)、齒輪箱、汽車離合器殼體、家電等大型復(fù)雜壓鑄模具，完成了一百多套模具的三維造型、模具設(shè)計(jì)、數(shù)控加工編程，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 

   下面介紹我們應(yīng)用 Pro/ENGINEER 軟件進(jìn)行壓鑄模具設(shè)計(jì)及制造一些心得體會。 

   Pro/ENGINEER軟件的集成制造技術(shù) 

   模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的集成關(guān)鍵是建立單一的圖形數(shù)據(jù)庫、在CAD、CAE、CAM，各單元之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動傳遞與轉(zhuǎn)換，使CAM、CAE階段完全吸收CAD階段的三維圖形，減少中間建模的時間和誤差；借助計(jì)算機(jī)對模具性能、模具結(jié)構(gòu)、加工精度、金屬液體在模具中的流動情況及模具工作過程中的溫度分布情況等進(jìn)行反復(fù)修改和優(yōu)化，將問題發(fā)現(xiàn)于正式生產(chǎn)前，大大縮短制模具時間，提高模具加工精度。 

   Pro/ENGINEER 軟件采用面向?qū)ο蟮慕y(tǒng)一數(shù)據(jù)庫和參數(shù)化造型技術(shù)，具備概念設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)的功能 ，為模具的集成制造提供了優(yōu)良的平臺。 

   Pro/ENGINEER的并行工程技術(shù)在模具中應(yīng)用 

   模具是面向定單式的生產(chǎn)方式，屬于單性生產(chǎn)，制造過程復(fù)雜，要求交貨時間短。如果利用CAD、CAM單元技術(shù)制造模具，制造精度低、周期長，為了解決上述難題，我們將并行工程技術(shù)引入到模具制造過程中。 

   所謂并行工程是設(shè)計(jì)工程師在進(jìn)行產(chǎn)品三維零件設(shè)計(jì)時就考慮模具的成型工藝、影響模具壽命的因素，并進(jìn)行校對、檢查，預(yù)先發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程的錯誤。在初步確立產(chǎn)品的三維模型后，設(shè)計(jì)、制造及輔助分析部門的多位工程師同時進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程詳圖設(shè)計(jì)、模具性能輔助分析及數(shù)控機(jī)床加工指令的編程，而且每一個工程師對產(chǎn)品所做的修改可自動反映到其他工程師那里，大大縮短設(shè)計(jì)、數(shù)控編程的時間。 

   在實(shí)際生產(chǎn)過程中，應(yīng)用Pro/ENGINEER軟件，我們將原來模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)→模具型腔、型芯二維設(shè)計(jì)→工藝準(zhǔn)備→模具型腔、型芯設(shè)計(jì)三維造型→數(shù)控加工指令編程→數(shù)控加工的串行工藝路線改為由不同的工程師同時進(jìn)行設(shè)計(jì)、工藝準(zhǔn)備的并行路線，不但提高了模具的制造精度，而且能縮短設(shè)計(jì)、數(shù)控編程時間達(dá)40%以上。 

   要實(shí)施并行工程關(guān)鍵要實(shí)現(xiàn)零件三維圖形數(shù)據(jù)共享，使每個工程師使用的圖形數(shù)據(jù)是絕對相同，并使每個工程師所做的修改自動反映到其他有關(guān)的工程師那里，保證數(shù)據(jù)的唯一性和可靠性。Pro/ENGINEER軟件具有的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化實(shí)體特征造型技術(shù)為實(shí)現(xiàn)并行工程提供了可靠的技術(shù)保證。 

   Pro/ENGINEER 軟件的使用技巧 建立適合自己的運(yùn)行環(huán)境 

   在Pro/ENGINEER 軟件中通過建立合適的 config.pro 文件，可以建立標(biāo)準(zhǔn)的 Pro/ENGINEER 軟件運(yùn)行環(huán)境和非常個性化的運(yùn)行環(huán)境，以提高使用效率，尤其是合理的使用 mapkey ，建立指令組合可減少選擇菜單的時間。 

   如使零件上色（ shade ），只要在 config.pro 文件中加入 mapkey ＄ F4#VIEW ； #VIEW ； #COSMETIC ； #SHADE ； #DISPLAY ； #DONE-RETURN ；按 F4 芻就能完成上色的指令，減少選菜單的時間，提高使用效率。從此類推可完成任意指令的組合。 

   注意： pro/E/text 目錄下 config.pro 在啟動 pro/E 自動調(diào)入，統(tǒng)管整個運(yùn)行環(huán)境，工作目錄下 config.pro 只對本目錄。 

   建立標(biāo)準(zhǔn)零件庫 

   利用 Pro/ENGINEER 軟件的參數(shù)化功能或指令編程技術(shù)，建立本單位常用的標(biāo)準(zhǔn)零件庫， 
減少重復(fù)建模時間，提高設(shè)計(jì)效率。 

   注意精度（ Accuracy ）的設(shè)置 

   在模具設(shè)計(jì)時產(chǎn)生的種種問題可以通過提高精度（給一個較小的 Accuracy 數(shù)值）來解決。 

   在實(shí)體建模時有些有 Geom Check 的特征也可通過提高精度來解決。但精度越高， 

   Regeneration 零件的時間會越長。 

   倒角的技巧 

   ⑴倒角應(yīng)在拔模斜度完成后才進(jìn)行，若先完成倒角，之后與倒角關(guān)聯(lián)的曲面可能無法完成拔模具斜度的設(shè)計(jì)。 

   ⑵在進(jìn)行某些實(shí)體倒角時，倒角面可在屏幕顯示，但無法完成倒角，這時將 Attachment Type 的選項(xiàng)中選擇 Make Surface 可產(chǎn)生倒角曲面，在將產(chǎn)生倒角曲面相合并（ Merge ） , 用合并后產(chǎn)生的曲面切（ Cut out ）實(shí)體就可生成所需的實(shí)體。 

   注意 Geom Check 的提示，在造型階段應(yīng)盡量消除有 Geom Check 的特征，否則在模具設(shè)計(jì)和加工時可能會有問題。 

   合理使用曲面同實(shí)體的混合造型技術(shù) 

   有些造型是無法用單一實(shí)體特征完成的，可用曲面造型技術(shù)完成有關(guān)的造型，在用 Protrusion 中的 Use Quit 指令將曲面轉(zhuǎn)換成實(shí)體，或用 Cut 中的 Use Quit 指令在實(shí)體中切出曲面的形狀。 

   模具設(shè)計(jì) 

   ⑴使用拔模斜度檢查（ Info → Srf Analysis → Draft Check ）功能可檢查模具有無倒扣。 

   ⑵建立分型面時若要實(shí)用實(shí)體表面，應(yīng)盡量 Copy → Suef&bnd ，一次完成所需的曲面，不 要用 copy → Indiv surfs 的方式拷貝曲面，再將曲面合并（ Merge ）成所需曲面的方式。 

   單位轉(zhuǎn)換的技巧 

   在有些情況下將單位為英寸的文件轉(zhuǎn)換成單位為毫米的文件時，用 Seu up → Units → Length 菜單下 Same Size 指令時不能完成轉(zhuǎn)換，這時應(yīng)選用 Same Dims 完成轉(zhuǎn)換，再用 Set up → Shrinkage 指令用計(jì)算縮水的方法將零件放大 25.4 倍，完成英寸到毫米的轉(zhuǎn)換。 

   零件的數(shù)控加工指令編程 

⑴建立加工刀具及加工參數(shù)庫 
建立本單位常用刀具及加工參數(shù)庫在進(jìn)行數(shù)控加工指令編程時直接從數(shù)據(jù)庫中提取有 關(guān)的刀具及加工參數(shù)可大大縮短編程時間。 
⑵在曲面加工時盡量使用 Mill Molding 指令方便選擇加工曲面，提高加工效率。 
⑶適當(dāng)調(diào)整 Cut_angle 的數(shù)值，有時能消除過切現(xiàn)象。 
⑷設(shè)定加工參數(shù)時將 Circ_interpolation 中的可選項(xiàng)選為 Point ＿ only ，將加工數(shù)據(jù)用直接方式輸出，將園弧加工轉(zhuǎn)化成直線加工，能消除數(shù)控加工園弧的錯誤。 
⑸合理使用材料移出 (Material removal) 指令，能給加工仿真提供更多的方便及提高速度。 

   快速生成電極三維圖的方法 

⑴利用裝配中 cut out 功能可非�？斓漠a(chǎn)生型腔、型芯的整體電極圖。 
⑵利用整體電極圖形用 cut 的功能可產(chǎn)生局部電極圖。 

電極加工時火花位 ( 放電間隙 ) 的處理方法 

⑴用球形及倒角刀具加工，可直接在加工參數(shù) ( Stock allow ) 中給定負(fù)余量。 
⑵使用直柄 ( Flat Endmill ) 時給定一個大于火花位置的倒角就可解決。 

以上是我們使用 Pro/Engineer 軟件的一些心得體會，通過交流及探討使用心得，將可以擴(kuò)大用戶一致的得益。