Pro/E在壓鑄模具設(shè)計(jì)及制造過(guò)程中的應(yīng)用

隨著我國(guó)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(shí)，變得越來(lái)越復(fù)雜，而這些產(chǎn)品的制造離不開(kāi)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(guó)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(kāi)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(kāi)發(fā)項(xiàng)目，先后二次引起Pro/ENGINEER軟件，應(yīng)用該軟件開(kāi)發(fā)出了摩托車發(fā)動(dòng)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(huì)。 

   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(kù)、在CAD、CAE、CAM，各單元之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)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(shí)間和誤差；借助計(jì)算機(jī)對(duì)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(dòng)情況及模具工作過(guò)程中的溫度分布情況等進(jìn)行反復(fù)修改和優(yōu)化，將問(wèn)題發(fā)現(xiàn)于正式生產(chǎn)前，大大縮短制模具時(shí)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(kù)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(tái)。 

   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(guò)程復(fù)雜，要求交貨時(shí)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(zhǎng)，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(guò)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(shí)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(duì)、檢查，預(yù)先發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程的錯(cuò)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(shí)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(gè)工程師對(duì)產(chǎn)品所做的修改可自動(dòng)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(shí)間。 

   在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)用Pro/ENGINEER軟件，我們將原來(lái)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(shí)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(shí)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(gè)工程師使用的圖形數(shù)據(jù)是絕對(duì)相同，并使每個(gè)工程師所做的修改自動(dòng)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(kù)、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(guò)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(gè)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(shí)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(shí)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(dòng) pro/E 自動(dòng)調(diào)入，統(tǒng)管整個(gè)運(yùn)行環(huán)境，工作目錄下 config.pro 只對(duì)本目錄。 

   建立標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù) 

   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(kù)， 
減少重復(fù)建模時(shí)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(shí)產(chǎn)生的種種問(wèn)題可以通過(guò)提高精度（給一個(gè)較小的 Accuracy 數(shù)值）來(lái)解決。 

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

   Regeneration 零件的時(shí)間會(huì)越長(zhǎng)。 

   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(wú)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(shí)，倒角面可在屏幕顯示，但無(wú)法完成倒角，這時(shí)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(shí)可能會(huì)有問(wèn)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(wú)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(wú)倒扣。 

   ⑵建立分型面時(shí)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(shí)，用 Seu up → Units → Length 菜單下 Same Size 指令時(shí)不能完成轉(zhuǎn)換，這時(shí)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(kù) 
建立本單位常用刀具及加工參數(shù)庫(kù)在進(jìn)行數(shù)控加工指令編程時(shí)直接從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取有 關(guān)的刀具及加工參數(shù)可大大縮短編程時(shí)間。 
⑵在曲面加工時(shí)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(shí)能消除過(guò)切現(xiàn)象。 
⑷設(shè)定加工參數(shù)時(shí)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(cuò)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 功能可非常快的產(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(shí)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(shí)給定一個(gè)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(huì)，通過(guò)交流及探討使用心得，將可以擴(kuò)大用戶一致的得益。