基于Pro/E EMX軟件平臺車燈模具數(shù)控編程模板的開發(fā)

宋 新

（黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，開封 475003）

基于Pro/E EMX軟件平臺車燈模具數(shù)控編程模板的開發(fā)

宋 新

（黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，開封 475003）

0 引言

車燈模具由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高, 因而越來越多地使用高速銑削工藝進(jìn)行關(guān)鍵部件的加工。高速銑削工藝集高效、優(yōu)質(zhì)、低耗于一身, 能極大地提高模具加工速度，減少加工工序, 縮短甚至勿需進(jìn)行鉗工修復(fù)工作, 從而大大地縮短了模具的生產(chǎn)周期。但高速銑削加工對數(shù)控程序提出了更高的要求，過渡平滑、負(fù)荷穩(wěn)定是基本要求，因而在編程時需要設(shè)置的參數(shù)選項相對于普通編程來說需要更加細(xì)致。現(xiàn)有的CAD/ CAM 系統(tǒng)主要是提供一個可以進(jìn)行數(shù)控編程的人機交互式工具，并沒有針對零件的特征信息提供一套計算機輔助的機制對數(shù)控加工的工藝設(shè)計進(jìn)行指導(dǎo)，困此需要數(shù)控編程人員在使用CAM 軟件進(jìn)行加工編程時需要進(jìn)行加工工藝方式、走刀方式、加工參數(shù)的選擇，沒有充分利用已有的數(shù)控加工工藝設(shè)計軟件和計算機輔助的功能對數(shù)控加工工藝設(shè)計過程進(jìn)行進(jìn)一步的支持。由于編程者個人經(jīng)驗的局限性，不能顧及各方面因素來優(yōu)化工藝路線與參數(shù)，從而不能發(fā)揮高速加工機床的最佳性能。為了克服上述弱點，本課題主要在車燈注塑模具的數(shù)控編程中匯集數(shù)控加工工藝專家智慧，并且充分利用這些數(shù)控加工工藝知識，在此基礎(chǔ)上基于Pro/E EMX軟件平臺開發(fā)車燈模具數(shù)控編程模板。應(yīng)用模板進(jìn)行編程，可以實現(xiàn)針對不同零件的數(shù)控加工，調(diào)用相應(yīng)的程序模板或只對少數(shù)切削參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的修改，便可以生成適合實際應(yīng)用的加工工藝與數(shù)控程序，以提高工藝設(shè)計及編程的效率與質(zhì)量，減輕數(shù)控加工工藝設(shè)計人員的勞動量，規(guī)范數(shù)控加工工藝規(guī)程。

1 車燈模具結(jié)構(gòu)特征及加工工藝

由于車燈注塑模具的多樣性與復(fù)雜性，不同部位的加工面和加工方式均不相同，不同的結(jié)構(gòu)特征常有其特定的加工方法、走刀路線和工藝參數(shù)。同一類型的車燈模具結(jié)構(gòu)大同小異，對于車燈模具的組成零件通常可以分為以下幾個部分：型腔、型芯、鑲塊、頂塊、模架組成零件。再根據(jù)加工工藝的不同，將車燈模具的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行基于加工工藝的分類。可以將每一個零件分解為幾個標(biāo)準(zhǔn)的加工特征。如鑲塊零件就可以包括以下特征：成型面、分型面、結(jié)構(gòu)面、流道面、燈花面等特征。

1.1 創(chuàng)建特征加工程序模板

根據(jù)每種結(jié)構(gòu)特征的加工工藝性，確定它們的加工流程；根據(jù)每一步加工工藝的特點，結(jié)合Pro/E軟件豐富的加工策略，按照規(guī)則方式選擇結(jié)構(gòu)特征為加工對象，再選擇與之相匹配的加工策略；然后選擇刀具并定義合理的刀路參數(shù)與機床參數(shù)，完成加工程序的創(chuàng)建。再將該程序以模板形式保存。

1.2 創(chuàng)建加工鏈的刀軌模板

對于同一類型的零件，其結(jié)構(gòu)是相似的，只是尺寸有所差別，因而其加工策略也可以通用。因此可以為典型零件創(chuàng)建高速銑削的加工鏈，即一個典型的特征或零件加工包含多個指定的程序，由這些程序組成一個刀軌或多個刀軌。將這些刀軌保存為刀軌模板，并直接使用帶有區(qū)別特征的零件名稱和加工方法的文件名進(jìn)行命名。如一個簡單的型芯鑲塊，通常需要經(jīng)過毛坯粗加工、整體半精加工、側(cè)面精加工、頂面精加工、清角加工等幾個步驟。創(chuàng)建一個完整的零件加工刀路軌跡。在生產(chǎn)實踐中，將每種結(jié)構(gòu)特征的加工工藝特征逐個規(guī)范并開發(fā)成為程序模板，將具有代表性的、經(jīng)過實踐驗證的典型零件開發(fā)為刀軌模板，可以使生產(chǎn)中的模具各個部分加工均得到規(guī)范。

2 用Pro/ E 進(jìn)行分型面設(shè)計的關(guān)鍵問題

2.1 設(shè)計分型面的基本方法

在應(yīng)用Pro/ E 軟件設(shè)計分型時，一般先用復(fù)制方式構(gòu)建1 個內(nèi)分型面(基本曲面) ，再用曲面操控命令修改內(nèi)分型面或單獨構(gòu)建1 個外分型面(靠破面) ，最后將內(nèi)、外分型面合并，組合成完整的分型面(復(fù)合式分型面) 。分型面中的靠破孔：當(dāng)制品上有孔特征時，在內(nèi)分型面曲面上，這些特征常常以獨立邊界曲線(破孔) 形式存在。這些破孔必須填補起來方能拆模。完成填補的破孔即稱為靠破孔。破孔實質(zhì)上是小型芯(成形桿) 與主型芯或型腔的直接接觸面。填補破孔的基本思路是：尋找分割破孔的基準(zhǔn)曲線, 構(gòu)成填補破孔的基本曲面。再與內(nèi)分型面組合形成分割小型芯(成形桿) 、主型芯或型腔等零件的成形面。

2.2 填補破孔的主要方法

本文主要采用構(gòu)建曲面片的方式來填補破孔。其構(gòu)建曲面片的方法是：利用Modify (修改) 、Add(增加) 、Extrude(拉伸) 、Done(完成) ，選擇零件前表面為繪圖平面，選擇Main Papt ing PLN 為參考平面，進(jìn)入二維草繪界面；用實體邊的方式選取破孔的邊界。選擇Up to surface(至曲面) 為深度方向。補破孔的方法是：利用Mo dify (修改) 、Merge (合并)、Done(完成) 。在曲面合并對話中，選擇繪制的曲面片Addi ional Quit Side(附加面組) 。選Additional Quit Side(附加面組) 為Sid2(側(cè)2) 。可得到填補了所有破孔的內(nèi)分型面。

2.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計

用Pro/ E 軟件設(shè)計包括直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道在內(nèi)的澆注系統(tǒng)時，要采用軟件菜單管理器下: 特征( Feature) 、型腔組件(Cavity Assem) 以及實( Solid) 菜單中的命令。在菜單管理器中依次可點選征(Feature) 、型腔組件( Cavity Assem) , 這時就可以看到流道( Runner, 即澆道) 命令，點選流道(Runner) 出現(xiàn)菜單。

從菜單上可以看出流道的形狀有5 種可供選擇，根據(jù)要求選一種流道截面形狀，輸入該截面的幾何參數(shù)，選擇適當(dāng)?shù)牟堇L平面進(jìn)入草繪橫澆道或內(nèi)澆道路徑，離開草繪環(huán)境，系統(tǒng)會自動彈出相交的元件( Intersected Comps) " 對話框，可以選擇相交零件，也可單擊自動增加，系統(tǒng)會自動選擇相交零件，單擊確定，完成澆注系統(tǒng)設(shè)計。

可以看出，這種建立流道的方法只能建立截面形狀不改變的流道。一般來說, 直澆道的截面形狀是變化的，因此， 建立主流道時，一般采用實體(Solid) 命令中切減材料的方法來進(jìn)行。而Pro/ E提供的這種建立流道的功能, 一般適用于橫澆道及內(nèi)澆道的建立。

2.4 壓鑄模結(jié)構(gòu)設(shè)計

基于Pro/ E 進(jìn)行模具設(shè)計過程中，分型面設(shè)計完成后，以分型面為參考，將模具分割為數(shù)個體積塊，即動模和定模以及其它成形零件。Pro/ E提供了兩種建立模具體積塊的方法：利用分割法自動建立體積塊；利用聚合法和草繪手動法建立體積塊。這兩種方法不同之處在于自動分割法要求事先建立的改制件的分型面完全正確，而手動法可以不事先建立分型面。利用分割法創(chuàng)建模具體積塊，前提條件是上一步創(chuàng)建的分型面必須完全正確，而且分型面與工件外表面相交的軌跡必須是封閉的曲線，且分型面中不能有破孔，若有破孔存在，則在分割時會出現(xiàn)分割不成功的情況。所以在分割之前必須把分型面中的破孔補起來，以便接下來進(jìn)行模具體積塊的分割。依次點擊選擇菜單項模具體積塊(Mold Volume)下分割(Split) ，即彈出分割體積塊(Split Volume) 菜單, 接下來按照菜單的提示就可以分割模具了，并由此可生成模具鑲塊。壓鑄模的型腔由鑲塊和型芯構(gòu)成, 其成形零件主要是指型芯和鑲塊。將其裝入模具的套板內(nèi)加以固定。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于易于更換和維修；壓鑄件的局部結(jié)構(gòu)改變時，不致使整套模具報廢；拼接時的空隙有利于排出型腔的氣體。

編程模板在車燈模具數(shù)控加工中的應(yīng)用，可以大幅度簡化數(shù)控編程過程，提高工藝和程序設(shè)計的穩(wěn)定性和規(guī)范性，顯著提高程序設(shè)計和模具加工的質(zhì)量和效率。通過編程模板的設(shè)置和完善，可以實現(xiàn)工藝與編程的標(biāo)準(zhǔn)化，并可以將知識進(jìn)行傳承，即使新手也可以應(yīng)用模板編制出高質(zhì)量的數(shù)控加工程序。

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Application of Pro/E in the design of the die casting die for lampshade abstract

SONG Xin

現(xiàn)有的CAD/ CAM 系統(tǒng)主要是提供一個可以進(jìn)行數(shù)控編程的人機交互式工具, 并沒有針對零件的特征信息提供一套計算機輔助的機制對數(shù)控加工的工藝設(shè)計進(jìn)行指導(dǎo), 為了克服上述弱點, 本文主要在車燈注塑模具的數(shù)控編程中匯集數(shù)控加工工藝專家智慧, 并且充分利用這些數(shù)控加工工藝知識, 在此基礎(chǔ)上基于Pro/E EMX軟件平臺開發(fā)車燈模具數(shù)控編程模板。

燈罩；壓鑄模；分型面設(shè)計；澆注系統(tǒng)；Pro/E軟件

宋新（1973 - ），男，河北吳橋人，講師，工學(xué)碩士，主要從事機械設(shè)計與制造教學(xué)工作。

TP313

A

1009-0134(2011)5(上)-0052-03

10.3969/j.issn.1009-0134.2011.5(上).19

2011-01-04