基于PRO/E的車身模具虛擬設(shè)計

摘 要：模具成型方法廣泛運用于工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計中，利用PRO/E進行塑料模具設(shè)計可大大提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。介紹了PRO/E軟件及其應(yīng)用情況，然后以PRO/E4.0為例對小車車身模具進行設(shè)計，給出了設(shè)計步驟和具體方法。

關(guān)鍵詞：PRO/E；計算機輔助設(shè)計；塑料模具

近十年來，我國加工制造業(yè)發(fā)展迅速，模具行業(yè)每年以15%左右的速度增長。模具成型工藝相比傳統(tǒng)的切削加工工藝，大大提高了生產(chǎn)效率，并且生產(chǎn)精度高，質(zhì)量有保證，節(jié)省材料，經(jīng)濟效益好。因此，模具成型方法廣泛應(yīng)用于機械，電子電器，儀表儀器，交通和國防工業(yè)中。模具已經(jīng)成為工業(yè)上進行大批量、規(guī)?；a(chǎn)的重要手段，對于縮短生產(chǎn)周期、快速占領(lǐng)市場，以及新產(chǎn)品開發(fā)都具有重要意義。

計算機輔助設(shè)計的大量運用使模具設(shè)計變得越來越方便，越來越多的零件采用pro/E軟件進行模具設(shè)計。Pro/E是模具設(shè)計中使用最廣泛，最實用的軟件，設(shè)計人員使用Pro/E可以根據(jù)零件參數(shù)圖和工藝要求，使用CAD模塊對零件實體造型，然后利用模具設(shè)計模塊，對零件進行模具設(shè)計。

一、PRO/ENGINEER 簡介

Pro/E是美國參數(shù)技術(shù)公司（PTC）研發(fā)的三維CAD、CAM軟件系統(tǒng)。在產(chǎn)品信息模型方面，Pro/E把所有的功能模塊建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上，提供了所有工程項目之間的全關(guān)聯(lián)，真正實現(xiàn)了CAD/CAE/CAM的有機集成，功能強大，是現(xiàn)今最成功的CAD/CAM軟件之一。利用它可以進行零件設(shè)計、產(chǎn)品裝配、鉑金件設(shè)計、模具設(shè)計、逆向造型優(yōu)化設(shè)計等。國內(nèi)的許多大學都選用Pro/E為其研究開發(fā)的基礎(chǔ)軟件。尤其在模具設(shè)計中占有重要地位。

二、PRO/E 在塑料模具設(shè)計中的應(yīng)用

下面以PRO/E4.0為例對小車車身模具進行設(shè)計，模型如圖1所示，其主要設(shè)計步驟如下：

圖1車身產(chǎn)品模型圖 圖2浮動參照模型窗口和菜單

圖3參照零件布局結(jié)果

1.參照零件布局

在PRO/E4.0工作界面，調(diào)出“模具型腔”對話框后，輸入模具型腔的名稱，本例設(shè)為“cheqiang”，選擇“mmns_mfg_mold”模板，進入模具設(shè)計模塊。然后進行模具型腔布局設(shè)置。在選擇零件后，創(chuàng)建參照模型。在參照模型窗口中的“坐標系類型”選項，如圖2所示。選擇“標準”命令，在浮動窗口中選擇坐標系CSO，然后完成參照模型如圖3所示。

2.設(shè)置收縮率

收縮率即產(chǎn)品的縮水率，會直接影響到產(chǎn)品的尺寸，在分模之前都需要進行設(shè)置產(chǎn)品的收縮率。

單擊“模具制造”工具欄上的“按比例收縮”按鈕，在彈出的“按比例收縮”對話框中選擇“1+S”收縮率公式，選中參照模型中的坐標系PRT_CSYS_DEF，在“收縮率”文本框中輸入收縮參數(shù)，本例設(shè)置為0.005，完成全部零件的收縮率設(shè)置。

3.創(chuàng)建工件

選擇MOLD_DEF_CSYS坐標系作為模具原點，選擇“標準矩形”，單位為mm，接受默認的工件名稱，在“統(tǒng)一偏距”文本中輸入50，在圖形區(qū)顯示各方向尺寸邊界。在“整體尺寸”區(qū)的“X，Y，+Z型腔，-Z型腔”文本框中輸入數(shù)據(jù)，完成工件的設(shè)置。

4.創(chuàng)建分型面

進入分型面創(chuàng)建方式，在圖形區(qū)遮蔽工件。選擇如圖4所示的參照模型內(nèi)表面為種子面，所選定的曲面呈紅色。然后“粘貼”操控板。選擇如圖5所示的面為第一組邊界面（實體所有端面），然后旋轉(zhuǎn)視圖，選擇如圖6所示的實體內(nèi)表面作為第二組邊界面（圓柱內(nèi)孔表面）。選擇“排除曲面并填充孔”，完成復(fù)制曲面的創(chuàng)建。

圖4選擇種子面 圖5選擇第一面組 圖6選擇第二面組

選擇下拉菜單中“視圖”，“可見性”，“著色”命令，可以看到創(chuàng)建的復(fù)制曲面，如圖7所示。選擇如圖8所示的分型面邊鏈，在“延伸”操控板中，選擇工件的側(cè)面為截止面，完成延伸，同時重復(fù)該步驟，分別延伸其他的3個側(cè)面，完成分型面的創(chuàng)建。

圖7復(fù)制的曲面 圖8選擇延伸對象

5.分割體積塊

在圖形區(qū)選擇上一步所創(chuàng)建的分型曲面作為分割曲面，單擊“選取”和“分割”中的“確定”按鈕。并在“屬性”對話框中的“名稱”文本框中分別命名，創(chuàng)建體積塊。

6.抽取模具原件

單擊“模具制造”工具欄上的“模具元件”按鈕，在“創(chuàng)建模具元件”對話框中單擊“選擇全部體積塊”按鈕，選擇所有的模具體積塊，完成模具元件抽取。

7.澆注系統(tǒng)

單擊右鍵“模具”菜單中的“特征”，“型腔組件”，“實體”，“切減材料”，“旋轉(zhuǎn)實體/完成”命令。在“旋轉(zhuǎn)”操控面板中的圖形窗口中單擊鼠標右鍵，選擇“定義內(nèi)部草繪”命令，打開“草繪”對話框。選取基準平面“MOLD_FRONT”為草繪平面，系統(tǒng)將自動選擇基準平面“MOLD_RIGHT”為“右”參照平面。然后進入草繪模式，繪制圖二位截面，返回“旋轉(zhuǎn)”操控板，完成主流道創(chuàng)建。

8.鑄模與開模仿真

執(zhí)行“鑄?！辈藛蔚摹皠?chuàng)建”命令，并在消（下轉(zhuǎn)第281頁）（上接第279頁）息區(qū)的文本框中輸入名稱為zhumo，完成填充。單擊“模具制造”工具欄上的“開模仿真”按鈕，選擇菜單“定義間距”，“定義移動”命令，選擇凹模。選擇如圖9所示的表面為移動方向，在“消息區(qū)”輸入移動距離為300，重復(fù)上述步驟，選擇如圖10所示的凸模和移動方向平面。并輸入移動距離為-200。選擇“模具孔”，“定義間距”，“完成”，完成開模仿真，如圖11所示。

圖9選擇移動元件和方向 圖10選擇移動元件和方向

圖11開模仿真結(jié)果

參考文獻：

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