發(fā)動機汽缸體鑄造模具設(shè)計中ProE軟件的應(yīng)用

張玉偉

摘?要：ProE軟件可以設(shè)計和制作一些復(fù)雜程度較高的模具，其精確度非常高，操作簡便，使用成本偏低，因此也受到了很多工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的認(rèn)可和推廣，筆者主要以發(fā)動機設(shè)備中汽缸體的模具設(shè)計為例，對ProE軟件輔助設(shè)計人員完成該類型構(gòu)件模具設(shè)計工作中的應(yīng)用進行相應(yīng)的論述，希望以筆者針對ProE軟件所提出的一些意見和建議可以為相關(guān)模具設(shè)計人員提供一些有價值性的理論參考。

關(guān)鍵詞：發(fā)動機氣缸體;鑄造模具設(shè)計;ProE軟件

ProE軟件在國內(nèi)很多工程項目的設(shè)計中都有著非常廣泛的應(yīng)用，該軟件在實際應(yīng)用過程中也發(fā)揮了很大的作用，與傳統(tǒng)的設(shè)計軟件相比，ProE軟件的優(yōu)勢在于可以將二維設(shè)計圖紙與三維設(shè)計模型之間進行相互高效率的相互轉(zhuǎn)換，并且可以有效地縮短設(shè)計周期，提高設(shè)計人員的設(shè)計效率，為我國的工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)提供了技術(shù)支持。接下來，筆者將以ProE軟件為主體內(nèi)容，對其在發(fā)動機相關(guān)構(gòu)件的模具制作過程中的實際應(yīng)用展開詳細(xì)的論述。

一、ProE軟件概述

Pro/Engineer軟件時美國PTC公司所研發(fā)出的一項三維軟件，簡稱ProE軟件，該軟件結(jié)合了CAD技術(shù)、CAM技術(shù)以及CAE技術(shù)為一體，是將參數(shù)技術(shù)與軟件操作相結(jié)合的一種全新的操作設(shè)計軟件，在國內(nèi)的設(shè)計領(lǐng)域占據(jù)了非常重要的地位。與其他傳統(tǒng)的設(shè)計軟件相比，ProE軟件的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾點：第一，參數(shù)化的操作設(shè)計，對于一些非常復(fù)雜的模型，工作人員都可以利用ProE軟件將其細(xì)化為一些基本的幾何構(gòu)件，而這種分解的形式則是ProE軟件中參數(shù)化設(shè)計的重要體現(xiàn)形式;第二，特征建模，該設(shè)計形式主要是設(shè)計人員通過使用ProE軟件可以自動生成一些模型的腔體、倒角、殼體等構(gòu)件，而設(shè)計人員則jet隨時通過對模型數(shù)據(jù)的更改來完成完善ProE軟件所生成的模型結(jié)構(gòu)，操作性非常靈活[1];第三，數(shù)據(jù)信息庫的單一性，由于ProE軟件是以某一特定基層的數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)的，因此設(shè)計人員在設(shè)計過程中任何細(xì)節(jié)處的數(shù)據(jù)信息發(fā)生變動時，ProE軟件都會將與該修改數(shù)據(jù)信息相關(guān)聯(lián)的其他數(shù)據(jù)進行自動的更改，通過這種方式來有效地提高設(shè)計人員的工作效率。

二、發(fā)動機設(shè)計應(yīng)用

（一）三維設(shè)計

對于發(fā)動機而言，設(shè)計人員在使用ProE軟件對其汽缸體進行模具的設(shè)計作業(yè)時，可以先三維結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為三維逐漸，然后再將汽缸體相關(guān)的數(shù)據(jù)信息傳輸至ProE軟件內(nèi)，設(shè)計人員通過使用ProE軟件對該零件模型進行三維層面上的修改和調(diào)整，從而完成整個汽缸體模具的設(shè)計。

（二）工藝設(shè)計

1.砂芯工藝

設(shè)計人員在使用ProE軟件對汽缸體內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的砂芯進行設(shè)計修改時所應(yīng)遵循的工藝設(shè)計流程如下：第一，設(shè)計人員需要先在ProE軟件內(nèi)創(chuàng)建一個新文件，并且將砂芯的基本結(jié)構(gòu)圖添加至新文件內(nèi);第二，設(shè)計人員可以以此作為基本的參照模型，將該結(jié)構(gòu)示意圖按照一定比例進行縮放，直到模型的尺寸與實體砂芯的尺寸相符為止;第三，將創(chuàng)建的砂芯與ProE軟件內(nèi)的聚合體相結(jié)合，并且在此基礎(chǔ)上來完成砂芯結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔設(shè)計;第四，當(dāng)工作人員將砂芯模型抽取之后，該模型設(shè)計會成為一個獨立存在的prt文件，該文件同時也是砂芯模型的實體尺寸[2];第五，對于被抽離部分的砂芯，設(shè)計人員可以對其進行進一步細(xì)致地工藝設(shè)計，將砂芯所保存的獨立文件prt打開，設(shè)計人員低砂芯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行精確地定位和描述，并且通過這種方式來確立砂芯結(jié)構(gòu)的最終設(shè)計效果;第六，由于ProE軟件具有較強的再生性，因此即使設(shè)計人員對砂芯結(jié)構(gòu)最終設(shè)計效果有不滿意的地方需要修改，也可以砂芯的結(jié)構(gòu)模型進行反復(fù)對比，從而進一步提高設(shè)計人員最終所制作而成模具的質(zhì)量水平。

2.砂芯分割

設(shè)計人員在進行砂芯構(gòu)件的工藝設(shè)計時，常常會遇到以下設(shè)計難題：如何在確保汽缸體內(nèi)桶芯和桶桿之間相互連接的基礎(chǔ)上來滿足該砂芯鑄件與發(fā)動機之間的連通性，為了可以有效地解決這一設(shè)計難題，設(shè)計人員可以通過ProE軟件來進行相應(yīng)地解決，具體流程如下：第一，設(shè)計人員需要先在ProE軟件內(nèi)創(chuàng)建新文件，然后對汽缸體內(nèi)的砂芯進分割作業(yè);第二，以汽缸體內(nèi)的缸體規(guī)格大小為標(biāo)準(zhǔn)，采用聚合的方式將模具與體積塊進行相互連接;第三，最終設(shè)計人員需要嚴(yán)格按照設(shè)計工藝的形式對砂芯構(gòu)件的曲面進行分形、分割等設(shè)計處理，以求得到最佳的模具設(shè)計效果。

3.模具制造

當(dāng)設(shè)計人員通過ProE軟件完成上述設(shè)計步驟之后，工作人員需要將ProE軟件所生成的三維模型通過軟件操作轉(zhuǎn)換為二維圖紙，這樣不僅可以也有效地提高文檔管理的效率，同時還能顯著加強模具設(shè)計的實效性。設(shè)計人員可以在ProE軟件的視圖功能項目中插入一些尺寸、規(guī)格、幾何公差等相關(guān)數(shù)據(jù)信息的標(biāo)識，并且在此基礎(chǔ)上來實時地修改汽缸體模型設(shè)計的最終效果，然后將設(shè)計方案進行定量，最終完成汽缸體的模具設(shè)計，可以投入后續(xù)的批量生產(chǎn)中。通過ProE軟件所進行的模具設(shè)計和制造不僅可以顯著降低重復(fù)設(shè)計的技術(shù)難題，同時還可以大幅度縮短制造周期，因此其應(yīng)用范圍也一直在不斷地擴大，為更多的工業(yè)生產(chǎn)添加助力。

三、結(jié)語

總而言之，雖然ProE軟件在國內(nèi)的應(yīng)用性非常強，但是該技術(shù)正處于發(fā)展的初期階段，因此ProE軟件在實際應(yīng)用中還存在一些操作缺陷問題還有待改善，但是筆者相信在技術(shù)研究人員對ProE軟件的不斷地改進和優(yōu)化下，ProE軟件一定會在短期內(nèi)實現(xiàn)操作性能的大幅度提高，從而進一步為我國工業(yè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域的進步和發(fā)展做出更加卓越的貢獻。

參考文獻：

[1]姜偉剛，王超.機械制圖中PROE軟件的應(yīng)用探析[J].醫(yī)療裝備，2014，27（12）：125-126.

[2]何小波.基于ProE的三維工藝設(shè)計系統(tǒng)[D].西安：西安電子科技大學(xué)，2012：134-137.