1 　引言

    計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件Pro/ E 是一個(gè)參數(shù)化的實(shí)體造型軟件,不但能生成真實(shí)的幾何形體,還可進(jìn)行精確的模型分析,運(yùn)動(dòng)分析,干涉檢查等。Pro/ E 的參數(shù)化特征造型技術(shù)大大減輕了設(shè)計(jì)人員的繪圖工作量,提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量,利用Pro/ E相應(yīng)的開發(fā)工具及技術(shù)開發(fā)沖壓模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD) 系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、加工設(shè)計(jì)等同時(shí)進(jìn)行,從而達(dá)到縮短模具的生產(chǎn)制造周期,提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

    2 　沖壓模CAD 系統(tǒng)的構(gòu)成

    沖壓模具按工藝性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉伸模、成形模等,無論何種模具,基本上都需要上、下模體、導(dǎo)向裝置、壓料裝置、定位裝置等,因此沖壓模具CAD 系統(tǒng)是集沖壓模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)、沖壓模具加工仿真、沖壓模具工作仿真為一體的方便易用的設(shè)計(jì)系統(tǒng),系統(tǒng)構(gòu)成如圖1 所示。圖2 為該系統(tǒng)在Pro/ E環(huán)境下運(yùn)行的一個(gè)界面。

    3 　Pro/ E參數(shù)化技術(shù)在沖壓模具CAD 系統(tǒng)中的應(yīng)用

    Pro/ E 軟件在提供強(qiáng)大的設(shè)計(jì)、分析、制造功能的同時(shí),也為用戶提供了多種參數(shù)化設(shè)計(jì)開發(fā)工具。沖壓模具中既包含大量的標(biāo)準(zhǔn)件和常用件,也包含一些專用件,在對(duì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)和應(yīng)用時(shí),應(yīng)用Pro/E 的二次開發(fā)工具,如族表( Family Table) , Pro/ Pro2gram ,Pro/Toolkit 等進(jìn)行開發(fā),可以高效快速地進(jìn)行設(shè)計(jì)。

    3. 1 　基于Pro/ E 的參數(shù)化設(shè)計(jì)開發(fā)步驟

    基于Pro/ E 的參數(shù)化設(shè)計(jì)開發(fā)一般有3 個(gè)步驟: ①利用Pro/ E 的實(shí)體造型及參數(shù)驅(qū)動(dòng)功能,進(jìn)行零件的建模; ②對(duì)所建的模型進(jìn)行參數(shù)、以及參數(shù)間關(guān)系設(shè)定,從而滿足參數(shù)驅(qū)動(dòng)的需要—利用工具菜單中的關(guān)系下拉菜單進(jìn)行; ③利用Pro/ E 提供的工具進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)開發(fā)。

    3. 2 　參數(shù)化設(shè)計(jì)開發(fā)及應(yīng)用

    (1) 族表技術(shù)的應(yīng)用

    在零件設(shè)計(jì)時(shí),如果某些零件結(jié)構(gòu)一樣,只是尺寸不同,那么這些零件就不必一一單個(gè)建立,可建立一個(gè)父零件,定義各個(gè)控制零件形狀大小的參數(shù),在設(shè)計(jì)時(shí)通過改變各個(gè)參數(shù)的值來得到所需要的衍生件,從而建立一系列的零件,這些零件組成的集合稱為族表。由于標(biāo)準(zhǔn)件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,故模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)件庫采用族表技術(shù)開發(fā),從而方便快捷地達(dá)到設(shè)計(jì)目的,圖3 為利用族表設(shè)計(jì)零件的界面。在建立父零件時(shí)應(yīng)注意以下2 個(gè)問題:

    ①父零件一般采用同類型標(biāo)準(zhǔn)件中尺寸最大的標(biāo)準(zhǔn)件。

    ②父零件應(yīng)包含同類型標(biāo)準(zhǔn)件的所有特征。

(2) Pro/Program技術(shù)的應(yīng)用

Pro/Program是一個(gè)記錄模型建立過程的文件，它記錄著模型產(chǎn)生的步驟和條件，包括所有的特征的建立過程、參數(shù)、尺寸和關(guān)系式等模型信息，系統(tǒng)將建立的每個(gè)特征的信息寫到程序中，用戶可以通過編輯非常簡(jiǎn)單的程序語言改變零件的特征。通過“program”可以控制零件中特征的出現(xiàn)與否，尺寸的大小和裝配件中零件的出現(xiàn)與否，零件的個(gè)數(shù)等，從而很方便地設(shè)計(jì)一系列不同的產(chǎn)品。由于常用件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸比較相似，故采用Program 技術(shù)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)中常用件庫的開發(fā)。

Pro/Program程序由5 個(gè)部分順序構(gòu)成：程序標(biāo)題、輸入提示信息、輸入關(guān)系式、添加特征(或零件) 、和質(zhì)量特性，用戶可根據(jù)需要在輸入提示信息部分( INPUT和END INPUT) 之間加入可修改的參數(shù)名即可。

(3) 基于Pro/Toolkit 開發(fā)的參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用

基于Pro/Toolkit 三維參數(shù)化設(shè)計(jì)的開發(fā)方法有2 種：①應(yīng)用特征描述法利用Pro/Toolkit 提供的底層函數(shù)完成特征建模，并建立人機(jī)對(duì)話框，實(shí)現(xiàn)三維參數(shù)化設(shè)計(jì)，此方法程序設(shè)計(jì)繁瑣，對(duì)于形狀復(fù)雜的產(chǎn)品來說，用程序來生成三維模型非常困難; ②采用三維模型與程序控制相結(jié)合的方式，基本過程為在Pro/E環(huán)境下利用交互方式生成三維模型，然后在已創(chuàng)建的零件三維模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)零件的設(shè)計(jì)要求建立一組可以完全控制三維模型形狀和大小的設(shè)計(jì)參數(shù)。參數(shù)化程序針對(duì)該零件的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)參數(shù)的檢索、修改和根據(jù)新的參數(shù)值生成新的三維模型的功能，其流程如圖4 所示。此種方法可以生成形狀復(fù)雜的產(chǎn)品模型，編程相對(duì)來說較簡(jiǎn)單