1 引 言

　　Pro/E軟件是美國PTC公司推出的CAD/CAM/CAE軟件產品，Pro/E通過一種獨特的參數化設計及基于特征的實體造型設計制造技術，為壓鑄模設計和生產加工提供了高質量、高精度、短周期、成效快的途徑。

　　Pro/E使用于壓鑄模設計制造基本模塊主要為：零件設計、裝配設計、文檔設計(繪圖)、數控加工編程、壓鑄模設計(Die一Casting Die Design)等。Pro/E具有參數化基于特征的模型設計特性;有強大的裝配能力及設計與制造充分相關性;有模型檢查干涉可靠性;有硬件獨立性、可互換操作和使用方便等特性。Pro/E的優勢在于設計過程中無論何時何地都能迅速地修改零件的設計參數。

　　壓鑄模CAD設計第一步要根據產品零件圖或素材圖(毛坯圖)進行實體造型設計。即零件設計(Part Design)，運用Pro/E設計零件：

　　(1) 建立草繪特征構造實體：拉伸體(Extrude)、切割(Cut)、旋轉(Revolve)、沿一個平面掃掠(Sweep)及過渡(Blend)。

　　(2) Pro/E提供了一些標準零件設計，如孔、軸、開槽、抽殼、法蘭、筋等，操作簡單，使用方便。

　　(3) Pro/E 能對零件進行外觀修整，如：圓角、倒角、拔模角等。可設置各種參考基準、軸、點、曲線、坐標系等。

　　(4) Pro/E 能對零件進行修改、復制、排布、壓縮、刪除、隱藏、重新定義、重新排序等調整操作。

　　(5) Pro/E 可建立數據驅動表(Family table)，生成一個表格參數驅動的組合件。適合同一系列有規律實體造型設計。

　　壓鑄模實體造型，運用Pro/E應首先建立最基本特征如：基準面、坐標系、基準軸、基準點、基準曲線等。建立好的基準特性是實體造型成敗的關鍵，是建立實體及曲面等特征的基礎。基準建立后，可進行輪廓設計，實體造型如果形狀復雜，可建立曲面，通過曲面組合、相交、延伸、合并(Merge)構成封閉曲面，再生成實體。

　　壓鑄模實體模型要帶有收縮率(Shrinkage)，一般為千分之五左右，運用Pro/E可以自動增加收縮率，也可通過改變比例來實現。

　　三維實體模型建成后，可進一步作模具分型設計，生成動、定模型腔、側抽、鑲件等，以便進行模具的結構設計;由三維實體模型可拆分生成放電加工的電極;由三維實體模型可生成二維鑄件圖;由動、定模型腔或電極作為加工件模型，實現壓鑄模CAM即計算機輔助制造。CAM計算機輔助制造過程中直接應運用CAD計算機輔助設計生成三維實體模型，使CAD與CAM有機結合在一起，實現了壓鑄模CAD/CAM一體化。

　　2 模具分型設計

　　利用pro/E Casting或Molding兩模塊可對三維實體模型定義分型面(Parting Surface)、分型線或建立Volume，從而實現自動分離生成動定模型腔，側抽、鑲件等。其中分型面(Parting surface)可以通過草繪一個分型面或拷貝(Copy)參考件表面來實現;Volumes通常選用Surface 或Surf & Band兩種方式拷貝參考件表面形成封閉面(Surface Quilt)來實現。

　　分型設計另一種方法為利用Pro/E復雜曲面(Surface)對三維實體模型進行處理，應用合并(Merge)、剪切(Cut)生成動、定模型腔、側抽。如圖1所示用Pro/E生成3D模型曲軸箱，如圖2、圖3、圖4所示為模具分型設計生成側抽、動模、定模。

　　3 電極設計

　　為便于型腔放電加工，保證NC加工電極刀具能加工到成形處，保正清根，便于手動拋光等，要拆電極。運用Pro/E壓縮(Suppress)、切除(Cut)、曲面(Surface)、數據共享(Data Sharing)等，可將實體模型分離生成動模電極、定模電極、側抽電極。為實現模具CAM，NC加工電極提供加工實體模型。

　　4 模具結構設計

　　由三維實體模型生成動、定模型腔、側抽后，就可進一步進行模具結構設計：①澆鑄系統設計;②溢流槽、排氣槽、排氣道設計;③頂桿孔位置設計;④型芯孔位置設計;⑤冷卻系統設計;⑥模具常規部件設計，如動、定模板設計，澆口套、導住、導套、斜導柱、模具墊塊、復位桿、頂桿固定板、推板等。模具常規部件是隨著壓鑄機噸位大小、產品樣件形式大小，按一定規則變化的。因而，可利用Plo/E Famlily table(數據驅動表)及程序(Program)建立模具部件參數表及控制程序，自動生成模具常規部件、裝配實體模型，實現了模具自動化參數設計。

　　5 文檔設計(工程圖)

　　Pro/E軟件繪圖模塊能直接將三維實體模型迅速生成二維工程設計圖。其功能如下：

　　(1) 可生成各種類型視圖，如主視圖、投影圖、向視圖、細節圖、旋轉視圖、分解圖、局部圖、展開圖、剖面圖各種透視圖。

　　(2) 可迅速顯示或生成各種視圖尺寸，根據需要可在視圖間進行切換，便于檢查3D模型。

　　(3) 能生成幾何公差、文字注釋、漢字等。

　　(4) 能支持各種工業標準(ANIS ISO BIN JIS)。

　　(5) 通過編輯能迅速生成產品零件圖案裝配圖。模具結構設計完成后，將三維實體轉換為2D工程圖，為模具生產加工、拋光、組裝和客戶提供了模具圖、鑄件圖。

　　6 模具NC加工

　　Pro/E提供加工模塊Pro/Manufacturing實現了CAD/CAM一體化，運用此模塊對模具動、定模型腔進行處理，可生成粗精加工程序，對模具電極進行處理可生成電極加工程序。

　　Pro/E的MFG加工模塊是Pro/E中一個重要組成部分，通過編輯加工過程所使用的刀具加工參數(切削參數)，可自動生成刀具運行軌跡。Pro/MFG的參數、刀具軌跡與模型設計是完全相關的;當設計改變時，它能自動重新輸出產品制造加工數據。Pro/MFG所支持的機械加工方式是新型的全方位的加工方式(包括車、銑、鉆、線切割、高速加工等);Pro/MFG主要功能如下：

　　(1) 體積加工(Volume)：主要用于模具電極粗加工。

　　(2) 局部銑削(Local miling)：自動加工邊角剩余材料，邊界清角。

　　(3) 分層銑削(Conventional)：可根據加工深度、刀具長度設置每層所需加工深度，采用正交銑削提高加工光潔度，用于精加工電極。

　　(4) 等參數多曲面加工(Contour surf)：通過定義曲面內部控制線、外部區域線及刀具掠影軌跡來實現加工，節省加工時間。

　　(5) 等高線加工(Profile milling)：可用于粗、精加工，要求加工的表面一定要連續。

　　(6) 表面加工(Face mill)：大表面加工，將所有孔和槽填平。

　　(7) 軌跡銑削(Trajectory mill)：刀具沿指定的軌跡線移動，用于銑輪廓或清根;電極清根多采用此項。

　　(8) 孔加工(Holemaking)：能實現鉆、撞、惚等孔加工、鉆中心孔。

　　Pro/E的MFG加工模塊對加工提供定性、定量兩種檢查方法：

　　(1) 定性檢查(NC一CHECK)：能動態仿真顯示刀具加工軌跡。

　　(2) 定量檢查(Gouge一CHECK)：能顯示過切加工量。

　　可以通過觀看模型、CL數據及帶顏色譯碼走刀速率的模擬走刀軌跡等，對走刀路徑進行圖形化驗證。可以通過動態逼真的材料切削，觀察加工過程是否有干涉、過切情況，從而幫助設計者優化制造過程，減少廢品率和再加工。

　　數控加工后置處理NCPOST：后置處理是指刀具數據文件，轉換成特定數控機床的數控加工程序，去控制機床各執行部件的運行，達到加工零件的目的。對于不同的數控機床，對應不同的加工指令形式，Pro/E中的NCPOST后置處理需要用戶按現有加工中心或數控機床進行設定。模具Pro/MFG實現CAM過程如圖5所示，模具CAD/CAM一體化流程如圖6所示。