Pro/E是全方位的面向3D產(chǎn)品開發(fā)的集成化軟件，自1988年問世以來，憑借著其強(qiáng)大的3D功能，已成為當(dāng)今最普及的CAD/CAM軟件之一。Pro/E軟件集零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品裝配、模具設(shè)計(jì)、NC加工、鈑金件設(shè)計(jì)、鑄造件設(shè)計(jì)、自動(dòng)測量、機(jī)構(gòu)仿真、應(yīng)力分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理等功能于一體，在機(jī)械、電子、汽車、航天、模具、工業(yè)沒計(jì)等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用?。本文以一爪盤模具的設(shè)計(jì)與制造為例，介紹應(yīng)用Pro/E軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的過程和方法。

　　1. Pro/E模具CAD/CAM系統(tǒng)

　　1.1 Pro/MOLDESIGN模塊

　　Pro/MOLDESIGN模塊是Pro/E中的模具設(shè)計(jì)模塊，它主要提供在Pro/E內(nèi)模擬模具設(shè)計(jì)工藝時(shí)使用的工具。利用此模塊，用戶可以創(chuàng)建、修改和分析模具元件或組件。同時(shí)，利用系統(tǒng)的參數(shù)化特性，在設(shè)計(jì)模型變化時(shí)對(duì)它們進(jìn)行快速更新。

　　1.2 Pro/MANUFACTURING模塊

　　Pro/MANUFACTURING模塊可以生成生產(chǎn)過程規(guī)劃、數(shù)控加工程序、模擬刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，以及根據(jù)用戶設(shè)定的生產(chǎn)過程規(guī)劃做出時(shí)間及價(jià)格成本估計(jì)。Pro/E容許用戶采用參數(shù)化的方法去定義數(shù)值控制(NC)刀具路徑，并使用后處理產(chǎn)生數(shù)控機(jī)床能識(shí)別的代碼。該模塊可以進(jìn)行Milling(銑削加工)、Turning(車削加工)、Drilling(鉆床加工)以及線切割等機(jī)床的自動(dòng)編程操作。

　　1.3 Pro/E模具CAD/CAM的一般流程

　　應(yīng)用Pro/E系統(tǒng)的CAD功能，可以完成產(chǎn)品的模型沒計(jì)及相應(yīng)的模具設(shè)計(jì);應(yīng)用系統(tǒng)的CAM功能提供的銑削加工、車削加工、線切割等加工方式，可以完成模具的加工。Pro/E模具設(shè)汁與加工的一般流程為：①設(shè)計(jì)生成產(chǎn)品三維模型;②由產(chǎn)品模型生成凹凸模;③沒計(jì)模架;④生成凹凸模的刀具軌跡;④仿真加工;⑥進(jìn)行后置處理生成NC程序。

　　2 Pro/E模具CAD

　　2.1 Pro/E模具設(shè)計(jì)的基本流程在模具模式中進(jìn)行模具沒計(jì)的基本流程如下：

　　(1)創(chuàng)建模具模型。模具模型包括參照模型和工件兩部分。可以直接在模具模式中創(chuàng)建參照模型和工件，還可以在零件模式中創(chuàng)建，再將其裝配到模具模式中。

　　(2)拔模檢測和厚度檢測。塑件或鑄件上必須有適當(dāng)拔模斜度，才能從模具中順利脫出。在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)前，應(yīng)根據(jù)開模方向?qū)⒄樟慵M(jìn)行拔模檢測，并對(duì)參考零件上的各部位進(jìn)行厚度檢測。

　　(3)創(chuàng)建收縮率。由于塑件或鑄件在冷卻和固化時(shí)會(huì)產(chǎn)生收縮，所以必須增加參照零件的尺寸。在一般情況下應(yīng)該創(chuàng)建各方向同性的比例收縮率或收縮系數(shù)。

　　(4)創(chuàng)建分型曲面或體積塊。分型曲面是一種曲面特征，主要用來分割工件。體積塊是沒有質(zhì)量的封閉曲面面組，也可以用來分割工件。

　　(5)分割工件。利用創(chuàng)建的分型曲面或體積塊將工件分割成為單獨(dú)的體積塊。

　　(6)創(chuàng)建模具元件。模具元件主要采用抽取模具體積塊的方法來創(chuàng)建，還可以直接在模具模式中創(chuàng)建模具元件。

　　(7)創(chuàng)建澆注系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。可以利用組件特征來創(chuàng)建澆注系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。創(chuàng)建澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)該綜合考慮各方面的因素來創(chuàng)建澆注系統(tǒng)。

　　(8)生成塑件或鑄件。可模擬生成—個(gè)塑件或鑄件，用來檢查模具設(shè)計(jì)的正確性。系統(tǒng)將根據(jù)減去提取部分后工件中剩余體積塊來自動(dòng)創(chuàng)建鑄件。

　　(9)仿真開模。可以定義打開模具的步驟，并對(duì)每一步進(jìn)行是否與靜態(tài)零件相干涉的檢測。

　　(10)創(chuàng)建其他部件。通過前面的步驟，創(chuàng)建出了模具的型腔部分。而對(duì)于模具的其他部件(如模架、滑塊等)，可以在模具模式中直接創(chuàng)建，還可以在組件模式中創(chuàng)建041。

　　2.2 Pro/E模具CAD實(shí)例

　　以一爪盤模具設(shè)計(jì)流程為例，模型如圖l所示。

　　(1)新建模具設(shè)計(jì)文件。新建名稱為zhuapan mold的模具設(shè)計(jì)文件。

　　(2)創(chuàng)建模具模型。裝配參照模型，單擊“自動(dòng)工件”按鈕，自動(dòng)創(chuàng)建工件。

　　(3)創(chuàng)建收縮率。選擇按比例收縮，收縮值為“0.005”。

　　(4)創(chuàng)建分型曲面或體積塊。使用復(fù)制加延伸的方法創(chuàng)建分型曲面，創(chuàng)建的分型曲面如圖2所示。

　　(5)分割工件。利用(2)中創(chuàng)建的分型曲面將工件分割成為單獨(dú)的體積塊MOLD_VOL_1.PRT和MOLD_VOL_2.PRT。

　　(6)創(chuàng)建模具元件。抽取體積塊MOLD VOL 1.PRT和MOLD VOL 2.PRT，創(chuàng)建模具元件。

　　(7)生成鑄件。單擊"鑄模"命令，創(chuàng)建名稱為"molding"的鑄模。

　　(8)仿真開模。模具開模如圖3所示。要完成一整套模具的設(shè)汁，還要加上澆注系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和一些其他部件(如模架、滑塊等)。

　　3 Pro/E模具CAM

　　3.1 Pro/E數(shù)控加工流程

　　Pro/E中的Pro/NC模塊是一個(gè)功能強(qiáng)大的加工制造模塊，包括數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控線切割、加工中心等，具有廣泛的應(yīng)用范圍。其操作流程與實(shí)際加工的思維邏輯相似，如圖4所示。加工的流程為：首先建立零件模型和毛坯模型;然后建立制造模型，分析待加工表面;根據(jù)毛坯形狀以及待加工表面的兒何形態(tài)，來選取機(jī)床沒備和加工所需的夾具，這便是加工環(huán)境參數(shù)的設(shè)置;加工環(huán)境設(shè)置完成后，便可進(jìn)行加工工序的具體定義，此時(shí)應(yīng)選取一種合適的走刀方式，然后系統(tǒng)便可自動(dòng)生成所需的刀具軌跡。此時(shí)生成的僅僅是刀位數(shù)據(jù)，還不是NC碼的數(shù)控加工程序，要想生成驅(qū)動(dòng)機(jī)床的數(shù)控程序，還必須對(duì)其進(jìn)行后置處理，后置處理時(shí)應(yīng)根據(jù)所使用機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)，選取對(duì)應(yīng)的后置處理器，此時(shí)系統(tǒng)便可自動(dòng)生成所需的數(shù)控加工程序;通過相應(yīng)的接口技術(shù)將此程序傳遞給數(shù)控機(jī)床，便可實(shí)現(xiàn)預(yù)定的加工操作。

　　3.2 Pro/E模具CAM實(shí)例

　　以圖3中爪盤模具凸模MOLD_VOL_1.PRT的加工過程為例。

　　(1)新建制造文件。新建名稱為zhuapan_milling的制造文件。

　　(2)創(chuàng)建制造模型。選擇圖3中的，b模作為參考模型進(jìn)行裝配，使用拉伸的方法創(chuàng)建工件。

　　(3)制造設(shè)置。選擇3軸銑削加工;退刀面設(shè)置選擇"沿Z軸"，深度為3;加工公差為0.01 mm。

　　(4)加工方法設(shè)置。刀具和加工參數(shù)的設(shè)置如圖5所示。

　　(5)演示刀具路徑和觀察加工仿真。刀具行走路線和加工結(jié)果如圖6所示。

　　(6)加工后期處理。選擇"CL數(shù)據(jù)"選項(xiàng)，創(chuàng)建后綴名為"*.ncl"的刀位數(shù)據(jù)文件，然后將CL數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)化為后綴名為"*.tap"的MCD后置處理文件，即NC程序。

　　4結(jié)束語

　　Pro/E通過一種獨(dú)特的、參數(shù)化的以及面向零件的3D實(shí)體模型設(shè)計(jì)制造技術(shù)，徹底改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念。Pro/E將設(shè)汁、制造、裝配以及生產(chǎn)管理融為一體，提高了沒計(jì)與制造水平，符合現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。在模具設(shè)計(jì)與制造過程中，Pro/E可以實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品造型、模具設(shè)計(jì)、注射模擬到模具制造過程的一體化，將問題發(fā)現(xiàn)于正式生產(chǎn)前，大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)的周期，提高了模具的加工精度，降低了模具設(shè)汁與制造的成本，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。