Pro/ENGINEER是美國PTC公司出品的CAD/CAM軟件，它以參數(shù)化設計的觀念聞名于世，為傳統(tǒng)機械設計與制造帶來了巨大的便利。Pro/ENGINEER提供的參數(shù)化設計具有3D實體造型、單一資料庫以及以特征為設計單位等特點，因此通過使用它設計者可以隨時計算出產(chǎn)品的體積、面積、質(zhì)心、重量和慣性矩等數(shù)據(jù)，并且不論在3D或2D圖形上作尺寸修改，其相關的2D或3D實體模型及裝配、制造等也自動修改。由于Pro/ENGINEER在設計中導入了制造的概念，設計人員可隨時對特征作合理、不違反幾何的順序調(diào)整、插入、刪除和重新定義等修正操作。

　　在注塑產(chǎn)品的開發(fā)過程中，模具的設計和制造決定了塑料件的最終質(zhì)量和成本。本文以某注塑模具的設計為例，介紹了Pro/ENGINEER的特點以及在注塑模具設計中的應用，為高質(zhì)量模具的設計和制造提供了一條途徑。

　　一、設計過程

　　典型的注塑模設計過程在Pro/ENGINEER環(huán)境下，注塑模設計過程包含以下步驟：

　　(1)創(chuàng)建塑料件模型(也稱為三維造型);

　　(2)創(chuàng)建毛坯，用來定義所有模具元件的體積;

　　(3)根據(jù)不同的收縮率、脫模斜度和塑件模型構(gòu)建型腔、型芯的特征和尺寸;

　　(4)加入模具裝配特征形成澆注系統(tǒng)，定義分模面及模塊;

　　(5)定義模具開啟的步驟及檢查干涉;

　　(6)依需要裝配模座，完成冷卻系統(tǒng)設計;

　　(7)完成所有零件的零件圖;

　　(8)根據(jù)加工需要，生成零件的NC代碼。

　　二、模具型腔和型芯的設計

　　在設計過程中，首先通過對塑料件模型的不同部位尺寸設定收縮率、構(gòu)建設計模型、產(chǎn)生型腔及型芯特征尺寸，然后使設計模型與型腔或型芯毛坯重疊，經(jīng)過一系列面的生成、延伸及融合等操作形成分模面，最后從毛坯中挖去設計模型，并從分模面切割產(chǎn)生型腔和型芯，如圖1、圖2和圖3所示。

　　圖1 塑件產(chǎn)品

　　圖2 凹模

　　圖3 凸模

　　分型面的建立是最復雜而又最關鍵的部分，其中復制實體表面是通常使用的命令。在復制實體表面時，應盡量采用Copy→Surf&bnd的方式，通過選擇種子面與邊界面一次選定所需的曲面，而不要使用Copy→Indivsurfs拷貝曲面，再將曲面合并成所需曲面的方式，因為這樣做不僅速度慢，而且容易造成曲面丟失，不能完整選定實體表面。

　　通過上述方法產(chǎn)生的型腔或型芯是整體式的?？紤]到制造工藝，還可通過面對體的操作進一步分解型腔或型芯使整體式變?yōu)殍倝K嵌入式。

　　模具設計完成后，使用拔模斜度檢查功能可檢查模具有無倒扣現(xiàn)象產(chǎn)生。如有倒扣，說明該件無法脫模，必須進行修改。

　　三、模具零件的加工

　　在Pro/ENGINEER的NC模塊下，根據(jù)加工需要，可生成數(shù)控車削、數(shù)控銑削及電火花線切割的NC代碼，具體過程如圖4所示。

　　圖4 模具零件加工流程

　　四、其他功能

　　Pro/ENGINEER具有強大的接口功能，能通過IGES、STL、SET、STEP等格式與其他CAD/CAE/CAM軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)文件的交換。在塑料產(chǎn)品開發(fā)中，通常利用這個接口與C-MOLD、MOLDFLOW、Z-MOLD等軟件相連，利用它們的分析模塊，對Pro/ENGINEER中的造型進行分析，以確定模具的結(jié)構(gòu)及注塑工藝。

　　Pro/ENGINEER提供的Pro/PROGRAM是零件與裝配自動化設計的一個重要工具，用戶可經(jīng)由非常簡單的高級語言來控制零件特征的出現(xiàn)與否、尺寸的大小與零部件的出現(xiàn)與否、零部件的簡易顯示或完全顯示以及零部件的數(shù)量等。當零件或裝配件的Pro/PROGRAM設計完成后，讀取此零件或裝配件時，其各種變化情況即可利用交互方式得到不同的幾何形狀，達到產(chǎn)品設計要求。

　　利用Pro/ENGINEER還可以方便地建立零件庫。在注塑模設計中所需的通用件和標準件都可根據(jù)用戶的要求建立，同時用戶所設計的每副模具都可作為模具庫的組成部分，以供后續(xù)模具設計應用。

　　五、結(jié)束語

　　Pro/ENGINEER提供的設計理念將設計、制造、裝配以及生產(chǎn)管理融為一體，賦予“設計”完整的概念。它提供的強大功能尤其是曲面造型和模具設計功能為工程技術人員和生產(chǎn)管理人員在短期內(nèi)完成高質(zhì)量的產(chǎn)品開發(fā)提供了強有力的工具。

　　此外，將并行工程技術引入P r o /ENGINEER的模具設計中，可以由傳統(tǒng)的模具設計與制造工藝路線(即模具結(jié)構(gòu)設計→模具型腔、型芯二維設計→工藝準備→模具型腔、型芯三維造型→數(shù)控加工指令編程→數(shù)控加工)，改變?yōu)橛刹煌墓こ處熗瑫r進行設計、工藝準備的并行路線，不但提高了模具的制造精度，而且能縮短設計、數(shù)控編程時間達40%以上。設計工程師在進行產(chǎn)品三維零件設計時就考慮模具的成型工藝和影響模具壽命的因素，并進行校對、檢查，預先發(fā)現(xiàn)設計過程的錯誤。在初步確立產(chǎn)品的三維模型后，設計、制造及輔助分析部門的多位工程師可同時進行模具結(jié)構(gòu)設計、工程圖設計、模具性能輔助分析及數(shù)控機床加工指令的編程等工作，而且每一個工程師對產(chǎn)品所做的修改可自動反映到其他工程師那里，大大縮短了設計、數(shù)控編程的時間。另外，Pro/ENGINEER軟件具有的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化實體特征造型技術為實現(xiàn)并行工程提供了可靠的技術保證。