【正文】 技術(shù)CAD/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項(xiàng)高科技、高效益的系統(tǒng)工程。它以計(jì)算機(jī)軟件的形式為用戶提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員能借助計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。模具CAD/CAM能顯著縮短模具設(shè)計(jì)及制造周期、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為人們的共識(shí)。隨著功能強(qiáng)大的專業(yè)軟件和高集成制造設(shè)備的出現(xiàn)，以三維造型為基礎(chǔ)、基于并行工程（CE）的模具CAD/CAM技術(shù)正成為發(fā)展方向，它能實(shí)現(xiàn)面向制造和裝配的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)成形過程的模擬和數(shù)控加工過程的仿真，使設(shè)計(jì)、制造一體化。第7章 基于Pro/E的三維建摸 Pro/E簡介以Pro/ENGINEER為代表的軟件產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)思想體現(xiàn)了MDA(Mechanic Design Automation)軟件的新發(fā)展，PTC也成為全球最大的、發(fā)展最塊的MDA廠商之一。PTC公司開發(fā)、銷售和支持的軟件整體解決方案，實(shí)現(xiàn)幫助制造企業(yè)先于其競爭對(duì)手而開發(fā)出優(yōu)秀產(chǎn)品，并快速推向市場的根本目標(biāo)。PTC公司提出的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)性及工程數(shù)據(jù)再利用等概念改變了傳統(tǒng)MDA的觀念，成為MDA領(lǐng)域的新業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。利用此概念寫成的第三代產(chǎn)品Pro/ENGINEER軟件能將設(shè)計(jì)至生產(chǎn)的過程集成在一起，讓所有的用戶同時(shí)進(jìn)行同一產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造工作，即并行工程。CAD/CAE/CAM系統(tǒng)提供了一個(gè)基于工程的產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)境，使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到加工，真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無縫集成，從而優(yōu)化了企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造。Pro/E面向過程驅(qū)動(dòng)的技術(shù)是虛擬產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，在面向過程驅(qū)動(dòng)技術(shù)的環(huán)境中 用戶的全部產(chǎn)品以及精確的數(shù)據(jù)模型能夠在產(chǎn)品開發(fā)全過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)保持相關(guān)，從而有效的實(shí)現(xiàn)了并行工程。 Pro/E產(chǎn)品設(shè)計(jì)Pro/E軟件在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造過程中，能充分體現(xiàn)并行工程思想。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的早期，它的下游應(yīng)用部門（如工藝部門、加工部門、分析部門等）就已經(jīng)介入設(shè)計(jì)階段，所以設(shè)計(jì)過程是一個(gè)可反饋、修改的過程。其強(qiáng)大的參數(shù)功能能夠支持模型的實(shí)事修改，系統(tǒng)能自動(dòng)刷新模型，以滿足設(shè)計(jì)要求，因此這種設(shè)計(jì)過程不必等產(chǎn)品全部設(shè)計(jì)完才進(jìn)行下游工作，而是在產(chǎn)品初步設(shè)計(jì)后，就可進(jìn)行方案審評(píng)，并不斷修改設(shè)計(jì)，直到達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 Pro/E沖壓和彎曲模具設(shè)計(jì)的過程（1）準(zhǔn)備工作 定義關(guān)鍵參數(shù)：上下模座、凸凹模、推件器、卸料版、彈簧、導(dǎo)柱導(dǎo)套、模柄等，以及結(jié)構(gòu)草圖； 了解產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)的定義；（2）Pro/E設(shè)計(jì)步驟 建立主要的產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)。用Pro/E自上而下的設(shè)計(jì)方法，建立產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)。如果有一些原來的軟件可以沿用，可以使用結(jié)構(gòu)編輯器將其納入產(chǎn)品裝配樹中。其他的一些標(biāo)準(zhǔn)零件，可以在設(shè)計(jì)階段后期假如到裝配中，因?yàn)榇蟛糠衷擃惲慵枰谧〗Y(jié)構(gòu)完成后才能定位或確定尺寸。裝配設(shè)計(jì)的頂層定義產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要控制參數(shù)和主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)描述。這些模型數(shù)據(jù)將被下屬零件所引用，以進(jìn)行零件細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，同時(shí)這些數(shù)據(jù)也將用于最終產(chǎn)品的控制和修改。（1）理解設(shè)計(jì)模型了解主要的設(shè)計(jì)參數(shù)、關(guān)鍵的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)約束等設(shè)計(jì)情況。（2）主體結(jié)構(gòu)造型找出模型的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，如主要輪廓和關(guān)鍵定位孔等結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的確定對(duì)于用戶的造型過程會(huì)起到關(guān)鍵性作用。對(duì)于復(fù)雜模型，模型的分解是造型的關(guān)鍵。如果一個(gè)結(jié)構(gòu)不能直接用三維特征造型來完成，用戶就需要找到該結(jié)構(gòu)的某個(gè)二維輪廓特征，然后用拉伸、旋轉(zhuǎn)或掃描的方法，還有全面造型的方法來建立該模型。Pro/E允許用戶在一個(gè)實(shí)體設(shè)計(jì)上使用多個(gè)特征，這樣就可以分別建立多個(gè)主結(jié)構(gòu)，然后在設(shè)計(jì)后期竟它們用布爾運(yùn)算連接在一起。對(duì)于能夠確定的設(shè)計(jì)模型，應(yīng)該先造型；而那些不能確定的設(shè)計(jì)部分，應(yīng)該放在造型后期來完成。在進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)造型時(shí)，用戶要注意設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的確定。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)通常將決定設(shè)計(jì)的思路，好的基準(zhǔn)會(huì)幫助用戶簡化造型過程，并方便后期的設(shè)計(jì)修改。通常，大部分造型過程都是從基準(zhǔn)的設(shè)計(jì)開始的。（3）零件相關(guān)設(shè)計(jì) Pro/E允許用戶在模型建立完成后，再建立零件之間的參數(shù)關(guān)系，但更直接的方法是在造型中就直接引入相關(guān)參數(shù)。 比較復(fù)雜的造型特征，應(yīng)該盡可能早的加以實(shí)現(xiàn)。如果用戶能夠預(yù)見一些造型特征可能會(huì)實(shí)現(xiàn)不了，應(yīng)盡可能將其放在前期加以解決。這樣可以盡早發(fā)現(xiàn)問題，并尋找替代方案。（4）細(xì)節(jié)特征造型 細(xì)節(jié)特征造型一般放在造型的后期階段；不要在造型早期階段進(jìn)行這些細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，這樣會(huì)大大加長用戶的設(shè)計(jì)周期。 沖壓模三維建模實(shí)例實(shí)體建模是Pro/E模塊之一，是使圖形由平面變?yōu)榱Ⅲw的關(guān)鍵步驟。三維實(shí)體可通過對(duì)二維封閉曲線的拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃略等方法聲成，也可以直接創(chuàng)建簡單的三維幾何體。（1） 上下模座上下模座（如圖772）的造型過程中，先在二維草圖中繪制基本形狀，進(jìn)行拉伸高度，在此基礎(chǔ)上再次草圖拉伸求差成形，最后按照尺寸要求在模座上開螺紋孔、銷孔及階梯孔等 圖71 上模座 圖72 下模座（2）凸凹模在凸凹模的造型過程中，準(zhǔn)確繪制出上下底面的外形圖是基礎(chǔ)，通過兩次拉伸成形，在成型面上打階梯通孔，拉伸與鉆孔是主要的操作命令，如圖73圖73 凸凹模（3）沖壓彎曲模總裝圖進(jìn)入Pro/E后進(jìn)行總裝圖的工作：在裝配時(shí)，首先要確保所要裝配的各零部件已準(zhǔn)確繪制完成，以便隨時(shí)調(diào)用。裝配開始前對(duì)于總裝圖要有一個(gè)裝配的順序，從哪一部件開始到哪里完成。遵循“先內(nèi)后外，先簡后繁，先大后小，先實(shí)體后銷鍵”的原則，來進(jìn)行，當(dāng)然在復(fù)雜的裝配處應(yīng)靈活處置。如圖775：圖74 沖壓模總裝圖 圖75 彎曲?？傃b圖以Pro/E裝配沖壓模具中彈簧的裝配為例，來體現(xiàn)在虛擬裝配模具等零部件所體現(xiàn)出的快捷性、直觀性和方便性，為實(shí)際生產(chǎn)中的裝配節(jié)省了大量的時(shí)間和精力，從而為大量復(fù)雜精密的裝配工作的得以執(zhí)行提供了可能的條件，促進(jìn)了裝配制造業(yè)的快速發(fā)展。以下為具體的裝配步驟：（1） 添加現(xiàn)有部件，進(jìn)入裝配視圖，如圖：圖71 裝配添加現(xiàn)有部件（2）調(diào)出要裝配件彈簧后，選擇配對(duì)模式：圖72 裝配配對(duì)中（3） 在配對(duì)條件中選擇配對(duì)，彈簧的Top平面與卸料版下平面配對(duì)：圖73 裝配中的配對(duì)（4） 完成后，再新建約束，選擇“配對(duì)”命令，選擇彈簧Right平面與卸料螺釘Right 平面“配對(duì)”：圖74 配對(duì)中的相切命令（5）確定，完成彈簧最后的定位裝配，到此可以看出許多零部件的裝配需要多個(gè)條件來安裝定位，才能達(dá)到預(yù)期的效果：圖75 完成彈簧最后裝配7. 5 沖壓模具凸凹模Pro/E到CAD的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換在國內(nèi)眾多企業(yè)中二維設(shè)計(jì)軟件AutoCAD應(yīng)用尤為普遍，因此Pro/E與AutoCAD的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是Pro/E用戶經(jīng)常遇到的事，而且Pro/E生成的工程圖是基于歐洲標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，在某些方面與國標(biāo)有一定的出入，有的用戶需要借用AutoCAD輸出工程圖；在某些數(shù)控系統(tǒng)中，由于所帶的編程系統(tǒng)需要用AutoCAD作源圖，用戶也需要進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換；有的協(xié)作企業(yè)，為便于技術(shù)交流，也需要為合作伙伴提供AutoCAD圖形文件。因此，在很多情況下用戶需要把Pro/E圖形文件轉(zhuǎn)化為AutoCAD的DWG格式文件，以滿足不同的需求。下面以沖壓模的凸凹模的二維圖轉(zhuǎn)換為例進(jìn)行說明：（1）在Pro/E中打開凸凹模的三維零件圖，先在起始命令中建模。然后點(diǎn)制圖，在彈出的對(duì)話框中，選擇新建圖紙，選第一象限角投影選項(xiàng)，如圖76所示：圖76 Pro/E制圖模塊（2） 選基本視圖，放置好三視圖及軸側(cè)圖，如圖77：圖77 Pro/E制圖下的三視圖（3） 在文件導(dǎo)出2D轉(zhuǎn)化中導(dǎo)出，如下圖：圖78 Pro/E制圖下的2D轉(zhuǎn)化（4）話框中，選擇輸出DWG格式文件，指定輸出文件，如圖79：圖79 設(shè)置好轉(zhuǎn)化格式及路徑（5）轉(zhuǎn)出后的CAD圖可能線條不理想，可再進(jìn)行加工，并進(jìn)行標(biāo)注等操作。圖7 10轉(zhuǎn)出后的CAD顯示圖從上述Pro/E轉(zhuǎn)CAD的過程中，可以看到，在Pro/E中制圖模式下轉(zhuǎn)換三視圖時(shí)，要設(shè)置好圖形比例，剖視圖的準(zhǔn)確生成，轉(zhuǎn)的過程中設(shè)置好轉(zhuǎn)化后的文件格式及輸出路徑。在轉(zhuǎn)成CAD圖后可能效果達(dá)不到理想，這時(shí)必須對(duì)線條、標(biāo)注等進(jìn)行進(jìn)一步的加工。參考文獻(xiàn)[1]劉勝國編. 我國沖壓模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 黃石理工學(xué)院學(xué)報(bào), [2]劉建超編. 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造[M].北京：高等教育出版社，～112 [3]張如華編. 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì). 北京：清華大學(xué)出版社，～56[4]江維健編. 冷壓沖模設(shè)計(jì). 廣州：華南理工大學(xué)出版社，～110[5]陳炎嗣編. 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù). 北京：北京出版社，～102[6]王樹勛編. 典型模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè). 廣州：華南理工大學(xué)出版社，～112[7]徐政坤編. 沖壓模具與設(shè)備. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，～90[8]許發(fā)樾編. 沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，～65[9]牟林等編. 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 北京：中國林業(yè)出版社，～107[10]古華編. 料沖孔成形復(fù)合模. 桂林：模具工業(yè)出版社，～145[11]太田哲編. 沖壓模具結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)圖冊(cè). 北京：國防工業(yè)出版社，～120[12]黃毅宏編. 模具制造工藝. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，～115[13]虞傳寶編. 冷沖壓及塑性成型工業(yè)與模具設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，～116[14]余最康編. 冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造. 南京：江蘇科技出版社，～118[15] 楊永才編. 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