【導讀】測試和再設計，導致產(chǎn)品開發(fā)周期長，成本高。進入90年代后，隨著計算機技術的迅猛發(fā)。VPD技術將產(chǎn)品開發(fā)全過程數(shù)字化，用計算機模擬整個產(chǎn)品開發(fā)過程，在計算機中進行。產(chǎn)品的設計、分析、加工等過程，因此可以減少因制作物理原型所耗費的人力、物力和時間，同時提高質(zhì)量，降低成本，保證產(chǎn)品開發(fā)一次成功，增強企業(yè)快速適應市場變化的能力。技術在國內(nèi)剛剛起步。應用較少，在發(fā)達工業(yè)國家雖然也未能完全取代傳統(tǒng)設計方法，但成。功的應用實例已有很多。的電力機車分部與EDS--UG合作，采用虛擬產(chǎn)品開發(fā)策略開。隊進而傳遞到生產(chǎn)車間。設計同樣采用了EDS--UG軟件，設計人員用。該軟件系統(tǒng)進行實體造型，檢查裝配體的配臺干涉情況，分析模擬運動部件的工作情況等等。所有圖紙由UG的PDM軟件IMAN進行管理，結合UG的主模型技術。由于采用VPD技術，使“復興”客車零件比以往減。經(jīng)過長期實踐，認為UG軟件。（２）、按照UG實體特點，將幾何圖形當作設計實體處理。

　　

【正文】 ，特征主要有兩類： （ 1）基本特征 —— 用來確定零件大致外形的“毛坯”； （ 2）結構特征 —— 如孔、槽、導圓等零件細節(jié)特征； 當一個零件的基本特征生成后，就可以用結構特征細化設計，基本步驟如下： （ 1）確定相應基準； （ 2）從菜單中選擇所需特征及其屬性； （ 3）選擇特征定位面或定位邊或者特征的繪圖平面； （ 4）生成特征所需圖形；（ 5）標注尺寸； （ 6）確定特征在零件上的位置；（ 7）生成特 征；（ 8）修改特征尺寸和位置； 以上步驟并非固定不變，在建模過程中可根據(jù)情況變換建模順序，同時利用 Pro／ E 參數(shù)化隨時修改尺寸與相互關系。 汽車上的鑄件鍛件大都為一些較為復雜的零件，有多個曲面相交，特別是在復雜邊界處的圓滑過渡上很難處理。在建模過程中，主要采用實體造型，這是因為 S0LID是 Pro／ E 的強項，實體之間可直接進行拓撲運算；其次，實體造型易于觀察，發(fā)現(xiàn)錯誤。對于一些復雜的實體曲面，則采用 S0LID與 SURFACE相結合的方法解決。 用上述方法先后完成了轉(zhuǎn)向臂、轉(zhuǎn)向節(jié)、左右拉桿等十種 鍛件數(shù)學模型及軸承座、差速器外殼等六種鑄件數(shù)學模型，并利用 Pro／ E中的 MOLD模塊做出各零件的模具數(shù)學模型。軸承座鑄模數(shù)學模型見圖 1221。 圖 122軸承座鑄模數(shù)學模型 在鑄鍛模數(shù)學模型的建立的過程中，充分利用了 Pro／ E提供的許多技巧： （ 1）設置合適的模型精度值。 （ 2）在建模過程中，盡量減少特征數(shù)。 （ 3）在生成零件幾何圖形之前，建立三個基準平面并命名； （ 4）在建模過程中，所需要的其他基準平面，最好在特征生成過程中建立，這樣不僅基準平面在特征生成后不顯示，而且可以減少特征數(shù)。 （ 5）充分利用層，把建模過程中所用的 DATUM點、 CURVE、 SURFACE分別分類放入層中，使用起來非常方便。 （ 6）特征壓縮是一個很好用的工具。當一個特征被壓縮后，就好象不存在一樣，可縮短再生時間。 （ 7） REORDIR（重新排序）也是一個非常有用的工具。運用 REORDIR可以在特征序列中任意一點增加特征，我們在修改轉(zhuǎn)向臂分型面時，需增加控制點，但由于父／子關系過于復雜，做起來有點難度。經(jīng)討論，我們決定在當前特征之后做一 DATUM 點，再用 REORDIR 將DATUM點重排到分型面這個特征之前，從而解決了這個問題。 （ 8）針對 Pro／ E 的一些菜單層次相對較深，我們對常用菜單進行定義可加快操作速度使用起來非常方便。 2． NC加工 在 Pro／ Manufacturing模塊的加工環(huán)境中，必須建立兩個模型，一個是零件的數(shù)學模型；另一個是毛坯（ WORKPIECE），一個真正的毛坯（也可以只做一 DATUM點）。然后將兩個模型裝配在一起，組成一個完整的加工模型，按照 Pro／ Manufacturing提供的加工過程就可以編制加工程序圖 1222。 圖 122 Pro/Manufacturing 提供的加工過程 前面提到我們用 Pro／ E完成了轉(zhuǎn) 向臂。轉(zhuǎn)向節(jié)。左右拉桿等十種鍛件數(shù)學模型及軸承座、差速器外殼等六種鑄件數(shù)學模型，并利用 Pro／ E中的 MOLD模塊做出各零件的模具數(shù)學模型。同樣，我們利用 Pro／ Manufacturin先后編制了上述零件模具的加工程序。 程序編制完后，通過動態(tài)仿真可以逼真地看到刀具切削毛坯的加工全過程，觀察刀具是否切傷零件，如達下到要求，可根據(jù)要求做各種修丸即可再次生成程序，而無須重新編程，相當方便。在 Pro／ E中，即使對數(shù)學模型進行了修改，也無須重新編程， Pro／ Manufacturing會自動進行修改。如我們編制 完軸承座鑄模的粗加工、精加工，情根程序后根據(jù)實際要求又對零件的數(shù)學模型進行了修改， Pro／ Manufacturing 即自動修改了所有加工程序，方便快捷充分體現(xiàn)了 Pro／ E之特點。 實例 8 Pro、 E軟件在沖裁模設計中的應用 運行 Pro、 E的硬件環(huán)境：機型：奔騰Ⅱ 300 CPU： PⅡ 300, 內(nèi)存（ RAM）： 128M, 硬盤： , 彩卡： AGP30LABS, 顯示屏： SONY20＃ , OS： 常規(guī)沖裁模沒計程序 設計人員得到產(chǎn)品圖紙或?qū)嵨锖?，沖裁模設計常規(guī)程序如下： （ 1）分析制件的沖裁工藝性，確定臺理的沖裁工藝方案； （ 2）模具結構形式的選擇； （ 3）必要的工藝計算（毛坯尺寸、沖裁力、模具壓力中心、主要零件外形尺寸、凸模和凹模間隙及工作部分尺寸等）； （ 4）模具總體設計，先繪出結構草圖，初定模具閉臺高度及外形尺寸，對各部件（工作零件、定位零件、卸料和推件裝置。導向零件、模架的選用和安裝方式）進行結構設計； （ 5）選擇壓力機； （ 6）繪制模具總圖、非標零件圖和校核。 應用 Pro/E軟件設計沖栽模程序用 Pro／ E軟件設計沖裁模與常規(guī)設計有很大不同，圖 1223所列力應用 Pro／ E軟件設計沖裁模程序。 圖 1223 應用 Pro/E軟件設計沖裁模程序 （ 1）首先建立圖庫（虛線框內(nèi)容）為簡便設計及加快模具制造，盡可能選用模具標準件、通用件，如模架和卸料螺釘?shù)取? 據(jù)統(tǒng)計，一副新的沖裁模一般由 4／ 5以上的原有零部件或類似零部件和 1／ 5以下的創(chuàng)新零部件組成，設計新沖裁模往往是個別部分的創(chuàng)新和調(diào)整。因此，對已有沖裁模（己試模成功）模型的不斷優(yōu)化將為新沖裁模設計打下良好的基礎。 因此，建立圖庫勢在必行，將模具標準件、通用件、典型零部件圖紙利用 Pro／ E軟件建立三維實體模型輸入計算機：存在公共目錄卜以便隨時調(diào)用，成為模具設計人員共享的資源，避免重復勞動，又加快設計進度。 （ 2）模具設計計算要進行沖裁模設計，?，F(xiàn)模具設計程序中所列工作必不可少。根據(jù)計算結果 在紙上繪出零件草圖，供 Pro／ E軟件建立三維實體模型之用，并不斷完善。 （ 3）將已建立零部件三維實體模型。 ①根據(jù)零件草圖，利用 Pro／ E軟件建立零部件三維實體模型。 建立零部件三維實體模型一般程序，如圖 1224所示： 圖 1224 應用 Pro/E軟件建立零件三維實體模型過程 以往設計中遇上復雜結構，特別是復雜的三維結構，很難準確反映，只能近似表達，給后期加工帶來麻煩。 利用 Pro／ E軟件建立零件三維實體模型，問題就迎刃而解。 圖 1225 為一副冷柜鎖鉤沖孔落料復臺模中凹模三維實體模型，在計算機上實體可做空間360176。旋轉(zhuǎn)，簡便而直觀地確定該零件的空間結構。 圖 122凹模三維實體模型 ②將已建立的零部件三維實體模型結構、尺寸進行優(yōu)化，使之更簡單、更合理。 （ 4）模擬裝配在以往的沖裁模設計中，零部件之間的結合是通過繪制二維裝配圖（平面圖）來表達的，設計人員必須透過平面圖紙去想象零部件的三維安裝定位情況，容易出現(xiàn)偏差，并且設計中的某個零部件的修改常常帶來一連串的相關修改，而這些修改產(chǎn)生的問題，一般只有到零件裝配時才能發(fā)現(xiàn)，造成很大麻煩。惜助 Pro／ E軟件，在設計時，根據(jù)總體方案中裝配簡圖。將己建立三維實體的零部件進行模擬裝配。一旦發(fā)現(xiàn)干涉現(xiàn)象，可隨時修改相關零件，避免出現(xiàn)結構問題，例如：在模擬裝配鎖鉤沖孔落料復臺模的下模和上模部件時，發(fā)現(xiàn)它們的幾個螺釘孔、定位銷孔不重臺，偏差 4mm左右；經(jīng)檢查原來上、下墊板兩零件的相關孔位尺寸有錯誤；修改這些尺寸后零件相關部分自動修改，且按比例自動生成，修改后的零件重新迸廳裝配，問題就解決了。通過裝配檢查無誤后，可以逐一建立各部件及模具三維實體；圖 122圖 1227分別為冷柜鎖鉤沖孔落料復臺模的下模部件、上模部件。 圖 122沖裁復合模下模部分三維實體模型 圖 1227 沖裁復合模上模部分三維實體模型 出二維工程圖根據(jù)已建立的各零部件及裝配三維實體模型。利用 Pro／ E軟件可自動生成二維工程圖，包括平面投影 圖和剖視圖，其幾何尺寸和定位尺寸與三維實體相對應，添加文字說明成為正式圖紙后用于模具制造。見圖 1228和圖 1229。 圖 1228 沖裁模凹模二維圖 圖 1229 鎖鉤沖裁復合模模具裝配圖 （ 5）數(shù)控加工 Pro／ E 軟件實現(xiàn)從零件建模到模具設計，直到數(shù)控加工的整體設計，而無須經(jīng)過傳統(tǒng)設計的二維圖環(huán)節(jié)。需要修改時，修改原始零件就能使模具及加工指令重新更改，極為方便。了設計效率。同時，大家越來越深刻地體會到 Pro／ E 軟件直觀而方便的優(yōu)越性，不必再為復雜的空間三維結構苦思冥想不得其解，模擬裝配和干涉檢查功能在結構設計中顯示出其不同凡響、修改迅速方便及多方案設計，讓設計人員有更多的精力思考優(yōu)化模具結構和 經(jīng)濟性方面的問題。從使用效果來看，設計制造出的模具質(zhì)量有了很大提高，成本卻明顯下降。 按照公司要求，本公司將借助于 Pro／ E 軟件的三維設計功能和模具數(shù)控加工能力，逐步實現(xiàn)從產(chǎn)品設計、模具設計到模具數(shù)控加工全過程無圖化設計制造，在保證模具及加工出的產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，縮短了新產(chǎn)品開發(fā)周期，以新穎、質(zhì)優(yōu)、多功能的新產(chǎn)品占領市場。 PrO／ E軟件將在模具（包括吸塑模、注塑模等）設計、制造中發(fā)揮越來越重要的作用。 七、 CAD/CAM技術在液壓傳動與控制中的應用 液壓系統(tǒng)作為一種傳動技術，有許 多突出的優(yōu)點：能產(chǎn)生很大的且容易控制的力、能在很寬的范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變速、很容易防止過載、重量輕、體積緊湊、輸出力的調(diào)整簡單準確以及便于實現(xiàn)頻繁及平穩(wěn)的換向等等，因此在現(xiàn)代工程機械及日常生活中獲得了廣泛的應用。傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)設計中，技術人員工作負荷大，效率不高，難以適應市場經(jīng)濟的需求，因而進行液壓系統(tǒng)的計算機輔助設計是十分必要的。雖然目前有許多基于 AutoCAD繪圖平臺的機械 CAD軟件，但有些軟件沒有液壓系統(tǒng) CAD模塊或者只有液壓圖形符號庫，所以使用時十分不便。針對液壓系統(tǒng)設計已有的許多簡便成熟、行之有效的基 本回路，設計人員經(jīng)過努力開發(fā)了一套基于基本回路的液壓系統(tǒng)原理圖 CAD系統(tǒng)。 實例 9 基于基本回路的液壓系統(tǒng)原理圖 CAD系統(tǒng) 系統(tǒng)的設計思想 AutoCAD 是我國企業(yè)廣泛應用的商品化 CAD 軟件，它最顯著的特點就是其開放式體系結構，我們利用它所提供的 ADS、 DCL對話框語言、菜單技術以及 AutoLisp）開發(fā)環(huán)境開發(fā)了基于基本回路的液壓系統(tǒng)原理圖 CAD 系統(tǒng)。我們選用的開發(fā)平臺是 AutoCAD RI2 for Windows和 Microsoft Visual C++。 圖 1230 基于基本回路的液壓系統(tǒng)原理圖 CAD系統(tǒng)的構成 液壓回路是用圖形符號表示的液壓系統(tǒng)，其構成千變?nèi)f化，但是再復雜的液壓系統(tǒng)也是由一些基本回路構成的，這些基本回路是多年的經(jīng)驗積累而形成的。所以在設計液壓回路時，選用基本回路作為設計的基本繪制單元，由這些基本回路組成各種復雜的液壓系統(tǒng)，必然可以大大 提高設計效率。在基于基本回路的液壓系統(tǒng)原理圖 CAD系統(tǒng)中，根據(jù)大量的液壓設計資料，把液壓基本回路分為油源回路、壓力控制回路，速度控制回路、同步回路、順序回路、卸荷回路、增壓回路、減壓回路以及制動回路等等。如果這些基本回路不能滿足設計需求，還可以利用系統(tǒng)提供的液壓圖形符號自行設計。 系統(tǒng)的構成與功能 基于基本回路的液壓系統(tǒng)原理圖 CAD系統(tǒng)的構成如圖 1230所示。 本系統(tǒng)各模塊的主要功能如下： (1)液壓圖形符號庫模塊液壓圖形符號庫包括常用液壓件的圖形符號，如油缸、液壓馬達 、泵以及各類液壓閥等，并按照國標 GB／ 。 （ 2）液壓系統(tǒng)基本回路本模塊提供給用廣各類液壓系統(tǒng)基本回路，用戶可以根據(jù)所需基本回路的名稱或相應的幻燈片選擇，并把選擇的基本回路插入到所設計的液壓系統(tǒng)原理圖中，以提高設計的效率。 （ 3）液壓元件數(shù)據(jù)庫在液壓元件數(shù)據(jù)庫包含了各類液壓元件的有關參數(shù)，如名稱、型號、額定壓力、流量、功率、生產(chǎn)廠家、價格及易損件等等，用戶可以根據(jù)元件的名稱及選擇參數(shù)要求選取所需元件并存入到相應的文件中，以供打印輸出。 （ 4）打印元件清單 本模塊根據(jù)用戶所選取的各類液壓元件，打印輸出液壓元件清單，以供企業(yè)生產(chǎn)及訂購。 系統(tǒng)特點 基于基本回路的液壓系統(tǒng)原理圖 CAD 系統(tǒng)是在 AutoCAD R12 For Windows平臺下開發(fā)的應用軟件，可以在各種 486以上的微機上運行，該軟件具有以下特點： (1)該軟件利用 ADS、 DCL 對話框語言、 AutoCAD 菜單技術以及 AutoLisp語言開發(fā)而成，整個系統(tǒng)與 AutoCAD渾然一體。界面友好，用戶可以利用鼠標從下拉式萊單及圖標菜單選取所需功能，也可以從鍵盤輸入命令 ，使用非常方便。 (2)參數(shù)化繪圖采用 Microsoft VisualC++語言利用 ADS編程，所生成的代碼簡潔，運行速度快，內(nèi)存占用小。