【正文】 界面友好，用戶可以利用鼠標(biāo)從下拉式萊單及圖標(biāo)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）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(yīng)的幻燈片選擇，并把選擇的基本回路插入到所設(shè)計的液壓系統(tǒng)原理圖中，以提高設(shè)計的效率。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(shè)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。 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(shè)計思想 AutoCAD 是我國企業(yè)廣泛應(yīng)用的商品化 CAD 軟件，它最顯著的特點就是其開放式體系結(jié)構(gòu)，我們利用它所提供的 ADS、 DCL對話框語言、菜單技術(shù)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)。 七、 CAD/CAM技術(shù)在液壓傳動與控制中的應(yīng)用 液壓系統(tǒng)作為一種傳動技術(shù)，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(zhǔn)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(yīng)用。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(fù)雜的空間三維結(jié)構(gòu)苦思冥想不得其解，模擬裝配和干涉檢查功能在結(jié)構(gòu)設(shè)計中顯示出其不同凡響、修改迅速方便及多方案設(shè)計，讓設(shè)計人員有更多的精力思考優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)和 經(jīng)濟(jì)性方面的問題。見圖 1228和圖 1229。一旦發(fā)現(xiàn)干涉現(xiàn)象，可隨時修改相關(guān)零件，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)問題，例如：在模擬裝配鎖鉤沖孔落料復(fù)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(guān)孔位尺寸有錯誤；修改這些尺寸后零件相關(guān)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。 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(jié)構(gòu)、尺寸進(jìn)行優(yōu)化，使之更簡單、更合理。 建立零部件三維實體模型一般程序，如圖 1224所示： 圖 1224 應(yīng)用 Pro/E軟件建立零件三維實體模型過程 以往設(shè)計中遇上復(fù)雜結(jié)構(gòu)，特別是復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，很難準(zhǔn)確反映，只能近似表達(dá)，給后期加工帶來麻煩。 （ 2）模具設(shè)計計算要進(jìn)行沖裁模設(shè)計，?，F(xiàn)模具設(shè)計程序中所列工作必不可少。 圖 1223 應(yīng)用 Pro/E軟件設(shè)計沖裁模程序 （ 1）首先建立圖庫（虛線框內(nèi)容）為簡便設(shè)計及加快模具制造，盡可能選用模具標(biāo)準(zhǔn)件、通用件，如模架和卸料螺釘?shù)取Ｈ缥覀兙幹?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(xué)模型進(jìn)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。左右拉桿等十種鍛件數(shù)學(xué)模型及軸承座、差速器外殼等六種鑄件數(shù)學(xué)模型，并利用 Pro／ E中的 MOLD模塊做出各零件的模具數(shù)學(xué)模型。 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(xué)模型；另一個是毛坯（ WORKPIECE），一個真正的毛坯（也可以只做一 DATUM點）。 （ 7） REORDIR（重新排序）也是一個非常有用的工具。 （ 3）在生成零件幾何圖形之前，建立三個基準(zhǔn)平面并命名； （ 4）在建模過程中，所需要的其他基準(zhǔn)平面，最好在特征生成過程中建立，這樣不僅基準(zhǔn)平面在特征生成后不顯示，而且可以減少特征數(shù)。 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(xué)模型及軸承座、差速器外殼等六種鑄件數(shù)學(xué)模型，并利用 Pro／ E中的 MOLD模塊做出各零件的模具數(shù)學(xué)模型。在 Pro／ E中，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(jié)構(gòu)特征 —— 如孔、槽、導(dǎo)圓等零件細(xì)節(jié)特征； 當(dāng)一個零件的基本特征生成后，就可以用結(jié)構(gòu)特征細(xì)化設(shè)計，基本步驟如下： （ 1）確定相應(yīng)基準(zhǔn)； （ 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(biāo)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(guān)系?；谔卣?、單一數(shù)據(jù)庫、全相關(guān)等概念進(jìn)行設(shè)計。另一方面，它又是需要較大的投資。使用計 算機查閱設(shè)計中所需的數(shù)據(jù)及圖表，速度快、精度高、不怕繁瑣、不易出錯；用于自動繪圖，質(zhì)量好、速度快、誤記和誤定少；用于自動編程，可節(jié)省工藝人員大量手工勞動。當(dāng)然，在采用 CAD/CAM技術(shù)情況下，所討論的標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容和內(nèi)涵應(yīng)更加廣泛，除通常的標(biāo)準(zhǔn)化工作以外，還包含有曲型化和通用化的含意。種類繁多、要求各異。采用CAD/CAM技術(shù)所生產(chǎn)的模具，精度高、尺寸協(xié)調(diào)一致性好，這是制造現(xiàn)代化產(chǎn)品的根本保證。曾有人統(tǒng)計， CAD/CAM的投資，僅從提高設(shè)計質(zhì)量，減少返修正與試壓次數(shù)這一項看，就可以很快回收，并且長期受益。正因為如此，汽車工業(yè)、各種家庭電器、玩具、鐘表、服裝、鞋帽??，凡市場競爭激烈又可用模具生產(chǎn)的行業(yè)，幾乎都非常重視 CAD/CAM技術(shù)。 縮短模具生產(chǎn)周期 在市場競爭激烈、產(chǎn)品更新頻繁的形勢下，生產(chǎn)周期長短往往成為某些產(chǎn)品賴以生存的重要條件。數(shù)控技術(shù)和軟件技術(shù)的充分結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了巨大的效益 ,為模具開發(fā)降低了 50%的成本 ,提高了模具制造的精度 ,節(jié)省 30%的時間。 ③專家系統(tǒng)的應(yīng)用。充分利用 Pro/E 各模塊的功能和特點 ,使模具各階段開發(fā)都基于單一數(shù)據(jù)庫 ,減少重復(fù)輸入、檢驗校對 ,保證從設(shè)計 模型到模擬加工數(shù)據(jù)的一致性 ,大大減少工作量 ,使開發(fā)周期縮短 50%。為了保證進(jìn)度 ,制定嚴(yán)格的進(jìn)度表、紀(jì)律和懲獎方案、各分項目負(fù)責(zé)人密切合作和相互監(jiān)督。開發(fā)成功后歸口專業(yè)室管理 ,在以后的開發(fā)任務(wù)中按照工作程序進(jìn)行 ,也可以根據(jù)實際情況組成松散協(xié)作型項目組 ,使工作銜接和管理更加合理流暢。 （ 2）、設(shè)計模型由于縮水率影響導(dǎo)致一些小圓角產(chǎn)生“破損” ,在模擬加工中 ,軟件對“破損”的地方無法進(jìn)行處理運算 ,因此必須對“破損”處進(jìn)行修改 ,或在縮水率之后加小圓角。 圖 1220 加工后復(fù)雜型面零件實物 采用 CAM技術(shù)對 171個主模零件中的 64個復(fù)雜型面零件進(jìn)行加工 ,約占模具零件總數(shù)的11%,加工時間為 960 小時 ,占所有模具零件加工時間總數(shù)的 %。隨著數(shù)控機床和加工中心的使用 ,數(shù)控技術(shù)在柳工得到推廣和應(yīng)用 ,為鑄造模具開發(fā)的成功奠定了基礎(chǔ)。鑄造模具零件的復(fù)雜型面大都由銑削加工完成 ,銑削加工提供了區(qū)域銑、平面銑、成形銑、曲面銑、軌跡銑、清根銑等方式 ,適合不同輪廓的加工。柳工采用 CAM完成模具復(fù)雜型面零件的加工 ,即使用 Pro/E工程軟件 MFG 模塊和加工中心 (FP50CCT)來完成。采用計算機輔助模具設(shè)計對這 10種鑄件按照工藝要求設(shè)計了 36套模具 ,其中 20套外模和 16套芯盒 ,共計 315種 589 個零件 ,其中 171個為主模零件。生成外模和芯盒主模零件 型面。如圖 1216所示。 2. 計算機輔助模具設(shè)計 圖 1216 模具裝配圖 在完成鑄造工藝設(shè)計之后 ,將生成的 砂型和砂芯通過網(wǎng)絡(luò)傳輸分配給模具設(shè)計人員 ,采用Pro/E工程軟件的 PARTT ASSEMBLY等模塊完成上下外模和芯盒模具的設(shè)計。 ②減少工藝設(shè)計過程的錯誤。這種澆注系統(tǒng)的突出優(yōu)點是 : 消除紊流和渣孔 ,減小砂鐵比和內(nèi)部缺陷 ,充型平穩(wěn) ,縮短澆注時間。工藝確定在鑄造工藝設(shè)計中是至關(guān)重要的。 ⑦生成砂型和砂芯以及生成鑄造工藝圖。為整個模型設(shè)置不同方向的縮水率 ,也可為個別尺寸設(shè)定縮水率。這可通過檢查參考模型的拔模斜度來決定一個最優(yōu)開模方向 ,根據(jù)工藝需要 ,給參考模型增加拔模斜度及圓角。建立鑄造模型并將設(shè)計模型裝配到其中 ,當(dāng)設(shè)計模型裝入鑄造模型 ,即作為一個參考模型被替代了。為確認(rèn)設(shè)計模型的正確性 ,除在軟件中檢查尺寸外 ,還將設(shè)計模型轉(zhuǎn)化為與原圖比例及投影構(gòu)圖一致的二維工程圖并繪成底圖 ,然后將底圖蒙在原圖上逐一進(jìn)行視圖的比并在設(shè)計模型中修改 直至完全正確無誤。這個過程也可以以自頂向下的方式進(jìn)行 ,即由最終的裝配體逐步分解 ,分解成子裝配 ,進(jìn)而零件 ,進(jìn)而特征。 建立零件設(shè)計模型。為配合 ZF配套件國產(chǎn)化 ,完成精度要求較高的鑄件生產(chǎn) ,本例采 用先進(jìn)的三維 CAD/CAM/CAE工程軟件對其中 10種復(fù)雜型面的鑄件進(jìn)行鑄造模具的開發(fā) ,以此解決傳統(tǒng)設(shè)計和制造存在的問題。 (2)通過微機與機床的直接數(shù)控加工，節(jié)省了時間，減少了不必要的人工干預(yù)，提高了工效。 微機與加工中心 FANUC系統(tǒng)的傳輸參數(shù)是：①接口號： COM1；②波特率： 4800；③校驗：奇 (odd)。 經(jīng)后置處理產(chǎn)生的 NCA程序并不能馬上傳輸給數(shù)控機床執(zhí)行，必須進(jìn)行檢查，以避免出現(xiàn)錯切、漏切、打刀等，保證模具的加工質(zhì)量，確保機床和操作人員的人身安全。 NCI 文件生成后應(yīng)進(jìn)行模擬顯示，看其是否光順，如有不合理的波折，應(yīng)將其去除，然后再進(jìn)行后置處理。 圖 1210 球頭刀中心軌跡 （ 1）、用球頭銑刀、行切法加工自由曲面的刀具軌跡計算 假設(shè)曲面點的坐標(biāo)為 (Xp,Yp,Zp)，此點的法向量為 =(Ap,Bp,Cp),設(shè)球頭刀的 半徑為R，球頭刀在加工過程中始終與曲面相切，如圖 1018所示。 刀具路徑 及 NC程序生成 在型腔 CAD/CAM 的實踐過程中，曲線曲面造型與數(shù)控刀具路徑的生成是實施型腔CAD/CAM的兩個關(guān)鍵。 Coons曲面造型的要點是：①根據(jù)實際型面要求定義合理的曲面邊界曲線。直紋面也是型腔面中較常見的一種曲面，它的造型要點是按實際型面的要求生成所需的 V向等參數(shù)線 (即直紋面的直線方向 )。曲線的造型設(shè)計中，構(gòu)造生成自由曲線是其中的難點，也是傳統(tǒng)設(shè)計方法所難以達(dá)到的。 型腔幾何造型設(shè)計 曲線曲面的幾何造型設(shè)計是注塑模具型腔 CAD/CAM的 基礎(chǔ)。 利用 SurfCAM 軟件的 SDNC 系統(tǒng)，通過設(shè)置微機與加工中心的傳輸參數(shù)：接口號；波特率；校驗；傳輸位；停止位；代碼標(biāo)準(zhǔn)等將微機的數(shù)控代碼直接發(fā)送給數(shù)控機床，從而實現(xiàn)微機與加工中心之間的數(shù)據(jù)通信，進(jìn)而控制機床完成零件的切削加工。本模塊中要定義機床的種類和坐標(biāo)系，還要進(jìn)行更重要的 G代碼選擇， M 代碼選擇以及其它 NC程序語言標(biāo)準(zhǔn)的選擇。 （ 4）、后置處理生成 NC程序 后置處理是指把刀具路徑轉(zhuǎn)換成 NC程序的過程。 ICD文件是按 SurfCAM所確定的文件格式生成的工件加工控制序，一個工作全部加工過程的命令文件以及生成的刀具軌跡圖形。 圖 12圖形交互式編程流程 如圖 128所示是一在微機上用 SolidWorks三維實體造型軟件設(shè)計的可視電話屏幕主機上蓋凸模的零件圖，該工件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求較高，各加工表面之間有效嚴(yán)格的位置度和 垂直度要求，工件已在銑床上完成了粗加工，經(jīng)過工藝分析，采用圖形交互式自動編程技術(shù)優(yōu)化設(shè)計零件加工路徑，確定加工中心零件加工工序如下： 1）Ⅲ軸加工模式，平面（ Planar）加工 A面，球頭銑刀，刀具直徑 12mm； 2）Ⅲ軸加工模式， Z方向精加工（ Finish） B面，球頭銑刀，刀具直徑 12mm； 3）Ⅲ軸加工模式，平面（ Planar）加工 C面，球頭銑刀，刀具直徑 12mm； 4）Ⅲ軸加工，平面（ Planar）加工 D面，球頭銑刀，刀具直徑 12mm： 5）Ⅲ軸加工，平面（ Planar）加工 E面，球頭銑刀，刀具直徑 12mm； 6）Ⅲ軸加工模式， Z方向精加工（ Finish）所有側(cè)面，球頭銑刀，刀具直徑 8mm。 實例分析 該系統(tǒng)主要以 SurfCAM軟件作為 CAD/CAM技術(shù)支持軟件。 實例 4 CAD/CAM技術(shù)在注塑模中的應(yīng)用實例分析 以山西無線電廠的可視電話模具 CAD/CAM為實例，討論 CAD/CAM技術(shù)在模具制造中的具體應(yīng)用，來體現(xiàn)其先進(jìn)性，可靠性。 通過實踐表明：要高效發(fā)揮數(shù)控機床 ，必須做到以下幾點： （ 1） 盡可能采用合金刀，更換刀無需對刀，精度能保證，切削速度是白鋼刀的 1015倍。 （ 3）對 150mm高的中套，由于拔斜度小，開始粗加工時由白鋼刀做很容易，上部出現(xiàn)刀柄與坯料碰上而無法加工，故先用合金刀層銑一圈往下加工；然后再采用自下往上 ZIG方式。 （４）中套產(chǎn)品要求 150mm深，由于型腔是三塊鑲塊拼鑲而成的，又要控制型腔的高度，中套的拔模斜度很小。 （ 6）在底座曲面造型中由于有些曲面間幾乎相切，而用戶圖紙要求 R 倒角，這不可能實現(xiàn)；在底座的提手處出現(xiàn)了尖角，如圖 125不符合安全因素