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          Pro/E軟件在旋鈕三維造型及模具設計中的應用

          在傳統的異型產品設計、模具設計和加工當中,往往是根據經驗設計零件外形。通過手工做模來進行模具設計和加工,加工出來的產品,往往一次不能滿足要求,這就要求不斷修改產品設計,從而導致修模,甚至整個模具報廢,致使產品開發周期加長,成本大大增加;采用最新CAD/CAE/CAM - Pro/Eng-ineer軟件來實現三維設計,可以大大縮短產品研究周期、模具設計和加工周期,提高產品設計的準確性,降低產品開發和模具成本。
                  Pro/E是美國PTC公司開發的CAD/CAM軟件,它是新一代的產品造型系統,具有參數化設計,三維實體模型,特征驅動和單一數據庫功能等特性。Pro/E軟件采用面向對象的統一數據庫和參數化造型技術,具備概念設計、基礎設計和詳細設計的功能,為模具的集成制造提供了優良的平臺。
                  一、旋鈕的三維產品造型設計
                  旋鈕的造型設計是在Pro/E軟件的PART模塊實現的,其基本思路是旋轉生成實體后,利用倒斜角、挖切、陣列、抽殼等命令,采用基于參數化、特征的三維實體造型技術完成整個產品的設計。
                  1  造型前的工作設定
                  在造型前,在硬盤上設立相應的工作目錄,在新建的零件目錄下進行相應的設置,具體有下列項目:材料的設定,繪圖精度的設定,單位設定,公差設置等。
                  2  使用Pro/Ewildfire軟件進行3D建模
                  此旋鈕零件首先利用構建基礎特征的旋轉命令生成圓盤狀實體,再倒不相等斜角,然后挖切凹槽,陣列六個凹槽,最后抽殼、倒圓角,完成旋鈕的三維設計。用到的Pro/E命令有:Revolve、chamfer、cut、pattern、shell、round等。旋轉生成主要基礎特征―圓盤,以矩形繞中心線旋轉360度生成,矩形離中心線5mm。
                  二、旋鈕的模具設計
                  1  Pro/E模具設計的基本流程
                  在Pro/E的模具設計中,難點和重點是分型面的創建和完成模具型腔和型芯的設計,能夠模擬開模成功。
                  2  分型面的創建
                  模具設計的主要技巧在于分型面的創建,可根據不同的曲面特征來創建分型面,來拆出凸、凹模等模具零件。針對旋鈕來說,在設計過程中,首先通過對旋鈕模型的不同部位尺寸設定收縮率,構建設計毛胚,產生型腔、型芯特征尺寸,然后通過裝配,使設計模型與型腔和型芯毛胚重疊,經過一系列曲面的生成、延伸、剪切、融合等操作形成分型面。具體操作是“Partingsurface–create–part_Surf_1–Add”,接下來根據零件形狀建立分模面。簡易旋鈕的分型面是以下底面向上投影到參照零件,通過Add - shadow直接產生一個陰影曲面來生成分型面。
                  3  模具型腔和型芯的設計
                  分型面創建完成后,就能夠以分型面拆出型芯體積,由凸凹模的體積產生型芯和型腔,同時完成澆道系統的設計,產生澆注件。就旋鈕而言,由“MoldVolume - Split”分割凸、凹模,再由“MoldComp - Extract”抽取設計模型,澆道的創建可由切減等基本命令來實現,考慮到旋鈕上表面和側面的精度,澆注的具體位置可放在上蓋的扣邊上,具體澆注形式可采用點澆口。
                  利用Pro/Engineer軟件提供的模具設計模塊能直接根據產品三維數據來完成模具型腔和型芯的設計,以及整個模具結構的設計工作,大大縮短模具設計周期;利用Pro/Engineer的NC加工模塊,根據加工需要,可生成數控車削、數控銑削及電火花線切割的NC代碼。由上述所拆得的型腔和型芯,直接可以在NC模塊下生成NC代碼,輸出到數控機床上進行直接加工模具,提高模具設計的準確性,降低模具設計的成本,保證了產品的幾何精度。
                  三、結束語
                  在Pro/E環境下的旋鈕造型及模具設計中,能夠實現產品設計、模具設計、計算機輔助加工等工藝過程,改變了傳統的設計理念,能使設計人員創建、修改、仿真分析模具構件。其開模仿真模擬、干涉檢查使得設計的準確度較傳統設計高;Pro/E的單一數據庫為模具的加工提供了準確的數據來源。基于Pro/E的塑料模設計方法能夠縮短產品開發周期、提高產品設計制造質量、降低成本和快速響應市場。


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