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摘要：Pro/E是当今世界上最普及的三维CAD/CAM系统软件之一, 它在众多的模块所具有的强大功能, 使其在航空航天、机械、电子、汽车玩具等工程设计领域有68.3%以上的设计任务是通过它来完成。[1]参数化设计、全关联性数据库等特点的绝对主导地位使其已经成为工程设计人员的入门语言, 谁能熟练使用它, 谁就能拥有更强的竞争力。
关键词：Pro/E; 模具设计;
1、引言
Pro/E的模具解决方案涉及模具的设计、制造的整个流程, 它按照模具设计的顺序来模拟整个的设计过程, 只需要根据产品的三维实体造型, 建立一套和产品参数相关的三维实体模具, 从而使得模具的设计越来越简单和快捷, 因而在整个模具行业用途越来越广。
本文介绍Pro/E注塑模具设计的一般流程, 并以水杯模型为实例进行具体的操作。
2、Pro/E模具设计术语
Pro/E里提供了一些术语来描述其设计步骤, 为模具设计理论与实际的Pro/E软件操作建立关系, 熟练掌握这些术语, 对于理解Pro/E模具设计有很大的帮助。
2.1、设计模型
设计模型是制造产品的原型, 模具设计中是以设计模型为基础进行的, 它决定了模具型腔的形状, 成型过程是否需要砂芯、销、镶块等模具元件, 以及浇注系统、冷却系统的布置等。一般来说它与实际产品的模型是有一些差别的。
2.2、参照模型
在Pro/E里, 并不是直接采用设计模型作为参照的, 而是参照了它的几何, 可以继续对参照模型进行修改。比如参照模型包含收缩率和拔模角等。
2.3、工件模型
工件模型也称为坯料, 相当于实际加工中的毛坯材料, 在Pro/E模具设计中, 要进行后续的分模以拆出模具元件等, 也事先需要创建一块坯料, 即为工件模型。
2.4、模具模型
这个模型即为装配体, 它包括参照模型和工件模型, 各种模具特征和模具元件。其后缀名为*.mfg。
2.5、分型面
分型面的设计在Pro/E中很重要, 分型面位置正确, 才能得到合适的型腔。分型面的创建是运用曲面的创建方法, 比如拉伸、复制、延伸、填充等方法。由分型面可以分割工件或者已经存在的体积块, 得到新的体积块。
3、Pro/E注塑模具设计的流程
3.1、建立模具模型
在模具模型下, 调入参照模型进行装配, 如果设计成一模多型腔模具, 要对参照模型进行合理的布局。然后创建工件模型, 使参照模型被包在工件模型中, 以进行后续分模、拆模等操作。
3.2、设置收缩率
根据塑料材料的性能, 设置合理的收缩率。
3.3、创建分型面
利用分型面法或者体积块法分模, 得到合理的型腔。
3.4、抽取模具元件
使体积块转化成模具元件, 抽取完成以后, 模具元件成为功能完全的Pro/E零件, 可以在part模块中将其打开, 再工程图模块中单独使用, 以及进行Pro/NC等。
3.5、创建铸模
进行铸模模拟。充填模具型腔。系统自动根据型腔形状创建铸模。
3.6、开模模拟
定义要移动的模具元件, 使之移动一定距离以把模具型腔打开, 检测开模过程中是否存在相互干涉等。
4、Pro/E模具设计实例
下面以水杯的实例来说明模具创建的具体流程。
4.1、新建模具模型
在子类型中选择“模具型腔”, 模板采用“mmns_mfg_mold”。添加参照模型并创建工件, 得到的模具模型如图1所示。
4.2、创建体积块
首先利用体积块法创建型心体积块, 点击按钮, 通过拉伸的方法创建体积块。
4.3、分割体积块
点击, 利用上一步创建的体积块分割整个毛坯。
4.4、抽取模具元件
点击, 抽取模具元件如图1所示, 抽取后得到的两个零件分别如图2、3所示。
图1 模具模型
图2 抽取的体积块
图3 抽取的型心
4.5、创建分型面
创建分型面分割图2的体积块。点击, 利用拉伸方法创建分型面, 使得体积块被
对称分成两部分。
4.6、分割体积块
点击, 在分割体积块菜单下点击“选择元件”, 并在模型树下单击图2创建的体积块, 确定后选取上步创建的分型面, 正确分割。
4.7、抽取模具元件
把分割后的体积块抽取, 使之转化成模具元件。点击, 抽取后的模具元件如图4所示。
图4 抽取的模具图
4.8、创建铸模
创建铸模具, 给出其名字。
4.9、开模
分别把型心、前、后模具移动一定距离开模。开模后如图5所示。
图5 开模示意图
5、结语
Pro/E在模具设计中的优点是显而易见的, 其过程也是比较容易掌握的, 因此在模具设计中的应用也将越来越广泛。在学习中要注重掌握模具设计中的共性特征, 只有明白模具设计理论知识如何与Pro/E模具模块相应功能的对应, 才能理解并掌握Pro/E模具解决方案。
参考文献
[1]Pro/E自学手册-人民邮电出版社, 2016, 11.