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Pro/E软件在旋钮三维造型及模具设计中的应用

在传统的异型产品设计、模具设计和加工当中,往往是根据经验设计零件外形。通过手工做模来进行模具设计和加工,加工出来的产品,往往一次不能满足要求,这就要求不断修改产品设计,从而导致修模,甚至整个模具报废,致使产品开发周期加长,成本大大增加;采用最新CAD/CAE/CAM - Pro/Eng-ineer软件来实现三维设计,可以大大缩短产品研究周期、模具设计和加工周期,提高产品设计的准确性,降低产品开发和模具成本。
        Pro/E是美国PTC公司开发的CAD/CAM软件,它是新一代的产品造型系统,具有参数化设计,三维实体模型,特征驱动和单一数据库功能等特性。Pro/E软件采用面向对象的统一数据库和参数化造型技术,具备概念设计、基础设计和详细设计的功能,为模具的集成制造提供了优良的平台。
        一、的三维产品造型设计
        旋钮的造型设计是在Pro/E软件的PART模块实现的,其基本思路是旋转生成实体后,利用倒斜角、挖切、阵列、抽壳等命令,采用基于参数化、特征的三维实体造型技术完成整个产品的设计。
        1  造型前的工作设定
        在造型前,在硬盘上设立相应的工作目录,在新建的零件目录下进行相应的设置,具体有下列项目:材料的设定,绘图精度的设定,单位设定,公差设置等。
        2  使用Pro/Ewildfire软件进行3D建模
        此旋钮零件首先利用构建基础特征的旋转命令生成圆盘状实体,再倒不相等斜角,然后挖切凹槽,阵列六个凹槽,最后抽壳、倒圆角,完成旋钮的三维设计。用到的Pro/E命令有:Revolve、chamfer、cut、pattern、shell、round等。旋转生成主要基础特征―圆盘,以矩形绕中心线旋转360度生成,矩形离中心线5mm。
        二、旋钮的模具设计
        1  Pro/E模具设计的基本流程
        在Pro/E的模具设计中,难点和重点是分型面的创建和完成模具型腔和型芯的设计,能够模拟开模成功。
        2  分型面的创建
        模具设计的主要技巧在于分型面的创建,可根据不同的曲面特征来创建分型面,来拆出凸、凹模等模具零件。针对旋钮来说,在设计过程中,首先通过对旋钮模型的不同部位尺寸设定收缩率,构建设计毛胚,产生型腔、型芯特征尺寸,然后通过装配,使设计模型与型腔和型芯毛胚重叠,经过一系列曲面的生成、延伸、剪切、融合等操作形成分型面。具体操作是“Partingsurface–create–part_Surf_1–Add”,接下来根据零件形状建立分模面。简易旋钮的分型面是以下底面向上投影到参照零件,通过Add - shadow直接产生一个阴影曲面来生成分型面。
        3  模具型腔和型芯的设计
        分型面创建完成后,就能够以分型面拆出型芯体积,由凸凹模的体积产生型芯和型腔,同时完成浇道系统的设计,产生浇注件。就旋钮而言,由“MoldVolume - Split”分割凸、凹模,再由“MoldComp - Extract”抽取设计模型,浇道的创建可由切减等基本命令来实现,考虑到旋钮上表面和侧面的精度,浇注的具体位置可放在上盖的扣边上,具体浇注形式可采用点浇口。
        利用Pro/Engineer软件提供的模具设计模块能直接根据产品三维数据来完成模具型腔和型芯的设计,以及整个模具结构的设计工作,大大缩短模具设计周期;利用Pro/Engineer的NC加工模块,根据加工需要,可生成数控车削、数控铣削及电火花线切割的NC代码。由上述所拆得的型腔和型芯,直接可以在NC模块下生成NC代码,输出到数控机床上进行直接加工模具,提高模具设计的准确性,降低模具设计的成本,保证了产品的几何精度。
        三、结束语
        在Pro/E环境下的旋钮造型及模具设计中,能够实现产品设计、模具设计、计算机辅助加工等工艺过程,改变了传统的设计理念,能使设计人员创建、修改、仿真分析模具构件。其开模仿真模拟、干涉检查使得设计的准确度较传统设计高;Pro/E的单一数据库为模具的加工提供了准确的数据来源。基于Pro/E的塑料模设计方法能够缩短产品开发周期、提高产品设计制造质量、降低成本和快速响应市场。


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