0引言
Pro／E是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司于1998年推出的一套以參數(shù)化為基礎(chǔ)的cAD／cAE／CAM軟件，該軟件集成了零件設(shè)計(jì)、曲面設(shè)計(jì)、鈑金件設(shè)計(jì)、零件組裝、二維工程圖制作、數(shù)控加工、模具設(shè)計(jì)等功能模塊。
Pro／E wildfire3．o是目前最新的版本，新版本從提高個(gè)人效率和流程效率角度都做了一些新的改進(jìn)。特別是對(duì)模具設(shè)計(jì)界面做了較大的改進(jìn)，使用戶更加容易操作。Pro／E wildfife3．0憑借其強(qiáng)大的三維實(shí)體造型和模具設(shè)計(jì)功能，已經(jīng)成為我國(guó)模具工業(yè)中應(yīng)用得較為廣泛的設(shè)計(jì)軟件之一。下面將通過(guò)圖1所示的零件為例，來(lái)說(shuō)明在Pro／E wi ld—nre3．0軟件中進(jìn)行壓鑄模設(shè)計(jì)與制造的方法。
1 零件工藝性分析
圖1所示的零件為電噴汽車(chē)節(jié)流閥體，材料為Y L113，壁厚不均勻，對(duì)毛坯內(nèi)在組織及氣密性有嚴(yán)格的要求。圖1中的孔l為主通道，單邊留有o.5 mm加工余量。孔2為旁通道的進(jìn)氣孔，由于該處不便于機(jī)加工，故直接將其抽成，這樣就增加了模具的設(shè)計(jì)難度。經(jīng)過(guò)綜合考慮，采用圖2所示的設(shè)計(jì)方案，其中成形孔1的右側(cè)型采用斜銷來(lái)抽動(dòng)，而成形孔2的抽芯則采用液壓抽芯器來(lái)抽動(dòng)。另外由于抽芯要從右側(cè)型中穿過(guò)，所以在制造時(shí)必須保證其制造精度，否則模具容易溢流。
2 三維造型
在零件模式中，使用拉深、旋轉(zhuǎn)、拔模、倒圓角等工具完成零件的三維造型。由于Pro／Ew訂dfire3．0使用單一數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)更改了三維實(shí)體模型的尺寸時(shí)，其相關(guān)的二維工程圖、模具文件、數(shù)控加工文件等也會(huì)自動(dòng)更改，這樣可以確保更改工作的一致性。
3 模具設(shè)計(jì)
3．1分模
在模具模式中，利用Pro／E wildfire3．0提供的各種模具設(shè)計(jì)工具，可以快速、方便地完成分模工作。在模具模式中分模的操作步驟如下：
(1)進(jìn)入模具模式新建一個(gè)文件，選擇文件的“類型”為“制造”，“子類型”為“模具型腔”，并選擇“mmns m龜mold”模板。
(2)裝配參照零件參照零件是將設(shè)計(jì)零件裝配到模具模式中時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)生成的零件模型。利用參照零件布局功能將創(chuàng)建的設(shè)計(jì)零件調(diào)入模具模式中。
(3)設(shè)置收縮率利用按比例收縮功能確定收縮率為o．5％。
(4)創(chuàng)建工件工件是直接參與鑄件成形的模具元件的總體積。使用手工創(chuàng)建的方法創(chuàng)建工件。
(5)創(chuàng)建分型曲面分型曲面是一種曲面特征，主要用來(lái)分割工件。Pro／E wildfjre3。0不僅提供了智能分模功能(如陰影曲面、裙邊曲面等)，還提供了強(qiáng)大的曲面功能用于創(chuàng)建分型曲面。利用復(fù)制、拉深、旋轉(zhuǎn)、修剪、合并等功能創(chuàng)建主分型曲面、右側(cè)型分型曲面等。
(6)分割工件使用創(chuàng)建的分型曲面將工件分割成為個(gè)模具體積塊。
(7)抽取模具元件通過(guò)分割工件產(chǎn)生的模具體積塊是沒(méi)有質(zhì)量的封閉曲面面組，還需要用實(shí)體材料填充模具體積塊，使其成為實(shí)體零件。
(8)鑄模模擬生成一個(gè)鑄件，用來(lái)檢查模具設(shè)計(jì)的正確性。
(9)仿真開(kāi)模定義打開(kāi)模具的步驟，得到圖3所示的模具打開(kāi)圖。
3．2成形零件的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)
對(duì)于創(chuàng)建的動(dòng)模、定模等成形零件，可以在零件模式分別將其打開(kāi)，然后使用拉深、拔模、倒圓角、孔等工具完成零件的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。
完成的動(dòng)模和定模分別如圖4和圖5所示。
3．3其他零件設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)好動(dòng)模、定模、右側(cè)型等成形零件后，接下來(lái)就可以在組件模式中設(shè)計(jì)動(dòng)模套板、定模套板等其他零件。在組件模式中設(shè)計(jì)其他零件，可以不必對(duì)每個(gè)零件進(jìn)行單獨(dú)裝配，從而大大提高了工作效率。完成的模具裝配圖如圖6所示。
4模具加工
對(duì)于設(shè)計(jì)好的動(dòng)模、定模等成形零件，首先使用數(shù)控銑床進(jìn)行粗加工，然后進(jìn)行淬火處理。淬火處理后再使用數(shù)控銑床進(jìn)行精加工，對(duì)于加工不到的部位則采用電火花加工。
4．1編制數(shù)控加工程序
動(dòng)模、定模等成形零件的數(shù)控加工程序在制造模式中編制，在該模式可以設(shè)置并運(yùn)行Nc機(jī)床、創(chuàng)建裝配過(guò)程序列、創(chuàng)建材料清單等，還可以使用Nc后處理器(NC Post Processor)將cL文件翻譯成為數(shù)控機(jī)床的數(shù)控加工代碼，為其提供加工數(shù)據(jù)。在制造模式中編制數(shù)控加工程序的主要操作步驟如下：
(1)新建一個(gè)制造文件。
(2)裝配參照零件。
(3)創(chuàng)建工件。
(4)操作設(shè)置。
(5)設(shè)置加工方法和模擬加工。
(6)創(chuàng)建刀位數(shù)據(jù)文件和后處理。
4.2電火花加工
使用電火花加工成形零件，需要設(shè)計(jì)電極。Pro／E wildfire3．o沒(méi)有提供專門(mén)用于設(shè)計(jì)電極的功能模塊，可以在組件模式中利用切除功能(即采用布爾運(yùn)算的方法)來(lái)設(shè)計(jì)電極。在組件模式中設(shè)計(jì)電極的主要操作步驟如下：
(1)新建一個(gè)組件文件。
(2)將成形零件裝配到組件模式中。
(3)在組件模式中新建一個(gè)零件。
(4)創(chuàng)建電極的工作部分。
(5)創(chuàng)建電極的裝夾與定位部分。
(6)利用切除功能創(chuàng)建電極。
對(duì)于設(shè)計(jì)好的電極，同樣也采用數(shù)控加工，以便保證電極的制造精度。而對(duì)于電極的放電間隙則在對(duì)其進(jìn)行數(shù)控加工時(shí)通過(guò)設(shè)置刀補(bǔ)來(lái)考慮。
5 結(jié)論
在Pro愿wildfire3。O軟件中進(jìn)行模具設(shè)計(jì)與制造工作時(shí)，由于采用三維設(shè)計(jì)和并行設(shè)計(jì)方法，可以使設(shè)計(jì)人員和工藝人員從繁瑣的二維繪圖與計(jì)算中解脫出來(lái)，并減少重復(fù)勞動(dòng)和人為錯(cuò)誤，從而大大提高工作效率。
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