前言

2005 年 8 月 31 日 , 在以色列特拉維夫 ――Cimatron(NASDAQ:CIMT) 公司作為為全球工模具制造者提供 CAD/CAM 軟件解決方案的領導者，正式在全球發布它的旗艦產品 CimatronE7.0 版本。 CimatronE7.0 最強大和高效的模具設計誕生了。其顯著的變更管理，優化工具的混合 CAD 功能，新的和改良的工具，更全面的標準件庫， CimatronE7.0 對于模具設計者是最好的完整的一體化解決方案。下面就 Cimatron E 在 MOTO 手機電池后蓋模具設計的應用，簡單地介紹一下 Cimatron E 模具設計的流程、優點和獨到之處。

1.產品分析

E398B 電池后蓋的幾何形狀比較簡單，投影面積為 2779.206mm ^2 ，外形尺寸為 46.081*63.5*8.084 （單位為 mm ），可以將分型面設定在與機身蓋相配合的曲面上。內部結構采用 6 個斜頂完成設計。

2.型腔數量的確定

E398B 電池后蓋模具設計采用一模四腔結構。 Cimatron E 提供布局坐標系來管理產品的排位，在設計過程中，任何時候可以通過修改布局坐標系來修改模具的排位。同時 Cimatron E 提供了從單腔到一模六腔的布局坐標系。用戶也可以根據自己的要求定制標準的布局坐標系，在設計過程中的任何時候同樣可以更改自己定制的布局坐標系，達到對模具排位的修改。下圖中，如果要對模具排位進行編輯，只需雙擊草圖修改尺寸即可。一般情況下建議外輪廓大小與模架大小一致，內輪廓大小與產品外形方框一致，這樣更方便管理。

3.分模設計

Cimatron E 的分模功能非常簡便直觀，對已設置好拔模角的產品， Cimatron E 只需設定分模方向就可以對曲面自動分配。對無需拔模角度的曲面， Cimatron E 可以指定屬性到前模、后模、行位或斜頂中。 Cimatron E 提供了方便、快捷的拔模角分析、倒勾分析工具、模擬分模過程。分模環境與 Cimatron E 的高級曲面功能無縫集成，便于復雜分型面的生成。 Cimatron E 的分模不必區分曲面、實體。針對客戶提供的其它格式的圖檔文件，各種設計軟件轉進來都存在數據丟失，圖檔出現縫隙、破爛面問題。有些設計軟件進行分模時必須將其補成實體，否則無法分模。 Cimatron E 在此問題上有獨到之處， Cimatron E 無需先將曲面縫成實體，針對存在縫隙、破面的圖素， Cimatron E 照樣可以進行分模。當然，如果一定要將曲面縫合成實體， Cimatron E 提供的強大的曲面構建和編輯功能。下圖中，只需對產品設定上下兩個分模方向，很快捷地將其分成前后模（斜頂部分先不處理），然后選取分模線功能，自動生成內、外分模線。通過分模線利用 Cimatron E 強大的曲面功能創建分模面。由于采用的是一模四腔結構，所以需要利用 Parting Surface 建立公共分模面。然后通過 Attach Attribute （分模屬性分配）指定公共分模面的屬性。

4.模仁的設計

Cimatron E 的模仁設計操作很簡單，只需在分模面的基礎上創建一塊方料（或圓料）的素材。模仁的大小在設計過程中需要修改，可以通過編輯素材，很方便地進行修改。

5.模架的載入

Cimatron E 提供了強大的參數化設計的標準件生成工具，同時提供通用的標準模具庫： Hasco 、 DME 、 Strack 、 Futaba 、 Misumi 和 LKM （龍記）等。所有的標準件庫都可以方便快捷地優化和定制成用戶自己的標準件。模架載入只需選定模架的標準、類型、標準代碼、設定 A 板與 B 板間隙、模架各模板尺寸，如本例選用 LKM 的標準模架，類型為大水口系統 CI 類型模架，標準代碼為 3540-CI （即為 350*400 模架）， A 板與 B 板間隙各為 0.5 。 A 板厚度設定為 70 ， B 板厚度設定為 90 ，方鐵高度為 90 ，其他按標準厚度設定。通過這些設定，模架很方便地載入到模具設計環境中。在設計過程中，如果發現模架的部分模板尺寸設計有誤，可以很方便地對模架的各部分尺寸進行修改，甚至可以重載模架。

6.模仁、鑲件和斜頂的切割

Cimatron E 提供了強大的實體切割工具，利用分模面對素材的切割，方便快捷的得到前后模的模仁。通過對前后模模仁的切割，斜頂和鑲件快速形成。在任何時候發現斜頂或鑲件有誤，可以進行編輯。如本例，切割前后模，需將分模面縫合為一整體，然后利用分模面對素材進行切割。后模仁切割完成后，針對需要做鑲件的地方，繪制一系列草圖，利用草圖分割后模仁，鑲件就會產生。對斜頂的切割，需要利用 tg α = 斜頂行程 / 頂出行程, 粗略計算出斜頂角度 α，再根椐有關參數做出斜頂的草圖，同樣方法利用草圖對后模仁進行分割，得出斜頂。

7.澆注系統設計

Cimatron E 提供了如唧嘴、定位圈等標準件，通過載入標準件，很方便地完成如唧嘴、定位環等的定位放置。如果標準件不符合用戶的尺寸要求，通過編輯標準件參數得出用戶定制標準件。 Cimatron E7.0 提供了強大的流道設計工具，既可以提供標準的流道結構，也可以根據用戶需要實際定制。通過獨特的 2D/3D 混合建模工具，用戶只需做出流道線架，定義 Cimatron E 提供的標準流道形式，系統自動優化流道尖端結構（有利于廢料的冷卻和斷裂），可以根據流道草圖進行分類，高效地生成用戶要求的流道。設計好的流道可以輸出到加工環境進行刀路編寫。如本例，只需確定定位圈和唧嘴的相關參數，可以從標準件庫中選取或者編輯標準件，載入模架后，系統可以進行對 A 板、前模固定板進行切割。流道的設定，只需畫出其線架，選用系統提供的標準流道結構，設定流道參數和尖端結構，流道將自動生成。澆口的設計，選定澆口的類型，此處選用側澆口。

8.冷卻系統設計

Cimatron E 的冷卻系統設計功能包含了一系列工具以簡化復雜的冷卻系統的設計。本例只需定義冷卻水道的平面，繪制水道的 2D 草圖，設定水道的直徑為 8mm 、水道端部延伸量為 4mm ，就可以生成 3D 的水道。當然如果在如 AUTOCAD 軟件上設計好了模具結構圖， Cimatron 同樣可以讀取其線架生成冷卻水道。水道生成后，直接載入相關冷卻系統的標準件，如插銷、連接裝置、隔板、管接頭等。 Cimatron E 提供精確的冷卻水道設計工具，確保冷卻水道的設計考慮鉆孔工具的準確形狀，包括鉆孔延伸和鉆孔尖端的特殊設計。

9.頂出系統設計

Cimatron E 頂出系統設計提供了一系列豐富的工具。如本例，只需選定頂針的直徑和長度尺寸，系統自動設定放置平面為頂針固定板底面，然后可以通過草圖功能做出頂針放置點，頂針將放置于特定位置。這樣通過 2D/3D 混合技術的使用，簡單快捷地對頂針進行定位。優秀的頂針裁剪功能，支持所有裁剪方法，根據頂針的不同區域特征，自動切除頂針所通過的零件，頂針特征與 Cimatron E 的繪圖系統保持動態連接，在圖紙中能夠標識頂針標記。

完成圖

10.工程圖紙繪制

生成精確、詳細的模具圖紙和明細表是模具設計不可分割的一部分。本例中，只需在工程圖環境下，調入模具的裝配圖檔，設定視角方向，自動生成各種視圖。通過繪制 2D 的剖切線，可以自動生成剖視圖，支持轉剖、局部剖等。對于模具裝配圖的各種零件，系統可以自動生成 ID 號和 BOM 表。另外用戶可以預先定制符合用戶標準的圖紙模板，然后利用模板出圖，可以大大提高出圖效率，節約時間。針對模具中的主要零件，同樣也可以生成所要求的工程圖紙。工程圖紙與原圖檔有相關性，在任何時候對模具進行更改，工程圖紙可以自動更新。大大簡化了設計的重復修改過程。

結論：通過上例的探討，可以發現 Cimatron E 在模具設計流程簡明而合理。 Cimatron E 提供的 MoldProjcet 模具設計包，在其環境中，進行模具設計方便，快捷。在設計過程中，任何一環節如需要對產品進行更改， Cimatron E 可以自動更新過來，無需重復大量的工作。模具設計完成后可以自動生成模具裝配圖及 BOM 表。模具設計完成后，圖檔可以直接轉到電極設計和 NC 加工中。通過這一系列的工作，大大地縮短了模具生產周期。