Pro/E是全方位的面向3D產品開發(fā)的集成化軟件，自1988年問世以來，憑借著其強大的3D功能，已成為當今最普及的CAD/CAM軟件之一。Pro/E軟件集零件設計、產品裝配、模具設計、NC加工、鈑金件設計、鑄造件設計、自動測量、機構仿真、應力分析和產品數(shù)據庫管理等功能于一體，在機械、電子、汽車、航天、模具、工業(yè)沒計等行業(yè)得到了廣泛應用?。本文以一爪盤模具的設計與制造為例，介紹應用Pro/E軟件進行模具設計與數(shù)控加工的過程和方法。

　　1. Pro/E模具CAD/CAM系統(tǒng)

　　1.1 Pro/MOLDESIGN模塊

　　Pro/MOLDESIGN模塊是Pro/E中的模具設計模塊，它主要提供在Pro/E內模擬模具設計工藝時使用的工具。利用此模塊，用戶可以創(chuàng)建、修改和分析模具元件或組件。同時，利用系統(tǒng)的參數(shù)化特性，在設計模型變化時對它們進行快速更新。

　　1.2 Pro/MANUFACTURING模塊

　　Pro/MANUFACTURING模塊可以生成生產過程規(guī)劃、數(shù)控加工程序、模擬刀具運動軌跡，以及根據用戶設定的生產過程規(guī)劃做出時間及價格成本估計。Pro/E容許用戶采用參數(shù)化的方法去定義數(shù)值控制(NC)刀具路徑，并使用后處理產生數(shù)控機床能識別的代碼。該模塊可以進行Milling(銑削加工)、Turning(車削加工)、Drilling(鉆床加工)以及線切割等機床的自動編程操作。

　　1.3 Pro/E模具CAD/CAM的一般流程

　　應用Pro/E系統(tǒng)的CAD功能，可以完成產品的模型沒計及相應的模具設計;應用系統(tǒng)的CAM功能提供的銑削加工、車削加工、線切割等加工方式，可以完成模具的加工。Pro/E模具設汁與加工的一般流程為：①設計生成產品三維模型;②由產品模型生成凹凸模;③沒計模架;④生成凹凸模的刀具軌跡;④仿真加工;⑥進行后置處理生成NC程序。

　　2 Pro/E模具CAD

　　2.1 Pro/E模具設計的基本流程在模具模式中進行模具沒計的基本流程如下：

　　(1)創(chuàng)建模具模型。模具模型包括參照模型和工件兩部分。可以直接在模具模式中創(chuàng)建參照模型和工件，還可以在零件模式中創(chuàng)建，再將其裝配到模具模式中。

　　(2)拔模檢測和厚度檢測。塑件或鑄件上必須有適當拔模斜度，才能從模具中順利脫出。在進行模具設計前，應根據開模方向對參照零件進行拔模檢測，并對參考零件上的各部位進行厚度檢測。

　　(3)創(chuàng)建收縮率。由于塑件或鑄件在冷卻和固化時會產生收縮，所以必須增加參照零件的尺寸。在一般情況下應該創(chuàng)建各方向同性的比例收縮率或收縮系數(shù)。

　　(4)創(chuàng)建分型曲面或體積塊。分型曲面是一種曲面特征，主要用來分割工件。體積塊是沒有質量的封閉曲面面組，也可以用來分割工件。

　　(5)分割工件。利用創(chuàng)建的分型曲面或體積塊將工件分割成為單獨的體積塊。

　　(6)創(chuàng)建模具元件。模具元件主要采用抽取模具體積塊的方法來創(chuàng)建，還可以直接在模具模式中創(chuàng)建模具元件。

　　(7)創(chuàng)建澆注系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。可以利用組件特征來創(chuàng)建澆注系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。創(chuàng)建澆注系統(tǒng)是模具設計中的重要環(huán)節(jié)，應該綜合考慮各方面的因素來創(chuàng)建澆注系統(tǒng)。

　　(8)生成塑件或鑄件。可模擬生成—個塑件或鑄件，用來檢查模具設計的正確性。系統(tǒng)將根據減去提取部分后工件中剩余體積塊來自動創(chuàng)建鑄件。

　　(9)仿真開模。可以定義打開模具的步驟，并對每一步進行是否與靜態(tài)零件相干涉的檢測。

　　(10)創(chuàng)建其他部件。通過前面的步驟，創(chuàng)建出了模具的型腔部分。而對于模具的其他部件(如模架、滑塊等)，可以在模具模式中直接創(chuàng)建，還可以在組件模式中創(chuàng)建041。

　　2.2 Pro/E模具CAD實例

　　以一爪盤模具設計流程為例，模型如圖l所示。

　　(1)新建模具設計文件。新建名稱為zhuapan mold的模具設計文件。

　　(2)創(chuàng)建模具模型。裝配參照模型，單擊“自動工件”按鈕，自動創(chuàng)建工件。

　　(3)創(chuàng)建收縮率。選擇按比例收縮，收縮值為“0.005”。

　　(4)創(chuàng)建分型曲面或體積塊。使用復制加延伸的方法創(chuàng)建分型曲面，創(chuàng)建的分型曲面如圖2所示。

　　(5)分割工件。利用(2)中創(chuàng)建的分型曲面將工件分割成為單獨的體積塊MOLD_VOL_1.PRT和MOLD_VOL_2.PRT。

　　(6)創(chuàng)建模具元件。抽取體積塊MOLD VOL 1.PRT和MOLD VOL 2.PRT，創(chuàng)建模具元件。

　　(7)生成鑄件。單擊"鑄模"命令，創(chuàng)建名稱為"molding"的鑄模。

　　(8)仿真開模。模具開模如圖3所示。要完成一整套模具的設汁，還要加上澆注系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和一些其他部件(如模架、滑塊等)。

　　3 Pro/E模具CAM

　　3.1 Pro/E數(shù)控加工流程

　　Pro/E中的Pro/NC模塊是一個功能強大的加工制造模塊，包括數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控線切割、加工中心等，具有廣泛的應用范圍。其操作流程與實際加工的思維邏輯相似，如圖4所示。加工的流程為：首先建立零件模型和毛坯模型;然后建立制造模型，分析待加工表面;根據毛坯形狀以及待加工表面的兒何形態(tài)，來選取機床沒備和加工所需的夾具，這便是加工環(huán)境參數(shù)的設置;加工環(huán)境設置完成后，便可進行加工工序的具體定義，此時應選取一種合適的走刀方式，然后系統(tǒng)便可自動生成所需的刀具軌跡。此時生成的僅僅是刀位數(shù)據，還不是NC碼的數(shù)控加工程序，要想生成驅動機床的數(shù)控程序，還必須對其進行后置處理，后置處理時應根據所使用機床的數(shù)控系統(tǒng)，選取對應的后置處理器，此時系統(tǒng)便可自動生成所需的數(shù)控加工程序;通過相應的接口技術將此程序傳遞給數(shù)控機床，便可實現(xiàn)預定的加工操作。

　　3.2 Pro/E模具CAM實例

　　以圖3中爪盤模具凸模MOLD_VOL_1.PRT的加工過程為例。

　　(1)新建制造文件。新建名稱為zhuapan_milling的制造文件。

　　(2)創(chuàng)建制造模型。選擇圖3中的，b模作為參考模型進行裝配，使用拉伸的方法創(chuàng)建工件。

　　(3)制造設置。選擇3軸銑削加工;退刀面設置選擇"沿Z軸"，深度為3;加工公差為0.01 mm。

　　(4)加工方法設置。刀具和加工參數(shù)的設置如圖5所示。

　　(5)演示刀具路徑和觀察加工仿真。刀具行走路線和加工結果如圖6所示。

　　(6)加工后期處理。選擇"CL數(shù)據"選項，創(chuàng)建后綴名為"*.ncl"的刀位數(shù)據文件，然后將CL數(shù)據文件轉化為后綴名為"*.tap"的MCD后置處理文件，即NC程序。

　　4結束語

　　Pro/E通過一種獨特的、參數(shù)化的以及面向零件的3D實體模型設計制造技術，徹底改變了傳統(tǒng)的設計理念。Pro/E將設汁、制造、裝配以及生產管理融為一體，提高了沒計與制造水平，符合現(xiàn)代設計與制造技術的發(fā)展趨勢。在模具設計與制造過程中，Pro/E可以實現(xiàn)從產品造型、模具設計、注射模擬到模具制造過程的一體化，將問題發(fā)現(xiàn)于正式生產前，大大縮短了產品開發(fā)的周期，提高了模具的加工精度，降低了模具設汁與制造的成本，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經濟效益。