proe在模具設(shè)計(jì)與加工編程中的應(yīng)用(一)

2013-07-06 by:廣州CAD:proe設(shè)計(jì)培訓(xùn)中心來(lái)源:仿真在線

1 前言

模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),在汽車、機(jī)械、電子、航空航天等行業(yè)的50%以上產(chǎn)品依賴于模具的生產(chǎn)。模具作為工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備,其設(shè)計(jì)周期、生產(chǎn)效率和質(zhì)量直接影響著產(chǎn)品生產(chǎn)的進(jìn)度、成本和質(zhì)量。因此,提高模具和工裝的設(shè)計(jì)質(zhì)量和生產(chǎn)效率對(duì)于企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有著直接重要的現(xiàn)實(shí)意義。隨著橡膠、塑料、玻璃鋼等非金屬及復(fù)合材料在工業(yè)產(chǎn)品中所占的比例越來(lái)越大,提高非金屬?gòu)?fù)合材料產(chǎn)品的質(zhì)量和應(yīng)用范圍在很大程度上與模具的設(shè)計(jì)有著密切的關(guān)系。

proeNGINEER作為參數(shù)化CAD/CAM軟件系統(tǒng)的代表,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品零件組件從概念設(shè)計(jì)到制造全過(guò)程的設(shè)計(jì)制造一體化,提供了以參數(shù)化特征實(shí)體造型為基礎(chǔ)、部件間的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)、共享數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng)知識(shí)等技術(shù),是集產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析和制造一體化的CAD/CAE/CAM軟件平臺(tái)。它使產(chǎn)品CAD/CAE/CAM各單元系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動(dòng)傳遞與無(wú)縫轉(zhuǎn)換和集成,在CAE、CAM系統(tǒng)順利接受CAD系統(tǒng)建立的三維模型,基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上同步更新。同時(shí),它保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、產(chǎn)品及模具的數(shù)控加工的刀具軌跡及NC加工代碼數(shù)據(jù)自動(dòng)更新,避免了重復(fù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)建模和NC數(shù)控編程的工作,實(shí)現(xiàn)了CAD/CAE/CAM數(shù)據(jù)的全相關(guān)性設(shè)計(jì)。

proeNGINEER提供的基于專家系統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)功能和高效的數(shù)控編程功能,其與產(chǎn)品和制造工藝全相關(guān)的模具設(shè)計(jì)方法克服了傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)模式的缺點(diǎn),通過(guò)模具檢測(cè)、自動(dòng)分模、模擬開(kāi)模和數(shù)控加工仿真的三維動(dòng)態(tài)顯示等設(shè)計(jì)制造與視頻技術(shù)結(jié)合等手段,使設(shè)計(jì)更加生動(dòng)活潑地展現(xiàn)在人們面前。它極大地提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的效率,保證產(chǎn)品生產(chǎn)進(jìn)度和質(zhì)量的同時(shí)解放了產(chǎn)品設(shè)計(jì)及工藝人員的勞動(dòng)生產(chǎn)力。系統(tǒng)還提供各種數(shù)據(jù)接口,如IGES、STL、DXF、STEP等,使用戶可直接讀取UG、Catia等CAD/CAM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型。

2 proeNGINEER的模具設(shè)計(jì)方案

2.1 基于專家系統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)

利用proeNGINEER軟件提供的強(qiáng)大的三維造型功能,設(shè)計(jì)者可快速完成產(chǎn)品的創(chuàng)建與修改。利用Pro/MoldDesign、Pro/Casting、Pro/Die等基于專家系統(tǒng)模具設(shè)計(jì)功能可快速完成分模、模具型腔及型芯的自動(dòng)生成,標(biāo)準(zhǔn)模架零部件和組件的調(diào)用等相關(guān)內(nèi)容,最終完成注塑模、鑄造模、沖壓模的設(shè)計(jì)。其模具設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)建立在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造工藝流程相結(jié)合的基礎(chǔ)之上,如鑄造、注塑成型中的澆口、流道、凸凹模間隙設(shè)計(jì)、模具分型面的設(shè)計(jì)、零件厚度與拔模檢測(cè)等制造工藝經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了吸收和應(yīng)用。利用Pro/Plastic Advisor對(duì)模具的性能、模具結(jié)構(gòu)、注塑件在成型過(guò)程中的溫度場(chǎng)的有限元傳熱分析和流道分析。 Pro/MoldDesign與Pro/Casting模塊在注塑鑄造成型模具設(shè)計(jì)過(guò)程中提供了以下系列功能。

(1)分析設(shè)計(jì)零件是否可塑,對(duì)問(wèn)題區(qū)域進(jìn)行檢驗(yàn)和修復(fù)。

(2)零件材料、幾何模型和模具設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)的收縮間隙設(shè)計(jì)。

(3)進(jìn)行模具凸凹模分型面的設(shè)計(jì)。

(4)模具凸凹模型芯型腔、澆口流道的設(shè)計(jì)。

(5)模具開(kāi)模模擬及厚度、拔模、干涉等檢測(cè)。

(6)標(biāo)準(zhǔn)模架零部件組件調(diào)用及脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

(7)模具的單型腔模和多型腔模設(shè)計(jì)。

(8)產(chǎn)品、凸凹模型芯、型腔的模具全相關(guān)性設(shè)計(jì)。

(9)注塑模擬流動(dòng)、傳熱及成型分析。

2.2 模具設(shè)計(jì)流程

利用proeNGINEER進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的流程如圖1所示。首先將設(shè)計(jì)好的產(chǎn)品零件和依標(biāo)準(zhǔn)模架設(shè)計(jì)的模具毛坯零件進(jìn)行裝配,設(shè)置好正確的拔模方向,進(jìn)行拔模和厚度檢測(cè),設(shè)定產(chǎn)品收縮率與凸凹模間隙;然后,進(jìn)行模具分型面的設(shè)計(jì)與凸凹模的分割,再進(jìn)行開(kāi)模模擬和干涉檢測(cè);待凸凹模抽取成功后進(jìn)行澆口流道及脫模機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)模架及組件的裝配設(shè)計(jì);最后,將所有的設(shè)計(jì)成品轉(zhuǎn)入生產(chǎn)部門(mén)進(jìn)行零部件的選取與加工制造。由此可知,它將企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和數(shù)控加工編程集成在一起,提高了產(chǎn)品、模具、工藝設(shè)計(jì)及數(shù)控編程的效率。

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