基于Pro/E EMX軟件平臺(tái)車(chē)燈模具數(shù)控編程模板的開(kāi)發(fā)

宋 新

（黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，開(kāi)封 475003）

基于Pro/E EMX軟件平臺(tái)車(chē)燈模具數(shù)控編程模板的開(kāi)發(fā)

宋 新

（黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，開(kāi)封 475003）

0 引言

車(chē)燈模具由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高, 因而越來(lái)越多地使用高速銑削工藝進(jìn)行關(guān)鍵部件的加工。高速銑削工藝集高效、優(yōu)質(zhì)、低耗于一身, 能極大地提高模具加工速度，減少加工工序, 縮短甚至勿需進(jìn)行鉗工修復(fù)工作, 從而大大地縮短了模具的生產(chǎn)周期。但高速銑削加工對(duì)數(shù)控程序提出了更高的要求，過(guò)渡平滑、負(fù)荷穩(wěn)定是基本要求，因而在編程時(shí)需要設(shè)置的參數(shù)選項(xiàng)相對(duì)于普通編程來(lái)說(shuō)需要更加細(xì)致。現(xiàn)有的CAD/ CAM 系統(tǒng)主要是提供一個(gè)可以進(jìn)行數(shù)控編程的人機(jī)交互式工具，并沒(méi)有針對(duì)零件的特征信息提供一套計(jì)算機(jī)輔助的機(jī)制對(duì)數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行指導(dǎo)，困此需要數(shù)控編程人員在使用CAM 軟件進(jìn)行加工編程時(shí)需要進(jìn)行加工工藝方式、走刀方式、加工參數(shù)的選擇，沒(méi)有充分利用已有的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)軟件和計(jì)算機(jī)輔助的功能對(duì)數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行進(jìn)一步的支持。由于編程者個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的局限性，不能顧及各方面因素來(lái)優(yōu)化工藝路線與參數(shù)，從而不能發(fā)揮高速加工機(jī)床的最佳性能。為了克服上述弱點(diǎn)，本課題主要在車(chē)燈注塑模具的數(shù)控編程中匯集數(shù)控加工工藝專家智慧，并且充分利用這些數(shù)控加工工藝知識(shí)，在此基礎(chǔ)上基于Pro/E EMX軟件平臺(tái)開(kāi)發(fā)車(chē)燈模具數(shù)控編程模板。應(yīng)用模板進(jìn)行編程，可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)不同零件的數(shù)控加工，調(diào)用相應(yīng)的程序模板或只對(duì)少數(shù)切削參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的修改，便可以生成適合實(shí)際應(yīng)用的加工工藝與數(shù)控程序，以提高工藝設(shè)計(jì)及編程的效率與質(zhì)量，減輕數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)量，規(guī)范數(shù)控加工工藝規(guī)程。

1 車(chē)燈模具結(jié)構(gòu)特征及加工工藝

由于車(chē)燈注塑模具的多樣性與復(fù)雜性，不同部位的加工面和加工方式均不相同，不同的結(jié)構(gòu)特征常有其特定的加工方法、走刀路線和工藝參數(shù)。同一類(lèi)型的車(chē)燈模具結(jié)構(gòu)大同小異，對(duì)于車(chē)燈模具的組成零件通常可以分為以下幾個(gè)部分：型腔、型芯、鑲塊、頂塊、模架組成零件。再根據(jù)加工工藝的不同，將車(chē)燈模具的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行基于加工工藝的分類(lèi)?？梢詫⒚恳粋€(gè)零件分解為幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的加工特征。如鑲塊零件就可以包括以下特征：成型面、分型面、結(jié)構(gòu)面、流道面、燈花面等特征。

1.1 創(chuàng)建特征加工程序模板

根據(jù)每種結(jié)構(gòu)特征的加工工藝性，確定它們的加工流程；根據(jù)每一步加工工藝的特點(diǎn)，結(jié)合Pro/E軟件豐富的加工策略，按照規(guī)則方式選擇結(jié)構(gòu)特征為加工對(duì)象，再選擇與之相匹配的加工策略；然后選擇刀具并定義合理的刀路參數(shù)與機(jī)床參數(shù)，完成加工程序的創(chuàng)建。再將該程序以模板形式保存。

1.2 創(chuàng)建加工鏈的刀軌模板

對(duì)于同一類(lèi)型的零件，其結(jié)構(gòu)是相似的，只是尺寸有所差別，因而其加工策略也可以通用。因此可以為典型零件創(chuàng)建高速銑削的加工鏈，即一個(gè)典型的特征或零件加工包含多個(gè)指定的程序，由這些程序組成一個(gè)刀軌或多個(gè)刀軌。將這些刀軌保存為刀軌模板，并直接使用帶有區(qū)別特征的零件名稱和加工方法的文件名進(jìn)行命名。如一個(gè)簡(jiǎn)單的型芯鑲塊，通常需要經(jīng)過(guò)毛坯粗加工、整體半精加工、側(cè)面精加工、頂面精加工、清角加工等幾個(gè)步驟。創(chuàng)建一個(gè)完整的零件加工刀路軌跡。在生產(chǎn)實(shí)踐中，將每種結(jié)構(gòu)特征的加工工藝特征逐個(gè)規(guī)范并開(kāi)發(fā)成為程序模板，將具有代表性的、經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證的典型零件開(kāi)發(fā)為刀軌模板，可以使生產(chǎn)中的模具各個(gè)部分加工均得到規(guī)范。

2 用Pro/ E 進(jìn)行分型面設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題

2.1 設(shè)計(jì)分型面的基本方法

在應(yīng)用Pro/ E 軟件設(shè)計(jì)分型時(shí)，一般先用復(fù)制方式構(gòu)建1 個(gè)內(nèi)分型面(基本曲面) ，再用曲面操控命令修改內(nèi)分型面或單獨(dú)構(gòu)建1 個(gè)外分型面(靠破面) ，最后將內(nèi)、外分型面合并，組合成完整的分型面(復(fù)合式分型面) 。分型面中的靠破孔：當(dāng)制品上有孔特征時(shí)，在內(nèi)分型面曲面上，這些特征常常以獨(dú)立邊界曲線(破孔) 形式存在。這些破孔必須填補(bǔ)起來(lái)方能拆模。完成填補(bǔ)的破孔即稱為靠破孔。破孔實(shí)質(zhì)上是小型芯(成形桿) 與主型芯或型腔的直接接觸面。填補(bǔ)破孔的基本思路是：尋找分割破孔的基準(zhǔn)曲線, 構(gòu)成填補(bǔ)破孔的基本曲面。再與內(nèi)分型面組合形成分割小型芯(成形桿) 、主型芯或型腔等零件的成形面。

2.2 填補(bǔ)破孔的主要方法

本文主要采用構(gòu)建曲面片的方式來(lái)填補(bǔ)破孔。其構(gòu)建曲面片的方法是：利用Modify (修改) 、Add(增加) 、Extrude(拉伸) 、Done(完成) ，選擇零件前表面為繪圖平面，選擇Main Papt ing PLN 為參考平面，進(jìn)入二維草繪界面；用實(shí)體邊的方式選取破孔的邊界。選擇Up to surface(至曲面) 為深度方向。補(bǔ)破孔的方法是：利用Mo dify (修改) 、Merge (合并)、Done(完成) 。在曲面合并對(duì)話中，選擇繪制的曲面片Addi ional Quit Side(附加面組) 。選Additional Quit Side(附加面組) 為Sid2(側(cè)2) ?？傻玫教钛a(bǔ)了所有破孔的內(nèi)分型面。

2.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

用Pro/ E 軟件設(shè)計(jì)包括直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道在內(nèi)的澆注系統(tǒng)時(shí)，要采用軟件菜單管理器下: 特征( Feature) 、型腔組件(Cavity Assem) 以及實(shí)( Solid) 菜單中的命令。在菜單管理器中依次可點(diǎn)選征(Feature) 、型腔組件( Cavity Assem) , 這時(shí)就可以看到流道( Runner, 即澆道) 命令，點(diǎn)選流道(Runner) 出現(xiàn)菜單。

從菜單上可以看出流道的形狀有5 種可供選擇，根據(jù)要求選一種流道截面形狀，輸入該截面的幾何參數(shù)，選擇適當(dāng)?shù)牟堇L平面進(jìn)入草繪橫澆道或內(nèi)澆道路徑，離開(kāi)草繪環(huán)境，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出相交的元件( Intersected Comps) " 對(duì)話框，可以選擇相交零件，也可單擊自動(dòng)增加，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)選擇相交零件，單擊確定，完成澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

可以看出，這種建立流道的方法只能建立截面形狀不改變的流道。一般來(lái)說(shuō), 直澆道的截面形狀是變化的，因此， 建立主流道時(shí)，一般采用實(shí)體(Solid) 命令中切減材料的方法來(lái)進(jìn)行。而Pro/ E提供的這種建立流道的功能, 一般適用于橫澆道及內(nèi)澆道的建立。

2.4 壓鑄模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基于Pro/ E 進(jìn)行模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，分型面設(shè)計(jì)完成后，以分型面為參考，將模具分割為數(shù)個(gè)體積塊，即動(dòng)模和定模以及其它成形零件。Pro/ E提供了兩種建立模具體積塊的方法：利用分割法自動(dòng)建立體積塊；利用聚合法和草繪手動(dòng)法建立體積塊。這兩種方法不同之處在于自動(dòng)分割法要求事先建立的改制件的分型面完全正確，而手動(dòng)法可以不事先建立分型面。利用分割法創(chuàng)建模具體積塊，前提條件是上一步創(chuàng)建的分型面必須完全正確，而且分型面與工件外表面相交的軌跡必須是封閉的曲線，且分型面中不能有破孔，若有破孔存在，則在分割時(shí)會(huì)出現(xiàn)分割不成功的情況。所以在分割之前必須把分型面中的破孔補(bǔ)起來(lái)，以便接下來(lái)進(jìn)行模具體積塊的分割。依次點(diǎn)擊選擇菜單項(xiàng)模具體積塊(Mold Volume)下分割(Split) ，即彈出分割體積塊(Split Volume) 菜單, 接下來(lái)按照菜單的提示就可以分割模具了，并由此可生成模具鑲塊。壓鑄模的型腔由鑲塊和型芯構(gòu)成, 其成形零件主要是指型芯和鑲塊。將其裝入模具的套板內(nèi)加以固定。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于易于更換和維修；壓鑄件的局部結(jié)構(gòu)改變時(shí)，不致使整套模具報(bào)廢；拼接時(shí)的空隙有利于排出型腔的氣體。

編程模板在車(chē)燈模具數(shù)控加工中的應(yīng)用，可以大幅度簡(jiǎn)化數(shù)控編程過(guò)程，提高工藝和程序設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和規(guī)范性，顯著提高程序設(shè)計(jì)和模具加工的質(zhì)量和效率。通過(guò)編程模板的設(shè)置和完善，可以實(shí)現(xiàn)工藝與編程的標(biāo)準(zhǔn)化，并可以將知識(shí)進(jìn)行傳承，即使新手也可以應(yīng)用模板編制出高質(zhì)量的數(shù)控加工程序。

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[2]潘憲曾.壓鑄模設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2006.

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Application of Pro/E in the design of the die casting die for lampshade abstract

SONG Xin

現(xiàn)有的CAD/ CAM 系統(tǒng)主要是提供一個(gè)可以進(jìn)行數(shù)控編程的人機(jī)交互式工具, 并沒(méi)有針對(duì)零件的特征信息提供一套計(jì)算機(jī)輔助的機(jī)制對(duì)數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行指導(dǎo), 為了克服上述弱點(diǎn), 本文主要在車(chē)燈注塑模具的數(shù)控編程中匯集數(shù)控加工工藝專家智慧, 并且充分利用這些數(shù)控加工工藝知識(shí), 在此基礎(chǔ)上基于Pro/E EMX軟件平臺(tái)開(kāi)發(fā)車(chē)燈模具數(shù)控編程模板。

燈罩；壓鑄模；分型面設(shè)計(jì)；澆注系統(tǒng)；Pro/E軟件

宋新（1973 - ），男，河北吳橋人，講師，工學(xué)碩士，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)與制造教學(xué)工作。

TP313

A

1009-0134(2011)5(上)-0052-03

10.3969/j.issn.1009-0134.2011.5(上).19

2011-01-04