模具PROE文獻(xiàn)綜述

1、基于PROE在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用摘要：在模具設(shè)計(jì)的發(fā)展歷史中，設(shè)計(jì)手段從最初的手工繪圖到到現(xiàn)在的廣泛的使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行，并且以后還會(huì)有更先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段出現(xiàn)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已在制造業(yè)中廣泛應(yīng)用，其中以機(jī)床、汽車(chē)、飛機(jī)、船舶、航天器等制造業(yè)應(yīng)用最為廣泛、深入。眾所周知，一個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程要經(jīng)過(guò)概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化、仿真模擬等幾個(gè)主要階段。同時(shí)，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)將并行工程的概念引入到整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，在設(shè)計(jì)階段就對(duì)產(chǎn)品整個(gè)生命周期進(jìn)行綜合考慮。當(dāng)前先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)將設(shè)計(jì)、繪圖、分析、仿真、加工等一系列功能集成于一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)。現(xiàn)在較常用的軟件有UG II、I-DEAS、

2、CATIA、PRO/E、Euclid等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)，這些系統(tǒng)主要運(yùn)行在圖形工作站平臺(tái)上。在PC平臺(tái)上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件主要有Cimatron、Solidwork、MDT、SolidEdge等。本文主要描述PROE軟件在我需要完成的模具設(shè)計(jì)課題中的部分應(yīng)用關(guān)鍵詞：PROE介紹、模具設(shè)計(jì)1. PROE軟件簡(jiǎn)介及在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中的優(yōu)點(diǎn)：1.1 Pro/ENGINEER軟件簡(jiǎn)介：本次設(shè)計(jì)是利用用Pro/E軟件完成的。1985年，PTC公司成立于美國(guó)波士頓，開(kāi)始參數(shù)化建模軟件的研究。1988年，V1.0的Pro/ENGINEER誕生了。經(jīng)過(guò)10余年的發(fā)，Pro/ENGINEER已經(jīng)成

3、為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。目前已經(jīng)發(fā)布了Pro/ENGINEER2000i2。PTC的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多項(xiàng)功能，還包括對(duì)大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。Pro/ENGINEER還提供了目前所能達(dá)到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)環(huán)境。ProEngineer 是軟件包，并非模塊，它是該系統(tǒng)的基本部分，其中功能包括參數(shù)化功能定義、實(shí)體零件及組裝造型，三維上色實(shí)體或線(xiàn)框造型棚完整工程圖產(chǎn)生及不同視圖（三維造型還可移動(dòng)，放大或縮小和旋轉(zhuǎn)） Pro/Engineer是一個(gè)功能定義系統(tǒng)，即造型是通過(guò)各種不同的設(shè)計(jì)專(zhuān)用功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slo

4、ts）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用這種手段來(lái)建立形體，對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)是更自然，更直觀(guān)，無(wú)需采用復(fù)雜的幾何設(shè)計(jì)方式。這系統(tǒng)的參數(shù)比功能是采用符號(hào)式的賦予形體尺寸，不象其他系統(tǒng)是直接指定一些固定數(shù)值于形體，這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關(guān)系，任何一個(gè)參數(shù)改變，其也相關(guān)的特征也會(huì)自動(dòng)修正。這種功能使得修改更為方便和可令設(shè)計(jì)優(yōu)化更趨完美。造型不單可以在屏幕上顯示，還可傳送到繪圖機(jī)上或一些支持Postscript格式的彩色打印機(jī)。Pro/Engineer還可輸出三維和二維圖形給予其他應(yīng)用軟件，諸如有限元分析及后置處理等，這都是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式來(lái)實(shí)現(xiàn)，用戶(hù)更可

5、配上Pro/Engineer軟件的其它模塊或自行利用 C語(yǔ)言編程，以增強(qiáng)軟件的功能。它在單用戶(hù)環(huán)境下(沒(méi)有任何附加模塊)具有大部分的設(shè)計(jì)能力，組裝能力(人工)和工程制圖能力(不包括ANSI，ISO， DIN或 JIS標(biāo)準(zhǔn))，并且支持符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的繪圖儀(HP，HPGL)和黑白及彩色打印機(jī)的二維和三維圖形輸出。1.2 Pro/ENGINEER在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中的優(yōu)點(diǎn)：全相關(guān)性：Pro/ENGINEER的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中，同時(shí)自動(dòng)更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。在模具圖的繪制過(guò)

6、程中全相關(guān)性鼓勵(lì)在開(kāi)發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，卻沒(méi)有任何損失，并使同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作成為可能，這能夠使開(kāi)發(fā)后期模具的一些功能提前發(fā)揮其作用，增加了模具的設(shè)計(jì)工作效率?；谔卣鞯膮?shù)化造型：Pro/ENGINEER使用用戶(hù)熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素這些特征是一些普通的機(jī)械對(duì)象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改例如在模具繪圖中特有的弧、圓角、倒角等等，。 在模具的裝配、加工、制造。通過(guò)給這些特征設(shè)置參數(shù)（不但包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性），然后修改參數(shù)很容易的進(jìn)行多次設(shè)計(jì)疊代，實(shí)現(xiàn)模具開(kāi)發(fā)。 數(shù)據(jù)管理：加速投放市場(chǎng)，需要在較短的時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)這種效率，必須允許多個(gè)學(xué)科的工

7、程師同時(shí)對(duì)同一產(chǎn)品進(jìn)行開(kāi)發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開(kāi)發(fā)研制，正是專(zhuān)門(mén)用于管理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作，由于使用了Pro/ENGINEER獨(dú)特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能 裝配管理：Pro/ENGINEER的基本結(jié)構(gòu)能夠使您利用一些直觀(guān)的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對(duì)齊”等很容易的把模具裝配起來(lái)，同時(shí)保持設(shè)計(jì)意圖。高級(jí)的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。易于使用：菜單以直觀(guān)的方式聯(lián)級(jí)出現(xiàn)，提供了邏輯選項(xiàng)和預(yù)先選取的最普通選項(xiàng)，同時(shí)還提供了簡(jiǎn)短的菜單描述和完整的在線(xiàn)幫助，這種形式使得容易學(xué)習(xí)和使用。2. 所研究課題中PROE的應(yīng)用舉例本次我所研究的課題是接觸環(huán)

8、零件級(jí)進(jìn)沖裁模設(shè)計(jì)，在本次課題中我需要完成利用Pro/E軟件完成沖壓模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真，繪制沖壓模的總裝配圖、非標(biāo)準(zhǔn)零件圖和標(biāo)準(zhǔn)零件加工圖。在本文中我利用模具設(shè)計(jì)知識(shí)和PROE軟件，初步完成凹模凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為舉例說(shuō)明。數(shù)據(jù)和零件如圖所示：2.1凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用矩形板結(jié)構(gòu)，并直接通過(guò)螺釘、銷(xiāo)、模固定的方法。由于沖壓零件的生產(chǎn)數(shù)量大，考慮模具的磨損和保證沖件質(zhì)量，刀片采用直刃壁結(jié)構(gòu)，刃壁高為5mm，漏料部分沿刃口輪廓單邊擴(kuò)大0.8mm（為便于加工，落料凹模漏料孔可設(shè)計(jì)成近似于刃口輪廓的簡(jiǎn)化形狀）。凹模尺寸計(jì)算如下：垂直與送料方向的凹模型孔壁間最大距離為 Max1=31.420.5+2

9、80;6=42.4mm（mm，取側(cè)刃厚度為6mm）沿送料方向的凹模型孔壁間最大的距離為Max2=31.81+21.2+10.61=63.6（mm） 沿送料方向的凹模長(zhǎng)度為 L=Max2+2c=63.6+2 X 20=103.6（mm，查表得c=20mm）垂直送料方向的凹模寬度為 B=Max1+2c=42.4+2 X 20=82.4(mm)凹模厚度為 H=K1K2x30.1F15.2(mm,查表，取 K1=1,K2=1.24) 根據(jù)算得的凹模輪廓尺寸，選取與計(jì)算值相近似的標(biāo)準(zhǔn)凹模板輪廓尺寸為L(zhǎng)=100mm,B=80mm,H=16mm。 凹模的材料選用CrWMn，工作部分熱處理淬硬6063HRC。

10、 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：選擇凹模形孔側(cè)壁，確定凹模的尺寸和凹模板的厚度，布置凹模板上形孔、螺孔和銷(xiāo)孔的位置以及標(biāo)注尺寸等等。 凹模板常用螺釘與上模座連接，并用銷(xiāo)釘定位。固定時(shí)，要保證螺孔間、螺孔與銷(xiāo)孔間及螺孔或銷(xiāo)孔與凹模刃口間的距離不能太近，否則會(huì)影響模具壽命，考慮到凹模強(qiáng)度，應(yīng)限制這些孔到凹模板邊緣與刃口邊緣以及這些孔之間的最小距離。 螺孔中心到凹模板外緣尺寸 如需淬火時(shí)，當(dāng)螺孔中心到凹模外緣等距時(shí)，孔中心到外緣距離為15mm 銷(xiāo)孔中心到凹模板外緣尺寸 圓柱銷(xiāo)孔中心到凹模板外緣尺寸的距離應(yīng)保證打入圓柱銷(xiāo)時(shí)孔壁最薄處不產(chǎn)生變形。因此銷(xiāo)孔中心到阿凹模板外緣允許的最小距離應(yīng)加以控制。否則，輕者造成圓柱

11、銷(xiāo)松動(dòng)，使定位不精確，嚴(yán)重時(shí)可能脹裂銷(xiāo)孔，查表得到，銷(xiāo)孔中心到凹模板外緣的最小距離為25mm。并根據(jù)這些數(shù)據(jù)畫(huà)出3維圖2.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了保證凸模能夠正常工作，設(shè)計(jì)任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都必須滿(mǎn)足如下三原則。 1.防轉(zhuǎn)動(dòng) 對(duì)于一些截面比較簡(jiǎn)單的凸模，例如長(zhǎng)方形、矩形等，為了使凸模固定板上的型孔易于加工，常常將凸模固定段角化為圓形，這就要必須保證凸模在工作過(guò)程中不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，否則將會(huì)損壞模具，當(dāng)然圓形模具不存在這個(gè)問(wèn)題。2.精確定位 凸模在固定板上的工作過(guò)程中其軸線(xiàn)不允許發(fā)生任何方向的移位，否則將造成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴(yán)重時(shí)可造成模具損壞。&#

12、160;3防止拔出 回程時(shí)，卸料力對(duì)模具產(chǎn)生拉力作用，可能造成凸模從固定板中拔出來(lái)，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要防止這一狀況發(fā)生綜述上所述并通過(guò)對(duì)零件的分析，由于零件上有5個(gè)孔，要保證所沖其位置精度，零件尺寸又小，因此為了保證凸模的強(qiáng)度、剛度及便于加工和裝配，把凸模結(jié)構(gòu)做成圓滑過(guò)渡的階梯型，采用鉚接的方式固定。并以此畫(huà)出模具三維圖：2.3小結(jié)：上述凸凹模設(shè)計(jì)的PROE軟件提供了很多的幫助，例如凹模設(shè)計(jì)一些計(jì)算方面的錯(cuò)誤在圖形中很容易被發(fā)現(xiàn)，并結(jié)合圖形更正，減少后期很多不必要的麻煩；凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，甚至可以直接在PROE軟件中進(jìn)行，既能直觀(guān)的發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，也方便在相應(yīng)方面做出修改。3總結(jié)

13、PRO/E已在制造業(yè)中廣泛應(yīng)用，其中以制造業(yè)應(yīng)用最為廣泛、深入。眾所周知，一個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程要經(jīng)過(guò)概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化、仿真模擬等幾個(gè)主要階段。同時(shí)，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)將并行工程的概念引入到整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，在設(shè)計(jì)階段就對(duì)產(chǎn)品整個(gè)生命周期進(jìn)行綜合考慮。當(dāng)前先進(jìn)PRO/E已經(jīng)將設(shè)計(jì)、繪圖、分析、仿真、加工等一系列功能集成于一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)。本文就PRO/E在模具設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)和本次課題中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述和舉例說(shuō)明，因?yàn)镻RO/E具有單一數(shù)據(jù)庫(kù)、參數(shù)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，使其能夠體現(xiàn)除三維軟件的優(yōu)勢(shì)。PRO/E作為三維軟件的代表之一，其強(qiáng)大的功能，在這次設(shè)計(jì)中我得到了充分的認(rèn)識(shí)。同時(shí)自己的三維造型能力得到了

14、提升。但在對(duì)模具設(shè)計(jì)的部分學(xué)習(xí)還有一些欠缺。這方面一定要加強(qiáng)，以提升自己的競(jìng)爭(zhēng)力。通過(guò)本文的闡述及探討，充分體現(xiàn)了PRO/E在機(jī)械設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用價(jià)值及應(yīng)用前景，及發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)引起設(shè)計(jì)相關(guān)方面人士的注意。參考文獻(xiàn)1胡兆國(guó)、楊金鳳、冷禎龍.基于ProE基本模塊的沖壓模具設(shè)計(jì)研究J.模具技術(shù),20132肖祥芷主編.中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典第三卷.南昌M：江西科學(xué)技術(shù)出版社20033林清安主編.Pro/ENGINEER野火3.0中文版動(dòng)態(tài)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真M.北京：電子工業(yè)出版社.20074王文云.冷沖模具的制造要求及制造過(guò)程J.工程技術(shù),20135孫小撈. PRO/ENGINEER Wildfire 2.0中文

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