基于Pro_E软件的马克杯造型及模具设计.pdf

系统工作时,通过触摸控制操作画面的相关元件,可以实现步进电机的步进、步退和连续正反转.数据显示画面则可以动态显示步进电机当前位置参数、设定电机运行速度等.4结束语触摸屏替代了传统的指示、记录仪表、指示灯和按钮等实物,减少了繁杂的连接导线,使得系统更加简洁,故障率也大为降低.同时,还方便了下位机参数的输入、状态的监控以及设备运行的控制.EM253位控模块作为西门子S72200系列PLC的智能模块,能够实现电机的速度和位置控制,凭其强大的组态功能,实现了参数设置的可视化,降低了程序编制的复杂性和出错率,模块生成的11个位控子程序指令实现了程序的模块化,极大提高了系统开发的效率.触摸屏和位控模块的结合使速度和位置控制操作更加简便、精确,速度、位置任意调节,人机交互性好,对于小型速度、位置控制系统来说,提高了可靠性和效率,降低了成本,在工控行业中有着较为广阔的应用前景.参考文献:1王晓明.电动机的单片机控制M.北京:北京航空航天出版社,2002.2宣财鑫.PLC脉冲控制步进电机技术J.机车车辆工艺,2002,(1):31-32.3西门子公司.SIMATICS72200PLC系统编程手册Z.2000.4赵丹,等.人机界面、位控模块在对中性测量仪中的应用J.机械与电子,2005,(9):72-75.5台湾WEINVIEW公司.EasyBuilder500使用手册Z.2005.作者简介:江华生(1978-),男,江西赣州人,助教,研究方向为过程装备计算机控制技术.基于Pro/E软件的马克杯造型及模具设计陈峰(武汉职业技术学院机电工程学院,湖北武汉430074)ApplicationofPro/EinCupProductDevelopmentandMouldDesignCHENFeng(SchoolofMechatronicsEngineering,WuhanInstituteofTechnology,Wuhan430074,China)摘要:以马克杯为例,介绍了运用Pro/E软件进行产品造型及模具设计的过程.详细论述了该产品的三维造型设计方法,重点介绍了模具设计流程及分型面、模具型腔和型芯的设计.阐述了利用Pro/E进行塑料模具设计的高效率特性.关键词:Pro/E；马克杯；三维造型；模具设计中图分类号:TP391.7文献标识码:B文章编号:100122257(2008)1020078203收稿日期:2008206203基金项目:武职机电科研基金资助项目(08002)Abstract:Takecupastheexample,introducedtheprocessofproductmodellingandmoulddesignusingthePro/Esoftware.Elaboratedthisproduct3Ddesignmethodindetail,introducedwithempha2sisthemoulddesigncycleanddesignofthepartingsurface,themoulddiespaceandthecore.Elabora2tedtheplasticmoulddesignusingPro/Einthehighefficiencycharacteristic.Keywords:Pro/E；cup；3Dmodel；mouldde2sign0引言在传统的异型产品设计、模具设计和加工当中,往往是根据经验设计零件外形.通过手工做模来进行模具设计和加工,加工出来的产品,往往一次不能满足要求,这就要求不断修改产品设计,从而导致修模,甚至整个模具报废,致使产品开发周期加长,成本大大增加；采用CAD/CAE/CAMPro/E软件871机械与电子22008(10)来实现三维设计,可以大大缩短产品研究周期、模具设计和加工周期,提高产品设计的准确性,降低产品开发和模具成本1.Pro/E是美国PTC公司开发的CAD/CAM软件,它是新一代的产品造型系统,具有参数化设计,三维实体模型,特征驱动和单一数据库功能等特性2.Pro/E软件采用面向对象的统一数据库和参数化造型技术,具备概念设计、基础设计和详细设计的功能,为模具的集成制造提供了优良的平台.1马克杯的三维产品造型设计马克杯的造型设计是在Pro/E软件的PART模块实现的,其基本思路是主体杯身部分一次旋转成形,杯柄部分采用高级命令扫描混合,绘制不同的截面.采用基于参数化、特征的三维实体造型技术完成整个产品的设计.1.1造型前的工作设定在造型前,在硬盘上设立相应的工作目录,在新建零件目录下进行相应设置,具体有下列项目:材料的设定、绘图精度的设定、单位设定和公差设置等3.1.2使用Pro/Ewildfire软件进行3D建模此马克杯零件首先由“L型截面一次旋转成杯身,杯柄部分采用高级建模命令扫描混合(sweepblend)生成,前后2个截面由椭圆、圆光滑连接；细节特征有倒圆角、切除等.涉及命令主要有:Re2volve,Round,SweepBlend,Cut.具体步骤如下:a.绘制如图1所示截面,绕旋转中心轴360,生成杯身部分如图2所示.图1杯身截面图2杯身实体b.采用高级建模命令扫描混合生成杯柄,扫描轨迹用样条曲线绘制,前后2个截面由椭圆、圆光滑连接如图3所示.c.倒杯口内外侧圆角,切除杯柄突出杯身部分,倒杯柄与杯身接触处圆角如图4所示.图3杯柄扫描轨迹图4杯柄实体2马克杯的模具设计2.1Pro/E模具设计的基本流程4在Pro/E的模具设计中,难点和重点是分型面的创建和完成模具型腔和型芯的设计,其基本流程如图5所示.图5模具设计流程2.2分型面的创建模具设计的主要技巧在于分型面的创建,可根据不同的曲面特征来创建分型面,来拆出凸、凹模等模具零件.针对马克杯来说,在设计过程中,首先通过对马克杯模型的不同部位尺寸设定收缩率,构建设计毛胚,产生型腔、型芯特征尺寸,然后通过装配,使设计模型与型腔和型芯毛胚重叠,经过一系列曲面复制、延拓和拉伸等操作形成分型面.具体操作是“Partingsurface2create2part_Surf_12Add,接下来根据零件形状建立分模面.马克杯的分型面需创建971机械与电子22008(10)2个:一是由马克杯杯底、杯身和杯口内侧复制后,向上延拓至上表面,隔离出型芯(core)和型芯外的部分(body)；二是在毛胚一侧直线拉伸成平面,将body部分分为前、后模.其分型面一与分型面二如图6,图7所示.图6分型面一图7分型面二2.3模具型腔和型芯的设计分型面创建完成后,就能够以分型面拆出型芯体积,由凸凹模的体积产生型芯和型腔,同时完成浇道系统的设计,产生浇注件5.就马克杯而言,由“MouldVolume2Split分割凸、凹模,再由“MouldComp2Extract抽取设计模型,浇道的创建可由切减等基本命令来实现.生成的铸件如图8所示,模拟开模如图9所示,型芯如图10所示,型腔如图11所示.图8铸件图9开模检测图10型芯图11型腔利用Pro/E软件提供的模具设计模块能直接根据产品三维数据来完成模具型腔和型芯的设计,以及整个模具结构的设计工作,大大缩短模具设计周期；利用Pro/E的NC加工模块,根据加工需要,可生成数控车削、数控铣削及电火花线切割的NC代码.由上述所拆得的型腔和型芯,直接可以在NC模块下生成NC代码,输出到数控机床上进行直接加工模具,提高模具设计的准确性,降低模具设计的成本,保证了产品的几何精度.3结束语在Pro/E环境下的马克杯造型及模具设计中,能够实现产品设计、模具设计和计算机辅助加工等工艺过程,改变了传统的设计理念,能使设计人员创建、修改、仿真分析模具构件.其开模仿真模拟、干涉检查使得设计的准确度较传统设计高；Pro/E的单一数据库为模具加工提供了准确的数据来源.基于Pro/E的塑料模设计方法能缩短产品开发周期、提高产品设计制造质量、降低成本和快速响应市场.参考文献:1韩新民,雷毅,周正寅.我国CAD产业回顾与技术发展瞻望J.中国机械工程,2002,13(12):1069-1073.2马滨.模具CAD技术及其发展趋势浅析J.渝州大学学报(自然科学版),2002,19(1):86-89.3柯映林,肖饶先,李江雄.反求工程CAD建模技术研究J.计算机辅助设计与图形学报,2001,13(6):1-