基于proe模具设计的二级减速箱.doc

前 言近30年来，计算机辅助设计（CAD-Computer Aided Design）和计算机辅助制造（CAM-Computer Aided Manufacturing）技术发展迅速，被誉为自电力发明以来，最具有潜力的工具。CAD/CAM技术是应用计算机改造传统工业、促进企业技术进步的具有战略意义的重要方向，而Pro/ E 和Mastercam 是当前国内外模具设计与数控加工领域中使用最为广泛的CAD/CAM 软件。二者的功能各有优缺点, 配合使用可提高模具设计及其数控加工的质量和效率。本次设计是基于3D软件设计和PC软件平台，应用其3D造型工具Pro/ENGINEER 4.0和加工仿真工具Mastercam X，设计一级减速器箱体模型并制作其模具，并且使用仿真系统通过Pro/ENGINEER输出的箱体模具的IGES数据来设计加工路线，并完成选刀、粗加工和精加工等一系列加工过程，最后生成加工NC代码，实现实际机床加工。实例证明，使用该策略可缩短多特征复杂零件的建模和制造周期，提高生产加工效率，并且所使用的建模分析方法，对研究其他大型工程类软件的数控加工策略具有指导意义。1 绪论当前，中国的制造业正在突飞猛进的发展，与此同时，随着计算机技术的发展，与制造相关的模具设计与制造技术已经逐渐实现数字化。国际上也出现了多种CAD/CAM/CAE软件，每种软件都有其各自的特色。其中，美国PTC公司开发的Pro/ENGINEER和CNC Software公司开发的Mastercam软件表现的尤为突出。Pro/ENGINEER造型能力强，兼容性好，因而在模具行业中得到广泛的应用，而Mastercam在3D绘图与加工方面都具有强大的功能，并且拥有良好的性价比、易于上手及高可靠的加工性能，使其在模具行业的加工环节中根深蒂固。目前国内大部分技术人员还是喜欢将Pro/ENGINEER中设计的模具转到Mastercam中出加工程序，两者的配合使用是目前模具行业中普遍的工作模式。在现代集成制造系统中，CAD/CAM软件技术是核心，而Pro/ENGINEER和Mastercam无疑是CAD/CAM软件中的两个焦点，两个软件在先进制造技术起着举足轻重的作用。1.1 课题的研究背景近30年来，计算机辅助设计（CAD-Computer Aided Design）和计算机辅助制造（CAM-Computer Aided Manufacturing）技术发展迅速，被誉为自电力发明以来，最具有潜力的工具。CAD/CAM技术是应用计算机改造传统工业、促进企业技术进步的具有战略意义的重要反向。应用CAD/CAM技术，可以提高效率几倍甚至几十倍，它不仅可以缩短设计周期，而且可以提高设计质量，节约原材料和提高产品的一次合格率，加速产品更新换代的速度。Pro/ E 和Mastercam 是当前国内外模具设计与数控加工领域中使用最为广泛的CAD/CAM 软件。二者的功能各有优缺点, 配合使用可提高模具设计及其数控加工的质量和效率。阐述了用Pro/ E 软件进行箱体类的模具设计, 然后将图形数据转换到Mastercam 中进行数控编程的具体实现方法, 并利用Mastercam软件生成数控加工代码并输送到加工中心或数控铣床进行加工的方法和主要工艺。随着计算机技术的进步, 机械行业的设计与加工技术发展迅速, 工业设计领域的CAD/CAM软件也得到了前所未有的发展, 各种三维CAD/CAM软件应运而生, 且各具特色。Pro/E 及Mastercam 是目前国内外模具设计与数控加工领域中使用最为广泛的CAD/ CAM应用软件。Pro/E在工业产品设计与模具设计方面有一定优势, 但在加工方面因其参数设置较为繁琐, 不利于学习和推广。而Mastercam 在产品造型及模具设计方面的能力远不如Pro/E, 但在数控加工中因性价比高、易于上手及可靠的加工性能而被广泛使用。目前国内大部分的技术人员还是喜欢将Pro/ENGINEER中设计的模具转到Mastercam中出加工程序。科学、高效地配合使用两者进行模具设计及加工是目前模具行业中普遍的工作模式。1.2课题研究的意义以Pro/Engineer与MasterCAM为例，分析了两种工程类软件的CAD建模技术与CAM驱动模型和加工方式，提出了使用这两类软件进行复杂零件的造型和数控加工的策略。实例证明，使用该策略可缩短多特征复杂零件的建模和制造周期，提高生产加工效率，所使用的建模分析方法，对研究其他大型工程类软件的数控加工策略具有指导意义。1.3 课题的主要研究内容基于3D软件设计和PC软件平台，应用其3D造型工具Pro/ENGINEER3.0和加工仿真工具Mastercam 9.0及以上版本，设计、加工箱体类产品 。该仿真系统能通过Pro/ENGINEER输出箱体类的模具的IGES数据来设计加工路线，并完成选刀、粗加工和精加工等一系列加工过程，最后生成加工NC代码，实现实际机床加工。在这次毕业设计中将以一级减速器箱体为例进行设计。2 课题相关内容简介2.1 Pro/ENGINEER简介Pro/E（Pro/Engineer操作软件）是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation，简称PTC）的重要产品。在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功的CAD/CAM软件之一。Pro/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。Pro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。Pro/E的主要特性 ：1）全相关性：Pro/ENGINEER的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。 2）基于特征的参数化造型：Pro/ENGINEER使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如：设计特征有弧、圆角、倒角等等，它们对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用。装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数（不但包括几何尺寸，还包括非几何属性），然后修改参数很容易的进行多次设计叠代，实现产品开发。 3）数据管理：加速投放市场，需要在较短的时间内开发更多的产品。为了实现这种效率，必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研制，正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作，由于使用了Pro/ENGINEER独特的全相关性功能，因而使之成为可能。4）装配管理：Pro/ENGINEER的基本结构能够使您利用一些直观的命令，例如“啮合”、“插入”、“对齐”等很容易的把零件装配起来，同时保持设计意图。高级的功能支持大型复杂装配体的构造和管理，这些装配体中零件的数量不受限制。 5）易于使用：菜单以直观的方式联级出现，提供了逻辑选项和预先选取的最普通选项，同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助，这种形式使得容易学习和使用。6）参数化设计和特征功能：Pro/Engineer是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。7）单一数据库：Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。本世纪的一个重大变革是全球市场的统一，它使市场竞争更加激烈，产品更新更快，但是有限的资源加上消费者对复杂产品的需求日益增加，使你很难保持市场分额。在这种背景下，CAD(计算机辅助设计)/CAM(计算机辅助制造)/CAE（计算机辅助测量）技术得到迅速普及和极大发展。海湾战争结束当年，美国评出的最具影响的十大技术中，CAD/CAM/CAE技术便榜上有名。在为数众多的CAD/CAM/CAE软件中，主流软件包种类繁多，PRO/E，UG，CIMATRON，MDT，IDEAS，MASTERCAM都是个中极品，但PRO/E工业解决方案地位显赫，它是美国PTC公司的拳头产品，技术领先，在机械、电子、航空、航天、邮电、兵工、纺织等各行各业都有应用，是CAD/CAM/CAE领域少有的顶尖“人物”。 它集零件设计、产品装配、模具开发、NC加工、钣金件设计、铸造件设计、造型设计、自动测量、机构模拟、应力分析、逆向工程和产品数据管理等功能于一体，对于CAD/CAM/CAE工程设计人员而言，无疑是极佳的工具。2.2 Mastercam简介Mastercam是美国CNC Software NC公司研制与开发的CAD/CAM一体化软件。自1981年推出第一代产品开始就以其强大的加工功能闻名于世。二十年来在此基础上进行不断地更新与完善，Mastercam是被工业界及学校广泛采用。Mastercam作为众多CAD/CAM软件中的一种，之所以能有第一位的装机量，其优点是显而易见的。它对硬件的要求不高，在一般配置的计算机上就可运行；它操作灵活，界面友好，易学易用，适用于大多数用户，能使企业迅速使用并取得很好的经济效益。另外，Mastercam的性价比，是其他同类软件所不能比拟的。随着我国加工制造业的崛起， Mastercam在中国的销量逐步提升，在全球的CAM市场份额雄居榜首。因此对每个机械设计与加工人员来说，学习Mastercam是十分必要的。Mastercam包括4大模块：Design、Lathe、Mill和Wire。Design模块用于被加工零件的造型设计，Mill模块主要用于生成铣削加工刀具路径，Lathe模块主要用于生成车削加工刀具路径，Wire模块主要用于生成线切割刀具路径。这4个模块可单独使用，在Mill模块，Lathe模块和Wire模块中也可以进行Design模块中的完整的造型设计，在其中一个模块中就可以实现造型设计与加工过程的统一。Mastercam具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。Mastercam提供了多种先进的粗加工技术，以提高零件加工的效率和质量。Mastercam还具有丰富的曲面精加工功能，可以从中选择最好的方法，加工最复杂的零件。Mastercam的多轴加工功能，为零件的加工提供了更多的灵活性。Mastercam可靠的刀具路径校验功能可以模拟零件加工的整个过程，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况。它提供400种以上的后置处理文件以适用于各种类型的数控系统。2.3 Pro/ENGINEER模具设计与Mastercam数控加工简介Pro/Engineer是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。Mastercam具有方便直观的几何造型为其提供了设计零件外形所需的理想环境，其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。可靠的刀具路径校验功能 Mastercam可模拟零件加工的整个过程，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况。Pro/E 及Mastercam 是目前国内外模具设计与数控加工领域中使用最为广泛的CAD/ CAM应用软件。Pro/E 具有强大的曲面和实体参数化造型功能, 在工业产品设计与模具设计方面有一定优势, 但在加工方面因其参数设置较为繁琐, 不利于学习和推广。而Mastercam 在产品造型及模具设计方面的能力远不如Pro/E, 但在数控加工中因性价比高、易于上手及可靠的加工性能而被广泛使用，科学、高效地配合使用两者进行模具设计及加工是目前模具行业中普遍的工作模式。3 产品三维造型如今，箱体类产品种类、造型繁多，有些箱体产品外形看起来相当复杂，造型时感到无从下手，但只要能合理地对产品进行分解，确定产品结构的主要特征，分清哪些是基本特征（如配合面，保证产品外形轮廓的特征），哪些是构造特征（如面与面之间的过渡、凸台、凹腔、倒圆、倒角等）。首先从基本特征入手，合理用好草绘工具，保证草绘图形的精确，在造型时根据产品的主要结构建立特征曲线，通过拉伸、旋转等工具，生成零件基本形状，然后再在各基本形状之间进行合并、去除、相交成型，得到需要的产品外形。如今生活中，箱体类的产品多如牛毛，所以本次课题设计中将会以一级减速器箱体毛坯件为例进行设计。3.1 制作一级减速器箱体主体3.1.1 建立模型专用文件夹在G盘的根目录下建立一个名为“xiangti”的文件夹。3.1.2 建立工作目录在进行模具设计与加工前，首先为该模型建立一个专用的文件夹，并将该文件夹设置为当前工作目录，这样在产品的三维造型中产生的文件、模具设计过程中产生的文件、转换的数据文件及在Mastercam系统中的加工文件会一一存入该文件夹下，使整个设计及加工过程产生的文件一目了然，文件井然有序。1）启动Pro/ENGINEER,执行如图3.1.1所示的菜单命令。2）系统弹出如图3.1.2的选取工作目录对话框，选择建立的xiangti文件夹，单击确定按钮，系统将G：xiangti设置为当前工作目录。图3.1.1 设置工作目录图3.1.2 选择工作目录文件目录3）选择菜单栏中的“文件”“新建”命令，在新建类型中选择“零件”，子类型选择“实体”，名称为xiangti，并取消“使用缺省模板”复选框，单击确定按钮。4）在弹出的“新文件选项”对话框中，选择公制零件设计模板“mmns_part_solid”，然后单击确定。3.1.3 创建箱体的底板1）使用拉伸，系统将弹出拉伸操控板。2）选择“放置”选项卡，单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框。3）选择FRONT基准平面为草绘平面，单击“草绘”按钮，进入草绘模式。4）绘制拉伸截面，截面图形和各尺寸如图3.1.3所示。图3.1.3 绘制拉伸截面图3.1.4 箱体底板5）单击“继续当前部分” 按钮，再在拉伸特征操控板中选择模型的实体特征，单击“对称拉伸” 按钮，然后点击“完成” 按钮。创建的箱体底板如图3.1.4所示。3.1.4 创建箱体的内槽1）单击“拉伸工具”按钮，弹出拉伸操控板。2）选择“放置”选项卡，单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框。3）选择箱体底板顶面（即曲面：F5）为草绘平面，单击“草绘”按钮，进入草绘模式。4）绘制拉伸截面，各尺寸如图3.1.5所示。图3.1.5 绘制拉伸截面5）单击“继续当前部分” 按钮 ，单击“厚度”按钮，输入厚度值8，拉伸深度135，拉伸方向如图3.1.6所示。6）单击“完成” 按钮，创建的箱体壳体如图3.1.7所示。图3.1.7 创建箱体壳体图3.1.6 设置拉伸参数3.1.5 创建箱体的凸缘1）单击“拉伸工具”按钮，弹出拉伸操控板。2）选择“放置”选项卡，单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框。3）选择箱体内槽的顶面（即曲面：F6）为草绘平面，单击“草绘”按钮，进入草绘模式。4）绘制拉伸截面，各尺寸如图3.1.8所示。图3.1.8 绘制拉伸截面5）单击完成“继续当前部分” 按钮，输入拉伸深度12，预览箱体结合面，如图3.1.9所示。6）单击“完成” 按钮，创建的箱体上表面如图3.1.10所示。图3.1.10 创建的箱体上表面图3.1.9 预览形体结合面3.1.6 创建轴承孔1)单击“拉伸工具”按钮，弹出拉伸操控板。2)选择“放置”选项卡，单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框。3)选择RIGHT基准平面为草绘平面， 单击“草绘”按钮，进入草绘模式，绘制拉伸截面，尺寸如图3.1.11所示。图3.1.11 绘制拉伸截面4)单击“继续当前部分” 按钮，然后单击“对称拉伸” 按钮，输入拉伸深度180，然后单击“去除材料” 按钮，最后单击“完成” 按钮，创建的箱体轴承孔如图3.1.12所示。图3.1.12 完成轴承孔3.1.7 创建轴承支撑1)单击“拉伸工具”按钮，弹出拉伸操控板。2)选择“放置”选项卡，单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框。3)选择“曲面：F6”为草绘平面，如图3.1.13所示。4)单击“草绘”按钮，进入草绘模式。绘制拉伸截面，尺寸如图3.1.14所示。图3.1.14 绘制拉伸截面图3.1.13 选择草绘平面5)单击“继续当前部分” 按钮，然后单击“拉伸到指定平面” 按钮，最后单击“完成” 按钮，创建的箱体轴承支撑如图3.1.15所示。图3.1.16 完成镜像图3.1.15 轴承支撑6)选中轴承支撑特征，单击“镜像工具” 按钮，选择RIGHT基准平面为镜像平面，然后再单击“完成” 按钮，完成镜像特征的创建，效果如图3.1.16所示。3.2 制作一级减速器箱体附件3.2.1 创建油标圆柱1）单击“旋转工具” 按钮，弹出旋转操控板。2）选择“位置”选项卡，单击“定义”按钮。3）在弹出的“草绘”对话框中选择RIGHT基准平面为草绘平面，单击“草绘”按钮，进入草绘模式。绘制旋转截面，尺寸如图3.2.1所示图3.2.1 绘制旋转截面4）单击“继续当前部分” 按钮，从草绘平面以指定角度值旋转360,预览油标模型，如图3.2.2所示。5）单击“完成” 按钮，创建油标的圆柱体，如图3.2.3所示。图3.2.3 创建油标圆柱体图3.2.2 预览油标模型3.2.2 创建出油孔圆柱1）单击“拉伸工具”按钮，弹出拉伸操控板。2）选择“放置”选项卡，单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框。3）选择内槽一端面为草绘平面，RIGHT为参照平面，如图3.2.4所示。4）单击“草绘”按钮，进入草绘模式。绘制拉伸截面，如图3.2.5所示。图3.2.5 绘制拉伸截面图3.2.4 选择草绘平面5）单击“继续当前部分” 按钮，输入拉伸深度5，拉伸模型预览如图3.2.6所示。6）单击“完成” 按钮，创建箱体的出油圆柱体，如图3.2.7所示。图3.2.7 创建箱体的出油圆柱体图3.2.6 拉伸模型预览3.2.3 创建吊耳1）单击“拉伸工具”按钮，弹出拉伸操控板。2）选择“放置”选项卡，单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框。3）选择RIGHT基准平面为草绘平面，单击“草绘”按钮，进入草绘模式，绘制拉伸截面，尺寸如图3.2.8所示。图3.2.8 绘制拉伸截面4)单击“继续当前部分” 按钮，然后单击“对称拉伸” 按钮，输入拉伸深度8，单击“完成” 按钮，创建的箱体吊耳如图3.2.9所示。5)选中吊耳，单击“镜像工具” 按钮，选择FRONT基准平面为镜像平面，然后再单击“完成” 按钮，完成镜像特征的创建，效果如图3.2.10所示。图3.2.10 完成镜像特征的创建图3.2.9 完成吊耳3.2.4 创建螺纹孔支撑1）单击“拉伸工具”按钮，弹出拉伸操控板。2）选择“放置”选项卡，单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框。3）选择箱体凸缘顶面“曲面：F6”为草绘平面，如图3.2.11所示。4）单击“草绘”按钮，进入草绘模式，绘制拉伸截面，尺寸如图3.2.12所示图3.2.12 绘制拉伸截面图3.2.11 选取草绘平面5）单击“继续当前部分” 按钮，输入拉伸深度40，拉伸模型预览如图3.2.13所示。6）单击“完成”按钮，创建的箱体螺纹孔支撑凸台如图3.2.14所示。图3.2.14 拉伸连接凸台图3.2.13 拉伸模型预览3.3.5 创建加强筋1）单击“基准平面工具”按钮，弹出“基准平面”对话框，选择特征轴A_4和“边：F4”，如图3.2.15所示。“基准平面”对话框设置，如图3.2.16所示。图3.2.15 选择参照图3.2.16 “基准平面”对话框设置2）在“基准平面”对话框中单击“确定”按钮，完成基准平面DTM1的创建，如图3.2.17所示。3)单击“筋工具”按钮，选择“参照”选项卡，单击“定义”按钮，选择DTM1基准平面为草绘平面，单击“草绘平面”对话框的“草绘”按钮，进入草绘模式，绘制截面图形和个尺寸如图3.2.18所示。图3.2.18 绘制截面图形图3.2.17 完成DTM1基准面4)单击“继续当前部分” 按钮，黄色觉得箭头为材料填充反向，输入筋的厚度值为10，如图3.2.19所示。5)单击按钮，换到与草绘平面对称，单击“完成”按钮，完成筋特征的创建，效果如图3.2.20所示。图3.2.20 创建筋特征图3.2.119 填充方向6)选中筋板，单击“镜像工具”按钮，选择RIGHT基准平面为镜像平面，然后再单击“完成” 按钮，完成镜像特征的创建，效果如图3.2.21所示。7)重复上述操作，创建基准平面DTM2和筋板，然后镜像，效果如图3.2.22所示。图3.2.22 筋板创建完成图3.2.21 完成镜像特征4 产品模具设计4.1 一级减速器箱体模具设计一级减速器箱体三维造型完成后，利用Pro/ENGINEER系统下的制造、模具型腔模块进行模具组件设计，它包括参考模具的的布局、收缩率的设置、毛坯工件的设计、分型面的设计、分割体积块、抽取模具元件、铸模及开模几大部分。4.1.1 建立模型专用文件夹在G盘中的文件夹“xiangti”中建立一个名为“xiangtimj”的文件夹。4.1.2 建立工作目录1)启动Pro/ENGINEER,执行如图4.1.1所示的菜单命令。2)系统弹出如图4.1.2的选取工作目录对话框，点击G盘中的xiangti文件夹，选择xiangtimj文件夹，单击确定按钮，系统将G：xiangtixiangtimj设置为当前工作目录。图4.1.2 选择工作目录文件图4.1.1 设置工作目录3）选择菜单栏中的“文件”“新建”命令，在新建类型中选择“制造”，子类型选择“模具型腔”，名称为xiangtimj，并取消“使用缺省模板”复选框，单击确定按钮。4）在弹出的新文件选项对话框中，选择公制零件设计模板“mmns_part_solid”，然后单击确定。4.1.3 调入参考模型1）在菜单管理器中，选择模具/模具模型/装配/参照模型，会弹出如图4.1.3所示的打开参照模型对话框。图4.1.3 打开参照模型2）选中文件“xiangti.prt” ，然后点击确定，效果如图4.1.4所示。3）装配参照模型，逐一选择参考模型的FRONT面和MOLD_FRONT面配合，TOP面和MOLD_RIGHT面配合，RIGHT面和MIAN_PARTING_PLN面配合。然后点击“完成”按钮，弹出创建参照模型对话框，点击确定，最后点击菜单管理器中的“完成/返回” ，效果如图4.1.5所示。图4.1.5 装配参照模型图4.1.4 打开参考模型4.1.4 设置收缩率1）点击“模具/铸造制造”工具栏中的“按比例收缩” 按钮，弹出“按比例收缩”对话框。2）单击“公式”选项组中的“1+S”按钮，然后单击按钮，在工作窗口中选取参考模型中的模型坐标系。3）默认“类型”选项组中复选框的选中状态，同时在“收缩率”文本框中输入材料的收缩率0.005，单击“确定”按钮，完成参照模型收缩率的设置，如图4.1.6所示。图4.1.6 “按比例收缩”对话框4.1.5 创建箱体毛坯工件1）在菜单管理器中，点击模具/模具模型/创建/工件/手动，会弹出如图4.1.7所示的“元件创建”对话框。2）默认所有选项及名称，点击确定，会弹出创建选项对话框，点击单选框“创建特征”，如图4.1.8所示。图4.1.8 “创建选项”对话框图4.1.7 “元件创建”对话框3）点击确定按钮，弹出菜单管理器，然后在菜单管理器中点击“实体/加材料/拉伸/完成” ，弹出拉伸操控板 。4）在拉伸操控板中点击“放置”选项卡，单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框。5）选择MOLD_FRONT基准平面为草绘平面，单击“草绘”按钮，进入草绘模式。6）绘制拉伸截面，尺寸如图4.1.9所示 7、）单击“继续当前部分” 按钮，然后单击“对称拉伸” 按钮，输入拉伸深度456，单击“完成” 按钮，在菜单管理器中点击完成，再点击完成/返回。创建的箱体毛坯工件如图4.1.10所示。图4.1.10 创建箱体毛坯工件图4.1.9 绘制拉伸截面8）这时参照模型的基准面及基准轴与毛坯工件的基准面掺和在一起，这必然为下一步工作带来不便，因此，在进入下一步之前，先将参照模型自身的基准面和基准轴遮蔽。9）单击模型树中的“显示”按钮，在下拉菜单中选择“层树”命令，选择列表中的“XIANGTIMJ_REF_1.PRT”,在模型树窗口中显示的是参照模型的基准特征，按住Ctrl键依次选择参照模型的基准面和基准轴。10）选中之后，单击鼠标右键没在弹出的菜单中选择“隐藏”命令，如图4.1.11所示。11）基准面和基准轴消失后，选取模型树下的“显示” “模型树”命令，返回草模型树的最初工作状态。单击模型树下的“设置”按钮，在 弹出的下拉菜单中选择“树过滤器”命令。在弹出“模型树项目”对话框的“显示”选项组中，选择“特征”复选框，如图4.1.12所示，单击“确定”按钮。此时，模型树中出现模具模型的基准特征。图4.1.11 隐藏参考模型基准面及基准轴图4.1.12 显示模具特征选项4.1.6 设计分型面4.1.6.1 草绘分型设计第一个滑块1）选择菜单管理器中的“特征” “模具模型类型” “型腔组件”菜单命令，如图4.1.13所示。在弹出的“特征操作”下拉菜单中选择“曲面”命令，如图4.1.14所示。在弹出的“曲面”选项中选择“拉伸” “完成”命令，如图4.1.15所示。图4.1.15曲面下拉菜单图4.1.14特征操作下拉菜单图4.1.13 特征下拉菜单2)在拉伸操控板中点击“放置”选项卡，单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框。3)选择“曲面“F1（拉）”为草绘平面，如图4.1.16所示。4)单击“草绘”按钮，进入草绘模式。单击工具栏上方“无隐藏线”按钮，然后绘制拉伸截面，尺寸如图4.1.17所示图4.1.17 绘制滑块拉伸截面图4.1.16 选取草绘平面5)单击“继续当前部分” 按钮，然后单击“拉伸到指定曲面” 按钮，然后选取“曲面：F1（外)”为指定曲面，如图4.1.18所示6)单击“完成” 按钮，再点击菜单管理器中的“完成/返回” 。再点击工具栏上面的“着色”按钮，效果如图4.1.19所示。图4.1.19 滑块分型面图4.1.18 拉伸到指定曲面4.1.6.2 草绘分型设计第二个滑块1)以同样的方法在以“MAIN_PARTING_PLN”平面为对称面绘制同样一个滑块，效果如图4.1.20所示。图4.1.20 创建第二个滑块4.1.6.3 草绘分型设计第三个滑块1)点击工具栏上面的“遮蔽/取消遮蔽”按钮，遮蔽毛坯工件PRT0001.PRT,在拉伸操控板中点击“放置”选项卡，单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框，再以一个滑块的侧面为草绘平面，如图4.1.21所示。2)在点击工具栏上面的“遮蔽/取消遮蔽”按钮，取消遮蔽毛坯工件PRT0001.PRT,然后点击草绘窗口的确定按钮，再点击工具栏上面的“隐藏线”按钮，再绘制滑块截面，截面图形和尺寸如图4.1.22所示。图4.1.21 选取草绘平面图4.1.22 绘制拉伸截面3)单击“继续当前部分” 按钮，然后单击“拉伸到指定曲面” 按钮，然后选取另一滑块的一端面为指定曲面，如图4.1.23所示4)单击“完成” 按钮，再点击菜单管理器中的“完成/返回” 。再点击工具栏上面的“着色”按钮，效果如图4.1.24所示。图4.1.24 创建第三个滑块图4.1.23 拉伸到指定曲面4.1.6.4 复制分型曲面设计1、单击“菜单管理器”选项组中的“特征”命令，在下拉菜单中选择“模具模型类型”“型腔组件”菜单命令，如图4.1.25所示。在弹出的“特征操作”下拉菜单中选择“曲面”命令，如图4.1.26所示。在弹出的“曲面”选项中选择“复制” “完成”命令，如图4.1.27所示。图4.1.27曲面下拉菜单图4.1.26 特征操作下拉菜单图4.1.25 特征下拉菜单2）点击工具栏上面的“遮蔽/取消遮蔽”按钮，遮蔽毛坯工件PRT0001.PRT,然后选取需要的曲面，如图4.1.28所示。3）单击“完成” 按钮，再点击菜单管理器中的“完成/返回” 。然后点击工具栏上面的“遮蔽/取消遮蔽”按钮，取消遮蔽毛坯工件PRT0001.PRT,效果如图4.1.29所示。图4.1.29 零件被选取的复制曲面图4.1.28 选取复制曲面4.1.6.5 复制曲面边线的延伸1）选择“菜单管理器”选项组中的“特征”命令，在下拉菜单中选择“模具模型类型”“型腔组件”菜单命令，如图4.1.30所示。在弹出的“特征操作”下拉菜单中选择“曲面”命令，如图4.1.31所示。在弹出的“曲面”选项中选择“复制” “完成”命令，如图4.1.32所示。图4.1.32 曲组曲面下拉菜单图4.1.31特征操作下拉菜单图4.1.30特征下拉菜单2）此时，工作界面上方弹出“延伸”操控板，单击“将曲面延伸到参考平面”按钮，然后再单击“参照”按钮，再点击“细节”按钮，同时弹出“链” 对话框，按住Ctrl件选取需要的边，如图4.1.33所示。3）点击“链”对话框中的“确定”按钮，再点击“参照平面”选框，选取如图4.1.34所示的平面图4.1.34 选取参照平面图4.1.33 边的选取4）单击“延伸”操控面板右侧的“完成” 按钮及“菜单管理器”下的“完成/返回”按钮，完成部分边的延伸，延伸效果如图4.1.35所示。5）重复延伸操作的流程，箱体上表面所有边进行延伸，完成效果如图4.1.36所示。图4.1.36 完成整个轮廓线的延伸图4.1.35 完成部分轮廓线的延伸6）以同样的复制分型曲面方法对箱体底面进行设计，复制效果如图4.1.37所示。然后以同样的复制曲面边线的延伸方法对箱体底面进行延伸，延伸效果如图4.1.38所示。图4.1.38 完成整个轮廓线的延伸图4.1.7 复制分型曲面设计4.1.6.6 平整分型曲面设计1）选择“菜单管理器”选项组中的“特征”命令，在下拉菜单中选择“模具模型类型”“型腔组件”菜单命令，如图4.1.39所示。在弹出的“特征操作”下拉菜单中选择“曲面”命令，如图4.1.40所示。在弹出的“曲面”选项中选择“平整” “完成”命令，如图4.1.41所示。图4.1.41曲面下拉菜单图4.1.40特征操作下拉菜单图4.1.39特征下拉菜单2)进入“平整”菜单控制面板，单击“参照”按钮，在弹出的下滑面板中单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框，选取“MAIN_PARTING_PLA” ，其余默认，点击确定，进入草绘环境，绘制截面图，如图4.1.42所示。3)单击“继续当前部分” 按钮，单击“平整”操控面板右侧的“完成” 按钮及“菜单管理器”下的“完成/返回”按钮，平整效果如图4.1.43所示。图4.1.42 绘制草绘截面图4.1.43 平整分型面4.1.7 分割箱体模具体积块1)单击“模具/铸造制造”工具栏中的“体积块分割”按钮，弹出菜单管理器如图4.1.44所示。选择“两个体积块”“所有工件” “完成”菜单命令，弹出“分割”对话框，如图4.1.45所示。图4.1.45 “分割”对话框图4.1.44 菜单管理器2)选取一个分型曲面，如图4.1.46所示。3)然后点击“选取”对话框的“确定” ，再点击“分割”对话框的“确定” ，弹出“属性”对话框，然后点击“属性”对话框中的“着色” ，更改名称为shangtumo，显示如图4.1.47所示。图4.1.47 着色的shangtumo体积块图4.1.46 选取分型曲面4)点击“属性”对话框的“确定” ，再点击着色，显示如图4.1.48，更改名称为zhengti_1。图4.1.48 着色的zhengti_1体积快5)点击“属性”对话框的“确定”。6)在模型树窗口的“显示”中，遮蔽需要再次分割的模具 体积块，即模具体积块zhengti_1，然后点击“体积块分割”按钮，弹出菜单管理器如图4.1.49所示。7)选择“两个体积块”“模具体积块” “完成”菜单命令，弹出“搜索工具”对话框，在对话框中“找到的项目”中选中需要的分型面，再点击对话框中间的按钮，所需要的分型面就会被导入右边的“已选取项目”中，如图4.1.50所示。图4.1.51 选取分型曲面图4.1.50 选中分型面图4.1.49 “菜单管理”对话框器8)点击“搜索工具”对话框的关闭按钮，选取箱体底部的分型曲面，如图4.1.51所示。9)接下来的体积块分割和之前类似，这里就不再赘述，分割顺序如附加分割图片。如图4.1.524.1.61所示。图4.1.53 着色的zhengti_2体积块图4.1.52 着色的xiatumo体积块图4.1.55 着色的huakuai_1体积块图4.1.54 着色的zhengti_3体积块图4.1.56 着色的zhegnti_4体积块图4.1.57 着色的huakuai_2体积块图4.1.59 着色的huakuai_3体积块图4.1.58 着色的zhengti_5体积块图4.1.60 着色的youmo体积块图4.1.61 着色的zuomo体积块4.1.8 抽取模具元件1)单击“模具/铸造制造”右边工具栏中的“型腔插入”按钮，在弹出的“创建模具元件”对话框中点击“选取全部体积块”按钮，再点击”确定”按钮。如图4.1.62所示。图4.1.62 “创建模具元件”对话框4.1.9 铸模1)在菜单管理器中选择“铸模”“创建”命令。2)在所示提示区输入铸模零件名称“M” ，并单击两次“接受值”按钮。4.1.10 开模1)在进行开模之前，一般要将分型面、体积块、毛坯工件、参照模型等进行一一遮蔽，这样在开模之后，工作窗口中将仅显示凹模、凸模以及铸模的制品。直接选取模型树中需要遮蔽的特征或元件名称，单击右键出现下拉菜单，如图4.1.63所示。图4.1.63 快捷元件隐藏2)单击“模具/铸造制造”工具栏中的“模具进料孔”按钮，选择菜单管理器中的“定义间距”“定义移动”菜单命令，如图4.1.64所示。选择屏幕中的“shangtumo”体积块，单击如图4.1.65所示的“选取”对话框中的“确定”按钮，选择如图4.1.66中的边作为移动方向。图4.1.65 “选取”对话框图4.1.66 定义滑块移动的参照方向图4.1.64 “定义移动”命令3)在工作窗口上方的“输入沿指定方向的位移”文本框中输入300，单击“接受值”按钮，然后选择菜单管理器的“完成”菜单命令，工作窗口中的滑块移动，如图4.1.67所示。4)重复上述动作，移动“xiatumo”体积块移动距离为200，如图4.1.68所示。图4.1.68 “xiatumo”体积块移动图4.1.67 “shangtumo”体积块移动图4.1.69 “huakuai_1” 和“huakuai_2”体积块移动5)重复上述动作，移动“huakuai_1”和“huakuai_2”体积块移动距离为200，如图3.2.69所示。6)重复上述动作，移动“youmo”体积块移动距离为200，如图4.1.70所示。7)重复上述动作，移动“zuomo”体积块移动距离为200，如图4.1.71所示。图4.1.71 “zuomo”体积块移动图4.1.70 “youmo”体积块移动8)重复上述动作，移动“huakuai_3”体积块移动,先向右移动25，再向外移动100，如图4.1.72和4.1.73所示。图4.1.73 “huakuai_3”向外移图4.1.72 “huakuai_3”向右移9)选择菜单管理器中的完成命令，结束开模操作，如图4.1.74所示。图4.1.74 开模结束10)点击“文件”“保存”，保存在“G:xiangtixiangtimj”文件夹下。4.2 转出模具的IGES数据文件4.2.1 转出“youmo”模具的IGES数据文件1)打开模具文件“youmo.prt.1”，点击选择菜单栏中的“文件” ，弹出下拉菜单，如图4.2.1所示。2)点击菜单栏中“文件”下拉菜单中的“保存副本”命令，在弹出的“保存副本”对话框中，地址栏选择“G:xiangtiIGES数据文件夹” ，类型栏选择“IGES(*.igs)”格式，接受默认的名称，将下模零件输出为IGES曲面格式文件，如图4.3.2所示。图4.2.2 “保存副本”对话框图4.2.1 “文件”的下拉菜单3)点击“保存副本”对话框的“确定”按钮，弹出“导出 IGES”对话框，选中“导出”下面的“实体”复选框，其余默认，点击“确定”按钮，如图4.2.3所示。导出“youmo”模具的IGES数据结束。图4.2.3 “导出 IGES”对话框4.2.2 转出其余模具的IGES数据文件转出其余模具的IGES数据的方法与转出“youmo”模具的IGES数据的方法是一样的，在此就不再赘述。5 箱体模具的仿真加工箱体各模具的仿真加工主要包括加工坯料、对刀点的确定，规划曲面的各种粗加工路径和精加工路径等类容，由于基本方法都是大体相同的，区别之处只在于个模具所选择的粗加工和