毕业设计（论文）-雨刷机加强板修边冲孔模三维设计.doc

毕业设计论文 第 1 页 共 27 页 雨雨刷刷机机加加强强板板修修边边冲冲孔孔模模三三维维设设计计 T Th he e 3 3D D D De es si ig gn n O Of f T Th he e O Ob bt tr ru ud di in ng g D Di ie es s 【摘摘要要】: :本文介绍了雨刷机加强板拉延件修边冲孔工序 的工艺过程的 设计。通过对拉延件形状分析及结合冲压工艺方面的知识，确定工艺 方案，并重点利用了现在世界上最先进的CAD/CAE/CAM 软件 Pro/Engineer，在Part 模块、Assembly 模块、Manufacturing 模块及 Drawing 模块中对冲压模具进行三维设计。 CAD/CAE/CAM 在我国应用已 逐渐广泛，熟练运用Pro/Engineer、UG、Master CAM、Solid edge、IDEAS 等CAD/CAM 软件进行工业设计是今后的必然趋势。 【关关键键词词】： C CA AD D/ /C CA AE E/ /C CA AM M P Pr ro o/ /E En ng gi in ne ee er r 模模块块 模模具具设设计计 【A Ab bs st tr ra ac ct t】: : The 3D design of the strengthen board of the windscreen wiper has been introduced on the design of the obtruding technics . Fixed on the obtruding technics scheme, and made the 3D design of the pressing dies by the advanced CAD/CAE/CAM software -Pro/Engineer(in model Part、Assembly、Manufacturing and Drawing) emphatically, by getting across the analysis of the parts structure and combining the punch knowledge. Due to the application of CAD/CAE/CAM wide gradully, it is necessary to make full use of some CAD/CAE/CAM softwares on the process of industrical design, such as Pro/Engineer, UG, Master CAM, Solid edge,IDES. 【K Ke ey y w wo or rd ds s】: : 3 3D D d de es si ig gn n C CA AD D/ /C CA AE E/ /C CA AM M m mo od de el l P Pr ro o/ /E En ng gi in ne ee er r 毕业设计论文 第 2 页 共 27 页 目目 录录 一一 课题来课题来源源 .3 3 二二 汽汽车车覆覆盖盖件件模模具具C CA AD D 的的概概况况 .4 4 2.1 CAD 概述 .4 2.2 汽车覆盖件模具 CAD 技术的现状.4 2.3 汽车覆盖件模具 CAD 的发展趋势 .5 三三 模模具具行行业业.7 7 3.1 我国模具技术的现状.7 3.2 我国模具技术与国外的差距.7 3.3 我国模具行业的发展趋势.8 四四 模模具具设设计计.9 9 4.1 分析零件整体工艺性和确定修边冲孔方案.9 4.2 冲裁计算.10 4.3 模具结构设计.11 五五 运运用用P PR RO O/ /E EN NG GI IN NE EE ER R 进进行行三三维维造造型型.1414 5.1 总体设计思路.15 5.2 PRO/ENGINEER 2000I特点 .15 5.3 产品零件数模与工序零件数模的设计.16 5.4 根据产品数模绘出凸凹模.18 5.5 将凸、凹模装配到上下模座上 .19 5.6 爆炸图的建立 .21 5.7 绘制产品工程图 .22 总总 结结.2626 致致 谢谢.2727 参参考考文文献献.2828 毕业设计论文 第 3 页 共 27 页 一一 课题来源课题来源 该冲压零件来源于十堰市 先锋模具公司生产的雨刷机加强板，零 件尺寸见图1： 图 1 产品图 该零件的尺寸是通过测量得到的，在零件图上未注明尺寸公差， 精度要求不高。材料为08 钢，料厚为0.9mm。结合以前所学过的模具 知识，运用Pro/Engineer 做冷冲压模具三维设计。关键在于熟练掌握 Pro/Engineer 三维设计利用Pro/Engineer 中 Part、Assembly、Drawing、Format 等模块设计，了解当前CAD/CAM 行 业动态，为工作以后作设计打下良好的基础。 毕业设计论文 第 4 页 共 27 页 二二 汽汽车车覆覆盖盖件件模模具具C CA AD D 的的概概况况 2 2. .1 1 C CA AD D 概概述述 计算机辅助设计（CAD：Computer Aided Design）技术是以计算 机、外围设备及其系统软件为基础，包括二维绘图设计、三维几何造 型设计、数控加工编程（ NCP） 、产品数据管理等内容。 CAD 技术的发展 与工业实际应用和需求密切相关。随着一些计算机新技术和一些新的 算法在CAD 中不断出现和发展，以及Internet/Intranet 网络和并行、 高性能计算及事务处理的普及，异地、协同、虚拟设计及实时仿真得 到广泛应用。 2.22.2 汽车覆盖件模具汽车覆盖件模具 CADCAD 技术的现状技术的现状 2 2. .2 2. .1 1 现现代代模模具具制制造造的的特特点点 现代模具制造是相对于传统模具而言的。传统模具制造基于经 验和技巧，一般利用普通的机械加工设备进行制作。现代模具制造则 利用新兴的CAD/CAM/CAPP/CAE 技术和数控技术，力图使模具最大程度 由先进的设备制造出来。 a) 现代模具的质量依赖于物化因素，整体水平容易控制。 b) 现代制模在模具总体工艺方案指导下通过公共数据库并行通 信相互协调，共享信息，加工周期短。 c) 现代制模则通过计算机数据模拟来完善模具结构，返修少， 成本低。 2 2. .2 2. .2 2 C CA AD D 技技术术的的优优越越性性 a) 提高模具质量。模具CAD 的数据库可为模具设计和工艺制定 提供科学的依据，充分发挥人和机器的各自长处，使模具设 计和工艺更为合理。 毕业设计论文 第 5 页 共 27 页 b) 节省时间，提高模具生产效率。 c) 提高设备利用率，降低生产成本。 2 2. .2 2. .3 3 国国内内外外C CA AD D 技技术术的的发发展展状状况况 1、蓬勃发展和进入应用时期（ 60 年代） 提出了计算机图形学、交互技术、分层存储符号的数据结构等新 思想，从而为CAD 技术的发展和应用打下理论基础。 60 年代中期就出 现许多商品化的CAD 设备。 2、广泛使用的时期（ 70 年代） 1970 年美国Applicon 公司第一个推出完整的CAD 系统。出现面向 中小企业的CADCAM 商品化系统。70 年代末，美国CAD 工作站安装数 量超过12000 台，使用人数超过2.5 万。 3、猛进的时期（80 年代） 在这个时期，图形系统和CADCAM 工作站的销售量与日俱增。 CADCAM 技术从大中企业向小企业扩展；从发达国家向发展中国家扩 展；从用于产品设计发展到用于工程设计和工艺设计。 4、开放式、标准化、集成化和智能化的发展时期（ 90 年代） 微机加视窗Win9598NT 操作系统与工作站加Unix 操作系统， 在以太网的环境下构成了CAD 系统的主流工作平台，这使得现在的CAD 技术和系统都具有良好的开放性。图形接口、图形功能日趋标准化。 在CAD 系统中，综合应用正文、图像、语音等多媒体技术和人工 智能、专家系统等技术大大提高了自动化设计的程度，出现了智能 CAD 新学科。智能CAD 把工程数据库及其管理系统、知识库及其专家系统、 拟人化用户接口管理系统集于一体 。 2.32.3 汽车覆盖件模具汽车覆盖件模具 CADCAD 的发展趋势的发展趋势 2 2. .3 3. .1 1 模模具具结结构构的的通通用用化化和和模模具具零零件件的的标标准准化化 一般模具零件可分为标准件和非标准件两大类，因而依据特性对零 件进行划分，进而建立相应的标准件库和非标准件库是实现零件标准 化的有效途径，而模具结构的通用化则可依靠建立典型结构模具库来 毕业设计论文 第 6 页 共 27 页 实现。 2 2. .3 3. .2 2 特特征征技技术术的的应应用用 特征技术是一种基于零件特征的设计技术，它的设计方法是以工序 零件为依据，从冲压工艺入手，实现从工艺特征到结构特征的影射， 从而建立起模具结构与特征参数间的关系，完成模具的参数化设计。 2 2. .3 3. .3 3 参参数数化化造造型型的的方方法法 参数化造型的基本方法是针对各种冲压模具总体结构一般均具有较 规范的形式，为零件的基本 尺寸建立相应的参数量，并将变量和尺寸 间的对应关系生成为一与零件模型相关连的外部参数文件。当改变 参数文件中有关变量的取值时，与之相关的零件模型中的相应尺寸 标注值亦发生改变。 2 2. .3 3. .4 4 模模具具C CA AD D 的的智智能能化化 为了提高产品质量，降低成本，增强产品市场竞争力，必须开展 智能化研究工作，总结出设计制造经验和教训，把成功的经验应用于 模具中，形成计算机里的智能库和知识库，形成专家系统，为以后所 用。 2 2. .3 3. .5 5 模模具具C CA AD D 的的专专业业化化 未来的模具CAD 将走向更专业化的道路。一些通用的软件由于其 功能繁多，专业性较差，已不能满足大型模具 CAD 的需要，更好的办法 是软件公司与专业模具厂密切合作，开发专业性很强的模具 CAD 软件。 毕业设计论文 第 7 页 共 27 页 三三 模模具具行行业业 3 3. .1 1 我我国国模模具具技技术术现现状状 我国模具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪。模具技术 有很大发展，模具水平有较大提高。模具国产化取得了可喜的成就。 以汽车覆盖件模具为代表的冷冲模制造技术有很大的进步。我国 已能生产部分轿车覆盖件模具。如东风汽车公司冲模厂，已设计制造 了富康轿车部分内覆盖件模具。在设计制造方法、手段上面已基本达 到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平。但在制造质量、 精度、制造周期和成本方面，与国外相比还存在一定的差距。 近几年，模具CAD/CAE/CAM 技术得到快速发展，国产软件有了很 大的发展。在“八五”、“九五”期间，已有一大批模具企业推广普 及了计算机绘图技术，并陆续引进了高档的CAD/CAE/CAM 系统，如 UG、Pro/E- ngineer、Solidedge 等软件得到相当广泛的应用，数控加 工的使用率越来越高。在我国模具行业中，实现了 CAD/CAM 的集成，以 CAD 绘制模具图代替了手工制图，以CAM 取代了自动编程，并能运用 CAE 技术对成型过程进行计算机模拟等，取得了一定的技术经济效益。 模具标准件对缩短模具制造周期，提高质量、降低成本，能起很 大作用。因此，越来越广泛地得到采用。但目前的标准化程度还不高， 有待进一步发展 。 3 3. .2 2 我我国国模模具具技技术术与与国国外外的的差差距距 3 3. .2 2. .1 1 产产需需矛矛盾盾 尽管经过半过世纪的发展，我国模具工业取得较大进步，但无论 是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要。主要原因有三： 、设计和工艺技术落后，如模具CAD/CAM 技术采用不普遍，加 工设备数控化率低等。 、专业化、标准化程度低。 、模具生产效率不高、周期长，不能满足市场的需要。 毕业设计论文 第 8 页 共 27 页 3 3. .2 2. .2 2 产产品品结结构构、企企业业结结构构等等方方面面 模具按国家标准分为十大类，按产值统计，我国目前冲压模占 50% -60%，塑料模占25-30%。国外先进国家对发展塑料模很重视，塑料模 比例一般占30%-40%。国内模具中，大型、精密、复杂、长寿命模具 比较低，约占20%左右，国外为50%以上。模具生产企业结构不合理， 主要生产模具能力集中在各主机厂的模具分厂 (或车间)内，模具商品化 率低，模具自产自用比例高达70%以上。而国外，70%以上模具是商品 化。可见在我国冷冲压模具占居主导地位，作冲压模设计十分必要。 3 3. .2 2. .3 3 产产品品水水平平 衡量模具产品水平，主要有模具加工的制造精度和表面粗糙度， 加工模具的复杂程度、模具的使用寿命和制造周期等。国内外模具产 品水平仍有很大差距。 3 3. .2 2. .4 4 工工艺艺装装备备水水平平 我国机床工具行业已可提供比较成套的高精度模具加工设备，如： 加工中心、数控铣床、座标磨床、三座标测量机等。但在加工和定位 精度、加工表面粗糙度、机床刚性、可靠性等方面，跟国外仍有较大 差距。 3 3. .3 3 我我国国模模具具行行业业的的发发展展趋趋势势 1、在模具设计制造中全面推广CAD/CAE/CAM 技术 模具CAD/CAE/CAM 技术是模具设计制造的发展方向。全面普及 CAD/ CAE /CAM 技术已基本成熟。在普及推广模具CAD/CAM 技术的过程 中，加大技术培训和技术服务的力度，同时进一步扩大 CAE 技术的应用 范围。 2、模具产品发展将大型化、精密化、复杂化 3、进一步发展多功能复合模具 4、大力发展快速经济制模技术 5、模具标准件的应用将日渐广泛 6、高速铣削加工将得到更广泛的应用 7、模具高速扫描及数字化系统将发挥更大的作用 毕业设计论文 第 9 页 共 27 页 8、模具研磨抛光将向自动化、智能化方向发展 9、模具自动加工系统的研制和发展 四四 模模具具设设计计 4 4. .1 1 分分析析零零件件整整体体工工艺艺性性和和确确定定修修边边冲冲孔孔方方案案 作为一个完整的模具设计过程，虽然着重强调了三维实体造型， 但也不外乎如下设计过程： 图 15、 设计方法 图 15、 工艺方案 该制件为汽车覆盖件。拉延后，制件形状复杂，表面质量及周圈 修边要求精度高。修边模要适应制件大批量生产、定位可靠、产品质 量稳定及操作简单等特点。之所以将修边冲孔两道工序合并，不但可 减少工序，而且孔位准确。 在本工序修边冲孔中所要完成的工作是，将制件的工艺补充部分 切除，修周边至产品图中要求尺寸，冲7 个孔。 确定冲压方向要靠虑以下几个方面：首先要考虑凸、凹模刃口强 度、刃口有效厚度的绝对值和相对值；按制件的功能及精度要求，确 定修边冲孔的方向，使偏差控制在允许的范围之内，保证和提高产品 的使用性；最后还要强调模具的 制件在模具中的定位：合理制定制件在模具中的定位，是模具设 计中至关重要的事情之一。它即关系到产品质量是否稳定、可靠，又 直接影响到操作者操作是否简单、方便及模具的使用寿命。所以，本 模具利用上工序拉延形状，用压件器定位，既安全可靠，又方便操作。 零件工艺分析模具设计三维实体造型工程图 落 料拉 延修边冲孔整形 毕业设计论文 第 10 页 共 27 页 4 4. .2 2 冲冲裁裁计计算算 4 4. .2 2. .1 1 计计算算毛毛胚胚尺尺寸寸 这里主要计算各冲孔 (4-16,2-6,35)和修边尺寸: 冲孔尺寸:4-16 孔的周长L1=4(28)=200.96 2-6 孔的周长L2=2(23)=37.68 35 孔的周长L3=35=109.9 修边周长：由于修边外形较为复杂 ,不易计算,我把它估算为L4=1000 4 4. .2 2. .2 2 计计算算冲冲裁裁力力 08 钢的=3.4108pa,b=4108pa,s屈=2.0108pa， 而 =32% 采用平刃冲裁下出料方式，弹性卸料装置 落料力的计算 F落=Lt =10000.910-63.4108 =306000(N)3.06102(KN) L修边长度 t板料厚度 冲孔力的计算 F冲=Lt =(200.96+39.68+109.9)0.910-63.4108 =106000(N)1.06102(KN) L孔长 t板料厚度 备注:冲孔动作同时进行 冲孔时的推件力 F推=nKF冲 =70.051.0610237.35(KN) n同时卡在凹模内的零件或废料数目 K称为推件力系数。其值查表2-4冷冲压工艺及 模具设计一书 毕业设计论文 第 11 页 共 27 页 落料时的卸料力 F卸= K卸F落 =0.033.061029.2(KN) K卸称为卸料力系数。其值查表2-4冷冲压工艺及 模具设计一书 故总冲裁力 F0=F落+F冲+F卸+F推 =3.06102+1.06102+37.35+9.2=4.59102(KN) 经校核可知,在冲孔凸模下均设垫板 ,保证支撑座承受的压应力在允用 范围内. 注意：以上的单位均采用： mm。 4 4. .3 3 模模具具结结构构设设计计 冲压工艺方案确定后 ,通过分析选择合理的模具结构及部件 ,使其能满足 要求是:能冲出符合技术要求的制件 ;能满足大批量生产的需要 ;模具制 造维修方便;模具易于安装调用;模具有足够的寿命. (1)修边凸凹模的设计 对于大型、不规则冲压件，尤其是汽车覆盖件的修边刃口，经 常采用镶块结构。 1) 刃口镶块材料:修边线较长,且修边线多为不规则的空间曲面 ,利用大 型数控仿形铣床,可缩短制模周期,满足模具精度要求。同时对模具 刃口材料提出了较高要求：良好的加工性能，良好的火焰淬火性 能，淬透性高，温度范围宽，淬火变形小；具有良好的耐磨性和 焊接性。 本模具设计选用的是T10 钢，能基本达到上述要求，是一种较理 想的材料，可在仿型加工后淬火后硬度达到HRC58-62。 2) 刃口镶块的划分： 镶块长度小于300mm；直线部分长些，形状复杂和拐角处的镶块取 短些。曲线和直线连接时，结合面应尽量取在直线部位；镶块为 便于加工及安装设计，应尽量为矩形。 3) 凸、凹模间隙： 凸、凹模修边线皆在数控仿型铣床上加工。 毕业设计论文 第 12 页 共 27 页 对于落料为非圆形件，存在因模具磨损而变小的尺寸、增大的尺 寸 和无变化的尺寸应用下列方式来处理。 (如上图 12 所示) 、变小的尺寸（A 类） Ad=(A+X)0-p 、增大的尺寸（B 类） Bd=(B-X)+d0 、无变化的尺寸（C 类） 当零件孔的尺寸为C+0时Cd=(C+1/2)d 当零件的尺寸为C-0时 Cd=(C-1/2)d 当零件孔的尺寸为C时Cd=Cd 说明：上面的式中 Ad、Bd、Cd凹模刃口尺寸（mm）; A、B、C零件公称尺寸（mm）;零件公差（mm）; 零件偏差。=1/2（mm） ； d凹模公差（mm） ；当标注形式为+d（或-d）时， =/4，当标注形式为d时，d=/8=/4； X磨损系数，其值可以查 冷冲压工艺及模具设计 、 模 具设计与制造简明手册 、 模具实用技术设计综合手册 等资料可以查 到。 而凸模根据配合间隙来确定尺寸。间隙值通过查 冷冲压工艺及 模具设计手册得08 钢 Zmax=0.240 Zmin=0.132 ，凸模尺寸为： Dp=(Dd-Zmin)-p0=(D-X-Zmin)-0。 根据以上尺寸的确定方法可分别计算出凸、凹模落料时尺寸。 在这里凹模为产品的名义尺寸，凸模以凹模为基准，配单面间隙为 0.036-0.052mm（经验值） 。 4) 凸、凹模型面： 因为产品型面是按主模型加工，而主模型为产品的内表面，所以， 模具凸模可直接按主模型仿型加工；而凹模修边线表面应考虑料 厚。 （2） 冲孔凸凹模的设计 其它设计均可参照修边凸凹模这里主要计算凸凹模尺寸： 冲孔时的凸模的尺寸dp等于或接近于孔的最大尺寸。一般冲模的精度 毕业设计论文 第 13 页 共 27 页 较工件精度高23 级。对冲头采用凸凹模分开加工的方法，其凸凹模 尺 寸如下： 据冲模设计应用实例表2-10： 对于6 的孔： 查表得 08 钢Zmax=0.12，Zmin=0.08 查2-12 表得凸凹模制造公差： 凸=0.020 凹=0.020 校核：Zmax-Zmin= 0.04 凸+凹=0.04 满足条件查表2-13 得因数x=0.5 冲孔时 d凸=(d+X)-凸0 =（6+0.50.20）-0.020 =6.1-0.020 d凹=(d凸+Zmin)0+ 凸=(d+X+Zmin)0+ 凸 =（6.1+0.08）0+0.02 =6.180+0.02 对于16 的孔：同理可知d凸=16.1-0.020 d凹=16.180+0.02 注意：以上的单位均采用： mm。 （3） 废料刀的设计 a) 废料刀的形式：因拉延件的工艺补充是有形状的，因此将废料切 断则需要带形状的废料刀。 b) 本模具共设置三组废料刀，采用T10 钢，工艺处理过程为淬火后回 火，消除淬火时产生的应力。 c) 废料自重行程落下，模座底下放置一现场配做的废料盒。 （4） 压件器的设计 1) 压件器材料：材质为45 钢，采用仿型制造。 2) 由于本模具在修边的同时冲7 个孔，在修边材料分离的瞬间震动较 大，易造成冲孔凸模折断或刃口崩损，在此选用卸料螺钉合件缓 震，选用弹簧3263，经校核设置一根退料弹簧。 毕业设计论文 第 14 页 共 27 页 （5） 模架设计 模具外形尺寸为：800700450 上下模座实型铸造结构，其优点是减轻模具质量，节省材料，降低模 具制造成本。 模座材料：HT300 模座设有起重棒，为镶入式锻件或整体铸造。 模具导向：为保证修边及冲孔凸、凹模间隙，上下模座导向精度要求 高，且稳定性要好，应选用导柱尽量粗些。本模选用四个 100mm 的导 柱。 导柱热处理过程采用渗碳淬火，导套采用正火处理。导柱导套采用间 隙配合，而导柱的下部与下模座采用过盈配合。 （6） 设备的选定 依据上述冲裁力和模具外形尺寸，选用机床规格为：闭式单点压力机 JD31-315 其主要技术参数为： 公称压力：315 吨 滑块行程：315mm 最大装模高度：490mm 最大装模调节量：200mm 工作台垫板尺寸（左右 前后厚）：11001100140 模具的其它尺寸见图纸。 毕业设计论文 第 15 页 共 27 页 五五 运运用用P Pr ro o/ /E En ng gi in ne ee er r 进进行行三三维维造造型型 5.15.1 总体设计思路总体设计思路 CAD 系统功能强大，设计方法多样，可采用 自下而上（Bottom- Up）的设计方法，即先设计零件然后搭积木式地进行装配设计。 也可采 用自顶向下（Top-down）的设计方法，并且也可混合使用这两种设计 方法（如图15） 。 图 设计方法 本人在对该零件修边冲孔模实体造型时采用了法 3 即混合式设计 方法。该法将较复杂的零件单独置于part 模块中绘出，将配合较密的 零件置于assemble 模块中绘出，减少大量工作量，且尺寸精确 5 5. .2 2 P Pr ro o/ /E En ng gi in ne ee er r 2 20 00 00 0i i 特特点点 Pro/Engineer 主要的功能是进行参数化的造型设计 ,提供的功能包 括造型设计、曲面设计、建立工程图、零件组合、简单的有限元素分 析、模具设计、电路设计、装配零件设计、加工制造、逆向工程等等。 它采用单一的数据库的设计，有支持同步设计的功能，它包括了下面 几个特性： 1) 3D 造型模型 2) 参数式模型建构 3) 参数式设计 4) 硬件独立 Pro/Engineer 2000i 系统用户界面更简洁，概念更清晰，更符合 工程人员的设计思想与习惯。整个系统建立在统一的数据库上，具有 完整而统一的模型。新增意图管理器 (Intent Manager)3D 注解说明(3D Notes)及贯连组合设计应用 (Top-Down Design)等等. 零件设计装配设计 毕业设计论文 第 16 页 共 27 页 5 5. .3 3 产产品品零零件件数数模模与与工工序序零零件件数数模模的的设设计计 .1 模具上下模座的三维实体造型模具上下模座的三维实体造型 首先，根据所做工艺分析，采用设计好了的模具方案，将模具的 三维实体造型绘出。这步相对来说比较容易。事实上，一个零件的建 模过程实际就是许多个简单特征互相叠加、切割或相交的操作过程。 按照特征的创建顺序，构成零件的特征可分为基本特征和构造特征， 因此，上下模座的实体建模过程由如下几个基本步骤组成： 1、修改系统默认参数，其方法参见冲裁摸的三维设计中的设置 系统文件部分。 2、新建一个零件并命名为： aitao.prt。此时将出现一个new 窗口 菜单。在Type 下面具有多个命令，如： Sketch、Part、Assembly、Manufacturing、Drawing、Format、Report 、Diagram、Layout、Markup 等。下面将对部分功能作简单的介绍。 图 New 窗口图 Sketch：用于绘制二维图形，截面图。 Part： 用于绘制零件实体图、三维曲面等，此时的Sub-type 菜 单下有Solid、Composite、Sheetmetal 三个命令选项。 Assembly:主要用于装配零件。此时的Sub-type 菜单下有 Design、Interchange、Verify、Procss Plan、Nc Mode 等五个命令选项。 Manufacturing：主要做数控加工自动编程，数控加工动态模拟分 析以及设计塑料模，压铸模，过程分析等。此 时的Sub-type 菜单下有Nc Assembly、Nc Part、Nc Expert、CMM、Sheetmetal、Cast、Mold、Diefa ce、Harness、Process Plan 等命令。 Drawing：用于绘制二维图。 Format：制作用于Drawing 绘图的图框。 毕业设计论文 第 17 页 共 27 页 Layout：产品组合规划，有时也称Engineering Notebook。 3、为了后面加特征方便，创建三平面。步骤： Part - Feature - Create - Datum - Plane - Default 。 4、创建上下模座。在Feature 菜单下点选Create 命令，将会出现 FEAT CLASS 菜单此时又有多个命令选项这几个命令在创建三维模型时 经常用到。 Extrude：作拉伸实体用。Revolve：绘旋转体。Sweep：沿 一条空间曲线稍描一个出零件。 Blend：混合截面。Flat：此命令只在 绘曲面时才出现，将在一个平面上几段首尾相连的曲线绘成一个曲面。 Offset：用于通过已存在的平面或曲面扁置一段距离的方法创建平面 或曲面。Copy：拷贝已存在的曲面。 Fillet：创建过渡圆角。 Advanced：用于创建比较复杂的实体，下面还有很多命令菜单，在此 不作介绍。运用Protrusion、Cut 等命令。创建上下模座，如下图。对 于该零件将用Part 下的Solid 作设计如下图: 图 下模座 图图 上模座上模座 5.45.4 根据产品数模绘出凸、凹模根据产品数模绘出凸、凹模 图图 毕业设计论文 第 18 页 共 27 页 5.55.5 将凸、凹模装配到上下模座上将凸、凹模装配到上下模座上 零件装配是检验装配模型中零件之间是否干涉的重要方法，也是 三维实体零件设计的一大特点。现在利用Pro/E 中的assembly 模块将 凸、凹模装配到上下模座上。 、新建一个文件并命名为： assembly01.asm，然后在Type 菜单内 点选assembly，在sub-type 中选择design。如图所示： 图 24 菜单图 2、然后将出现如下的窗口选取Create First Feature，点取ok。 在Feat Class -Solid-Protrusion-Extrude -Solid - - Done 等步骤，创建了一个体积块。如果此时 “SAEVE” ，将可以在 开始创建的工作目录下看到有两个零件，即： xiam.asm 与 shangm.prt。创建的shangm.prt 零件只是一个轮廓，还需要作一些修 改，创建特征。这将要用到Modify 命令。在ASSEMBLY 菜单下选取 Modify。此时有Mod Part、Mod Skel、Mod Subasm、Mod Assem、Mod Dim、Mod Expld 等几个命令选项。这要论清各个命令的 意思。 Mod Part：表示修改装配图中的零件，即对通过component 加进 来零件的修改。可以在原来的特征基础上，加减特征，也可以修改尺 寸。 Mod Skel：用于修改草绘的装配框架。 Mod Subasm：用于修改子装配的尺寸、特征和移动等。 Mod Assem：用于修改当前的装配图。 Mod Dim： 用于修改尺寸、表面粗糙度等。 Mod Expld：用于修改装配图的爆炸零件的相对位置、爆炸状态 等。 毕业设计论文 第 19 页 共 27 页 在ASSEMBLY 菜单Modify 下选取Mod Part，这时又有几个命令选 项，如：Feature 、Modify Dim、Regenerate、Ref Control、Copy From、Global Ref Viewer 等。根据需要，选取Feature，接下来作 shangmj01.prt 零件的其它特征，以达到设计的要求。 3、用component 菜单下的create 命令，在创建的平行的datum 平 面的另一平面上xiam.prt。其设计创建的方法跟创建shangm.prt 类似。 在此不再重述。不过要注意创建特征的方向应符合装配的方向的要求。 4、在前面创建的上下模架基础上，开始设计凸凹模零件、固定 板、垫板、卸料板、挡料零件等，其方法相同。 5、在设计完总装配图后，注意保存。保存后上面创建的子零件 也被保存下来。如果有些零件的部分特征在总装配图中不方便创建， 这时可以打开（open）已保存下来的零件，作相应的修改和创建，已 满足要求。打开的方式有两种。 其一：通过保存总装配图后，利用File 下的Open 打开或用打开 按钮打开。 其二：在总装配图设计状态下，激活目录树（ Model Tree） ，用鼠 标选取要要打开的零件，然后按右键，出现一个命令菜单，点取 Open，此时零件设计窗口就打开了。 采用此方法可以节省装配零件所需的时间，一般不会出现装配的 零件，相互干涉现象。同时在修改零件尺寸形状方便。因为 Pro/E 软件 是采用参数化建模技术。设计对象的结构形状比较定型，用一组参数 来约定尺寸关系，参数与设计对象的控制尺寸有显示对应关系，设计 结果的修改受尺寸驱动。通过修改尺寸来改变形状，达到设计目的。 这是它优于Auto CAD 软件的一个方面。 6、组合技巧 、在进行零件的组合时，最重要的步骤是给定适当的组合形式， 即约束条件。Pro/E 提供了多种方式以进行零件组合。如 Mate、Align、Insert、Tangent 。 、本设计用到Pro/Engineer 中的Assembly 模块，当装配多个 零件时其结构复杂，如没有比较清楚完整的构思，是比较难作好设计 毕业设计论文 第 20 页 共 27 页 的。在这个问题上，我是设置了几个层（层名如： mjia01、luoding） ， 在设计时如某层的零件对当前设计特征不产生影响，就将其隐藏 （blank） 。 、在装配图上装配零件时，为了便于修改零件的特征，尽量利 用在装配图下创建的特征作为装配特征的定位基准，如创建的 datum 平 面。尽量用比较少的零件作为定位的基准，减少父子关系的层次深度。 5.65.6 爆炸图的建立爆炸图的建立 建立爆炸图的步骤如下 : 1) 选择ASSEMBLY 级联菜单中的ExplodeState, 再选择Create 并输入一个名称以建立新的爆 炸图。 2) 完成步骤1)的设定后Pro/Engineer 会自动跳 到Position 级联菜单中如右图所示。 图中各项说明如下: View plane:沿着目前的视角移动所选择的零 组件 Sel Plane:选择一个平面以移动零组件 Entity/Edge:沿零组件的边或基准轴的直线 方向移动组件 Plane Normal:以平面或基准面的法线方向移动零组件 2 Points:选择两个端点或基准点依其连接方向移动零组件 C-sys:选择基准坐标轴做为零组件的移动方向 3) 设定好移动的方向后 ,就是设定移动方式 Translate:定义平移方向后拖拽鼠标直接移动各零组件 Copy Pos:复制某零组件的移动方向及距离来定义其他零组件 在爆炸图中的位置 DefaultExpld:选择此功能再点选一个零组件 ,可以使该零组件 回复到爆炸图预设的位置上 Reset:选此功能再点选一零件 ,可使该零组件回复到未移动前 的位置 毕业设计论文 第 21 页 共 27 页 5 5. .7 7 绘绘制制产产品品工工程程图图 由于 Pro/Engineer 的默认尺寸单位一般为 Inch 1bm Second （Pro/E Default） ，跟我国用的尺寸单位 millimeter Newton Second (MMNS)存在很大的差别。为了使绘图跟我习惯一致，需改单 位。其方法为：在绘图之前，修改当前 文件的内容。将 当前工作目录（Working directory、 、 、 ）改为自己的目录，然后选 取主菜单中的 Utilities Preferences - Edit Config、 、 、然后在出现的窗口中如有 则将其 Open，如没 有则直接按 Open。然后用按 F4 键来增加或修改 文件， 使其有 Pro_unit_Length unit_mm 、Pro_unit_mass unit_kilogram 、Pro_unit_sys MMNS 、Tol_display No 等内 容，并保存到当前目录。用 Load Config、 、 、运用刚才修改的文件。 毕业设计论文 第 22 页 共 27 页 这时可以通过 Feature Set up Units 查看系统默认的单位。 Pro/Engineer 软件有将三维实体图生成二维的功能（ Drawing） ， 以及制边框模块（Format） 。本设计将用到这两个模块。根据建立工程 图，产品设计人员可以加强与其他工作人员间的沟通，提高工作效率。 在Pro/Engineer 中，使用Drawing 模组可以建立三视图、剖面图、细 部放大图等工程图。需要注意的是，由于Pro/Engineer 是建立在单一 数据库架构之下，因此任何对零件的修改会反映在相关的工程图之中。 下面就可以出二维图了。过程为： 1、Format 模块创建图框并保存，名字要具有代表性如： A1、A2、A3、A4 等，这将方便后面在drawing 模块中的调用format 图 框格式，不会因为文件多而不清楚所要调用的格式。 2、利用Drawing 模块出二维图。通过sheets 下的 Format - Add/replace 选取当前的图框，这时图纸边框就画了。 3、为了保险，可以通过查看iso.dtl 文件，看是否尺寸单位符我 国标准。即：Advanced - Draw Set up - modif val 其内容略。 4、生成视图。 、Views - General - Full view - No xsec - Scale(No Scale、Of Surface) - Done 生成父视图。 、View - Projection(Auxiliary、General、Detailed、Revolved) - Full view(Half View、Broken View、Partial View) - Section(No SectionOf Surface) -Done 等命令生成其它子视图。 5、用Show/Erase 显示轴线，同时使轴线按键处于非选中状态 （即不显示轴线） 。利用Dimension 标注尺寸，用Note、Balloon 标注 加工要求、注译、指引线等，用Surf Finish 标注表面粗糙度等。一 般的，通过Dimension 标出的尺寸其上下偏差离设计要求有差别，可 通过Detail Modify Dimension 来修改上下偏差。用Detail Modify Xhatching 修改剖面线。用Detail 下的Move、Move Text、 毕业设计论文 第 23 页 共 27 页 Switch View、Flip Arrows 等命令来修改尺寸、文本、箭头 . 图 图 6、标题栏。 Table - Create - Ascending - Leftward - By Length ， 此时将有提示，选取图框的右下角的交点作为表格的起点。 然后依次输入数据。用Table 下的Modify Table、Enter Text、Mod Rows/Cols、Move 等命令修改表格。 7、存盘并转换为Auto CAD 图做余下的整理工作。 由于以前的Pro/E- ngineer 版本均无汉字模块，不能输入中文汉 字。所以在出二维图时需要通过其他软件来补充文本标题栏中的文字。 鉴于目前的条件，我利用了Pro/Engineer 中的数据接口命令即File - Export - Model ，将会出现Export 菜单，有 IGES、DXF、DWG、SET、CGM、STEP 等命令，点取DWG 命令，给图形处 一个名字，这时就可以生成Auto CAD 图形。但在中文版的Pro/E 中 Pro/Drawing 出好的工程图，例如标题栏、标注说明等用到中文。转 换时不能直接转成DWG 格式，应先转成DXF 格式（这样在ACAD 中文字 就不会成为一个图块） ，再用AutoCAD 打开这个DXF 文件，这时此ACAD 毕业设计论文 第 24 页 共 27 页 文件字体风格是纯英文字符，用Style 指令来改变字体风格，采用BIG FONT，选一种较为合适的中文字体（建议采用SYFS.SHX 字体） ，然后应 用，此时Pro/E 中标的中文字全部显示出来。 毕业设计论文 第 25 页 共 27 页 总总 结结 本论文主要介绍运用Pro/Engineer 进行三维设计