模具PROE文獻(xiàn)綜述

1、基于PROE在模具設(shè)計中的應(yīng)用摘要：在模具設(shè)計的發(fā)展歷史中，設(shè)計手段從最初的手工繪圖到到現(xiàn)在的廣泛的使用計算機(jī)輔助設(shè)計來進(jìn)行，并且以后還會有更先進(jìn)的設(shè)計手段出現(xiàn)。計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)已在制造業(yè)中廣泛應(yīng)用，其中以機(jī)床、汽車、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，一個產(chǎn)品的設(shè)計過程要經(jīng)過概念設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化、仿真模擬等幾個主要階段。同時，現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)將并行工程的概念引入到整個設(shè)計過程中，在設(shè)計階段就對產(chǎn)品整個生命周期進(jìn)行綜合考慮。當(dāng)前先進(jìn)的計算機(jī)輔助設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)將設(shè)計、繪圖、分析、仿真、加工等一系列功能集成于一個系統(tǒng)內(nèi)?，F(xiàn)在較常用的軟件有UG II、I-DEAS、

2、CATIA、PRO/E、Euclid等計算機(jī)輔助設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)，這些系統(tǒng)主要運(yùn)行在圖形工作站平臺上。在PC平臺上運(yùn)行的計算機(jī)輔助設(shè)計應(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)計課題中的部分應(yīng)用關(guān)鍵詞：PROE介紹、模具設(shè)計1. PROE軟件簡介及在模具設(shè)計過程中的優(yōu)點(diǎn)：1.1 Pro/ENGINEER軟件簡介：本次設(shè)計是利用用Pro/E軟件完成的。1985年，PTC公司成立于美國波士頓，開始參數(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)計和機(jī)械設(shè)計等方面的多項功能，還包括對大型裝配體的管理、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、實體零件及組裝造型，三維上色實體或線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，放大或縮小和旋轉(zhuǎn)） Pro/Engineer是一個功能定義系統(tǒng)，即造型是通過各種不同的設(shè)計專用功能來實現(xiàn)，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slo

4、ts）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用這種手段來建立形體，對于工程師來說是更自然，更直觀，無需采用復(fù)雜的幾何設(shè)計方式。這系統(tǒng)的參數(shù)比功能是采用符號式的賦予形體尺寸，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，任何一個參數(shù)改變，其也相關(guān)的特征也會自動修正。這種功能使得修改更為方便和可令設(shè)計優(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，這都是通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式來實現(xiàn)，用戶更可

5、配上Pro/Engineer軟件的其它模塊或自行利用 C語言編程，以增強(qiáng)軟件的功能。它在單用戶環(huán)境下(沒有任何附加模塊)具有大部分的設(shè)計能力，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)計過程中的優(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)品開發(fā)過程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個設(shè)計中，同時自動更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。在模具圖的繪制過

6、程中全相關(guān)性鼓勵在開發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，卻沒有任何損失，并使同時進(jìn)行設(shè)計工作成為可能，這能夠使開發(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)計工作效率。基于特征的參數(shù)化造型：Pro/ENGINEER使用用戶熟悉的特征作為產(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)計疊代，實現(xiàn)模具開發(fā)。 數(shù)據(jù)管理：加速投放市場，需要在較短的時間內(nèi)開發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實現(xiàn)這種效率，必須允許多個學(xué)科的工

7、程師同時對同一產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開發(fā)研制，正是專門用于管理并行工程中同時進(jìn)行的各項工作，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的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對齊”等很容易的把模具裝配起來，同時保持設(shè)計意圖。高級的功能支持大型復(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：菜單以直觀的方式聯(lián)級出現(xiàn)，提供了邏輯選項和預(yù)先選取的最普通選項，同時還提供了簡短的菜單描述和完整的在線幫助，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、零件級進(jìn)沖裁模設(shè)計，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)計及運(yùn)動仿真，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)計知識和PROE軟件，初步完成凹模凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計作為舉例說明。數(shù)據(jù)和零件如圖所示：2.1凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計采用矩形板結(jié)構(gòu)，并直接通過螺釘、銷、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)計成近似于刃口輪廓的簡化形狀）。凹模尺寸計算如下：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，選取與計算值相近似的標(biāo)準(zhǔn)凹模板輪廓尺寸為L=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，并用銷釘定位。固定時，要保證螺孔間、螺孔與銷孔間及螺孔或銷孔與凹模刃口間的距離不能太近，否則會影響模具壽命，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，當(dāng)螺孔中心到凹模外緣等距時，孔中心到外緣距離為15mm 銷孔中心到凹模板外緣尺寸 圓柱銷孔中心到凹模板外緣尺寸的距離應(yīng)保證打入圓柱銷時孔壁最薄處不產(chǎn)生變形。因此銷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、銷松動，使定位不精確，嚴(yán)重時可能脹裂銷孔，查表得到，銷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)畫出3維圖2.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計 為了保證凸模能夠正常工作，設(shè)計任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都必須滿足如下三原則。 1.防轉(zhuǎn)動 對于一些截面比較簡單的凸模，例如長方形、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程中不發(fā)生轉(zhuǎn)動，否則將會損壞模具，當(dāng)然圓形模具不存在這個問題。2.精確定位 凸模在固定板上的工作過程中其軸線不允許發(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)重時可造成模具損壞。&#

12、160;3防止拔出 回程時，卸料力對模具產(chǎn)生拉力作用，可能造成凸模從固定板中拔出來，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要防止這一狀況發(fā)生綜述上所述并通過對零件的分析，由于零件上有5個孔，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)做成圓滑過渡的階梯型，采用鉚接的方式固定。并以此畫出模具三維圖：2.3小結(jié)：上述凸凹模設(shè)計的PROE軟件提供了很多的幫助，例如凹模設(shè)計一些計算方面的錯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)計中，甚至可以直接在PROE軟件中進(jìn)行，既能直觀的發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的問題，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，一個產(chǎn)品的設(shè)計過程要經(jīng)過概念設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化、仿真模擬等幾個主要階段。同時，現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)將并行工程的概念引入到整個設(shè)計過程中，在設(shè)計階段就對產(chǎn)品整個生命周期進(jìn)行綜合考慮。當(dāng)前先進(jìn)PRO/E已經(jīng)將設(shè)計、繪圖、分析、仿真、加工等一系列功能集成于一個系統(tǒng)內(nèi)。本文就PRO/E在模具設(shè)計中的優(yōu)勢和本次課題中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述和舉例說明，因為PRO/E具有單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化設(shè)計的特點(diǎn)，使其能夠體現(xiàn)除三維軟件的優(yōu)勢。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)計中我得到了充分的認(rèn)識。同時自己的三維造型能力得到了

14、提升。但在對模具設(shè)計的部分學(xué)習(xí)還有一些欠缺。這方面一定要加強(qiáng)，以提升自己的競爭力。通過本文的闡述及探討，充分體現(xiàn)了PRO/E在機(jī)械設(shè)計方面的應(yīng)用價值及應(yīng)用前景，及發(fā)展趨勢，應(yīng)引起設(shè)計相關(guān)方面人士的注意。參考文獻(xiàn)1胡兆國、楊金鳳、冷禎龍.基于ProE基本模塊的沖壓模具設(shè)計研究J.模具技術(shù),20132肖祥芷主編.中國模具設(shè)計大典第三卷.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中文版動態(tài)機(jī)構(gòu)設(shè)計與仿真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程J.工程技術(shù),20135孫小撈. PRO/ENGINEER Wildfire 2.0中文

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