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摘 要：模具成型方法广泛运用于工业产品的设计中，利用PRO/E进行塑料模具设计可大大提高生产效率和产品质量。介绍了PRO/E软件及其应用情况，然后以PRO/E4.0为例对小车车身模具进行设计，给出了设计步骤和具体方法。
关键词：PRO/E；计算机辅助设计；塑料模具
近十年来，我国加工制造业发展迅速，模具行业每年以15%左右的速度增长。模具成型工艺相比传统的切削加工工艺，大大提高了生产效率，并且生产精度高，质量有保证，节省材料，经济效益好。因此，模具成型方法广泛应用于机械，电子电器，仪表仪器，交通和国防工业中。模具已经成为工业上进行大批量、规模化生产的重要手段，对于缩短生产周期、快速占领市场，以及新产品开发都具有重要意义。
计算机辅助设计的大量运用使模具设计变得越来越方便，越来越多的零件采用pro/E软件进行模具设计。Pro/E是模具设计中使用最广泛，最实用的软件，设计人员使用Pro/E可以根据零件参数图和工艺要求，使用CAD模块对零件实体造型，然后利用模具设计模块，对零件进行模具设计。
一、PRO/ENGINEER 简介
Pro/E是美国参数技术公司（PTC）研发的三维CAD、CAM软件系统。在产品信息模型方面，Pro/E把所有的功能模块建立在统一的数据结构上，提供了所有工程项目之间的全关联，真正实现了CAD/CAE/CAM的有机集成，功能强大，是现今最成功的CAD/CAM软件之一。利用它可以进行零件设计、产品装配、铂金件设计、模具设计、逆向造型优化设计等。国内的许多大学都选用Pro/E为其研究开发的基础软件。尤其在模具设计中占有重要地位。
二、PRO/E 在塑料模具设计中的应用
下面以PRO/E4.0为例对小车车身模具进行设计，模型如图1所示，其主要设计步骤如下：
图1车身产品模型图 图2浮动参照模型窗口和菜单
图3参照零件布局结果
1.参照零件布局
在PRO/E4.0工作界面，调出“模具型腔”对话框后，输入模具型腔的名称，本例设为“cheqiang”，选择“mmns_mfg_mold”模板，进入模具设计模块。然后进行模具型腔布局设置。在选择零件后，创建参照模型。在参照模型窗口中的“坐标系类型”选项，如图2所示。选择“标准”命令，在浮动窗口中选择坐标系CSO，然后完成参照模型如图3所示。
2.设置收缩率
收缩率即产品的缩水率，会直接影响到产品的尺寸，在分模之前都需要进行设置产品的收缩率。
单击“模具制造”工具栏上的“按比例收缩”按钮，在弹出的“按比例收缩”对话框中选择“1+S”收缩率公式，选中参照模型中的坐标系PRT_CSYS_DEF，在“收缩率”文本框中输入收缩参数，本例设置为0.005，完成全部零件的收缩率设置。
3.创建工件
选择MOLD_DEF_CSYS坐标系作为模具原点，选择“标准矩形”，单位为mm，接受默认的工件名称，在“统一偏距”文本中输入50，在图形区显示各方向尺寸边界。在“整体尺寸”区的“X，Y，+Z型腔，-Z型腔”文本框中输入数据，完成工件的设置。
4.创建分型面
进入分型面创建方式，在图形区遮蔽工件。选择如图4所示的参照模型内表面为种子面，所选定的曲面呈红色。然后“粘贴”操控板。选择如图5所示的面为第一组边界面（实体所有端面），然后旋转视图，选择如图6所示的实体内表面作为第二组边界面（圆柱内孔表面）。选择“排除曲面并填充孔”，完成复制曲面的创建。
图4选择种子面 图5选择第一面组 图6选择第二面组
选择下拉菜单中“视图”，“可见性”，“着色”命令，可以看到创建的复制曲面，如图7所示。选择如图8所示的分型面边链，在“延伸”操控板中，选择工件的侧面为截止面，完成延伸，同时重复该步骤，分别延伸其他的3个侧面，完成分型面的创建。
图7复制的曲面 图8选择延伸对象
5.分割体积块
在图形区选择上一步所创建的分型曲面作为分割曲面，单击“选取”和“分割”中的“确定”按钮。并在“属性”对话框中的“名称”文本框中分别命名，创建体积块。
6.抽取模具原件
单击“模具制造”工具栏上的“模具元件”按钮，在“创建模具元件”对话框中单击“选择全部体积块”按钮，选择所有的模具体积块，完成模具元件抽取。
7.浇注系统
单击右键“模具”菜单中的“特征”，“型腔组件”，“实体”，“切减材料”，“旋转实体/完成”命令。在“旋转”操控面板中的图形窗口中单击鼠标右键，选择“定义内部草绘”命令，打开“草绘”对话框。选取基准平面“MOLD_FRONT”为草绘平面，系统将自动选择基准平面“MOLD_RIGHT”为“右”参照平面。然后进入草绘模式，绘制图二位截面，返回“旋转”操控板，完成主流道创建。
8.铸模与开模仿真
执行“铸模”菜单的“创建”命令，并在消（下转第281页）（上接第279頁）息区的文本框中输入名称为zhumo，完成填充。单击“模具制造”工具栏上的“开模仿真”按钮，选择菜单“定义间距”，“定义移动”命令，选择凹模。选择如图9所示的表面为移动方向，在“消息区”输入移动距离为300，重复上述步骤，选择如图10所示的凸模和移动方向平面。并输入移动距离为-200。选择“模具孔”，“定义间距”，“完成”，完成开模仿真，如图11所示。
图9选择移动元件和方向 图10选择移动元件和方向
图11开模仿真结果
参考文献：
[1]葛友华.CAD/CAM技术[M].2版.北京：机械工业出版社，2013.5
[2]刘宝聚. CAD/CAE在注塑模具设计中的应用[J].科技传播，2014.9.
[3]李学峰.塑料模具设计及制造[M].2版.北京：机械工业出版社.2013
关键词：PRO/E；计算机辅助设计；塑料模具
近十年来，我国加工制造业发展迅速，模具行业每年以15%左右的速度增长。模具成型工艺相比传统的切削加工工艺，大大提高了生产效率，并且生产精度高，质量有保证，节省材料，经济效益好。因此，模具成型方法广泛应用于机械，电子电器，仪表仪器，交通和国防工业中。模具已经成为工业上进行大批量、规模化生产的重要手段，对于缩短生产周期、快速占领市场，以及新产品开发都具有重要意义。
计算机辅助设计的大量运用使模具设计变得越来越方便，越来越多的零件采用pro/E软件进行模具设计。Pro/E是模具设计中使用最广泛，最实用的软件，设计人员使用Pro/E可以根据零件参数图和工艺要求，使用CAD模块对零件实体造型，然后利用模具设计模块，对零件进行模具设计。
一、PRO/ENGINEER 简介
Pro/E是美国参数技术公司（PTC）研发的三维CAD、CAM软件系统。在产品信息模型方面，Pro/E把所有的功能模块建立在统一的数据结构上，提供了所有工程项目之间的全关联，真正实现了CAD/CAE/CAM的有机集成，功能强大，是现今最成功的CAD/CAM软件之一。利用它可以进行零件设计、产品装配、铂金件设计、模具设计、逆向造型优化设计等。国内的许多大学都选用Pro/E为其研究开发的基础软件。尤其在模具设计中占有重要地位。
二、PRO/E 在塑料模具设计中的应用
下面以PRO/E4.0为例对小车车身模具进行设计，模型如图1所示，其主要设计步骤如下：
图1车身产品模型图 图2浮动参照模型窗口和菜单
图3参照零件布局结果
1.参照零件布局
在PRO/E4.0工作界面，调出“模具型腔”对话框后，输入模具型腔的名称，本例设为“cheqiang”，选择“mmns_mfg_mold”模板，进入模具设计模块。然后进行模具型腔布局设置。在选择零件后，创建参照模型。在参照模型窗口中的“坐标系类型”选项，如图2所示。选择“标准”命令，在浮动窗口中选择坐标系CSO，然后完成参照模型如图3所示。
2.设置收缩率
收缩率即产品的缩水率，会直接影响到产品的尺寸，在分模之前都需要进行设置产品的收缩率。
单击“模具制造”工具栏上的“按比例收缩”按钮，在弹出的“按比例收缩”对话框中选择“1+S”收缩率公式，选中参照模型中的坐标系PRT_CSYS_DEF，在“收缩率”文本框中输入收缩参数，本例设置为0.005，完成全部零件的收缩率设置。
3.创建工件
选择MOLD_DEF_CSYS坐标系作为模具原点，选择“标准矩形”，单位为mm，接受默认的工件名称，在“统一偏距”文本中输入50，在图形区显示各方向尺寸边界。在“整体尺寸”区的“X，Y，+Z型腔，-Z型腔”文本框中输入数据，完成工件的设置。
4.创建分型面
进入分型面创建方式，在图形区遮蔽工件。选择如图4所示的参照模型内表面为种子面，所选定的曲面呈红色。然后“粘贴”操控板。选择如图5所示的面为第一组边界面（实体所有端面），然后旋转视图，选择如图6所示的实体内表面作为第二组边界面（圆柱内孔表面）。选择“排除曲面并填充孔”，完成复制曲面的创建。
图4选择种子面 图5选择第一面组 图6选择第二面组
选择下拉菜单中“视图”，“可见性”，“着色”命令，可以看到创建的复制曲面，如图7所示。选择如图8所示的分型面边链，在“延伸”操控板中，选择工件的侧面为截止面，完成延伸，同时重复该步骤，分别延伸其他的3个侧面，完成分型面的创建。
图7复制的曲面 图8选择延伸对象
5.分割体积块
在图形区选择上一步所创建的分型曲面作为分割曲面，单击“选取”和“分割”中的“确定”按钮。并在“属性”对话框中的“名称”文本框中分别命名，创建体积块。
6.抽取模具原件
单击“模具制造”工具栏上的“模具元件”按钮，在“创建模具元件”对话框中单击“选择全部体积块”按钮，选择所有的模具体积块，完成模具元件抽取。
7.浇注系统
单击右键“模具”菜单中的“特征”，“型腔组件”，“实体”，“切减材料”，“旋转实体/完成”命令。在“旋转”操控面板中的图形窗口中单击鼠标右键，选择“定义内部草绘”命令，打开“草绘”对话框。选取基准平面“MOLD_FRONT”为草绘平面，系统将自动选择基准平面“MOLD_RIGHT”为“右”参照平面。然后进入草绘模式，绘制图二位截面，返回“旋转”操控板，完成主流道创建。
8.铸模与开模仿真
执行“铸模”菜单的“创建”命令，并在消（下转第281页）（上接第279頁）息区的文本框中输入名称为zhumo，完成填充。单击“模具制造”工具栏上的“开模仿真”按钮，选择菜单“定义间距”，“定义移动”命令，选择凹模。选择如图9所示的表面为移动方向，在“消息区”输入移动距离为300，重复上述步骤，选择如图10所示的凸模和移动方向平面。并输入移动距离为-200。选择“模具孔”，“定义间距”，“完成”，完成开模仿真，如图11所示。
图9选择移动元件和方向 图10选择移动元件和方向
图11开模仿真结果
参考文献：
[1]葛友华.CAD/CAM技术[M].2版.北京：机械工业出版社，2013.5
[2]刘宝聚. CAD/CAE在注塑模具设计中的应用[J].科技传播，2014.9.
[3]李学峰.塑料模具设计及制造[M].2版.北京：机械工业出版社.2013