6-ProENGINEER与MasterCAM在模具设计加工中的应用

Pro/ENGINEER与MasterCAM在模具设计、加工中的应用龙岩市职业技能学院李镇山中国进入WTO以后，机械行业的设计与加工技术也得到了空前的发展，中国逐渐成为全世界的制造工厂。同时随着模具工业基础设施的完善，产品更新换代的加速及产品品质要求的不断提升，对模具设计提出了更高的要求，这时我们就不得不审视传统的模具设计与加工方式。新兴的CAD/CAM软件技术为核心的CIMS（计算机集成制造系统）正适应了现代模具设计和制造的发展。其中以Pro/ENGINEER软件特有的“全相关参数化设计”及“单一数据库”为设计理念的优点和在产品设计中的良好表现，使其在模具设计行业中被广泛应用。而MasterCAM又具有良好的的性价比、安全可靠的加工性能、广泛的对接功能、可编程的后处理器和较好的机床适应性，使其在模具加工环节中也被广泛使用。把两者有机的结合，用Pro/ENGINEER进行模具设计，而后转到MasterCAM中进行模拟加工和出加工程序，是目前模具行业中普遍的工作模式。下面以旋钮开关的模具设计与加工为实例，进行简要的阐述。一、旋钮开关模具设计与加工如图1所示旋钮开关为对象，在Pro/ENGINEER系统中进行三维造型、模具的设计及在MasterCAM系统中进行模具的加工。（图1）二、Pro/ENGINEER系统下进行产品的三维造型在进行旋钮开关模具设计与加工之前，首先应用Pro/ENGINEER软件下的“零件”模块对产品进行三维造型设计，首先分析产品整体的技术要求，分别应用旋转、草绘曲线、镜像、边界混合曲面、实体化、倒圆角、抽壳等命令完成此产品的三维设计。具体操作过程在这里不再详述，操作流程如图2所示。（图2）三、Pro/ENGINEER系统下进行产品的模具设计旋钮开关造型完成后，利用Pro/ENGINEER系统下的制造／模具型腔模块进行模具组件设计，包括参考模型的布局、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、铸模和开模几大部分。操作流程如下：1、模具模型→装配→参照模型→选取已设计的旋钮开关造型→元件的装配2、模具模型→创建→工件→自动或手动→产生毛坯工件3、收缩→设置收缩率4、分型面→创建→增加→着色或裙边（此旋钮开关可直接采用着色命令或裙边命令完成分型面的设计。其中采用裙边命令创建分型面过程时，必须创建分型曲线，可通过“插入基准曲线”命令中的“侧面影像”来完成）。如图3所示。着色命令产生的分型面裙边命令产生的分型面（图3）5、模具体积快→分割→分割所有工件为两个体积块6、模具元件→抽取→抽取分割出的两个体积块（凸模XN1和凹模XN2）操作流程如图4所示。（图4）7、铸模→创建8、开模→定义间距9、完成模具的凹凸模如图5所示。凹模凸模（图5）四、Pro/ENGINEER与MasterCAM之间的IGES数据转换模具设计完成后，将凹、凸模文件转换成为IGES格式文件，然后由MasterCAM读入凹、凸模文件进行加工。IGES是InitialGraphicsExchangeStandard（初始化图形交换标准）的缩写，是美国20世纪70年代末开发的，对美国工业贡献很大，被美国和其它一些工业国家广泛应用，至今仍是影响最大、使用最广泛格式之一，被许多CAD系统作为标准文件格式。其格式比其它格式复杂很多，所以适合较复杂图形的转换，支持曲线、曲面（最擅长复杂曲面）及一定复杂程度的实体等。1、从Pro/ENGINEER系统转出IGES数据文件：在Pro/ENGINEER系统下打开凹模文件选择菜单栏中的文件→保存副本，在“类型”栏选择“IGES”格式。使用上述同样的方法转出凸模IGES曲面。2、在MasterCAM系统转入IGES数据文件：①转入凹模IGES数据文件，File→Converters→IGES→Readfile→OK如图6所示。（图6）②对凹模IGES数据文件进行坐标处理，单击侧视图构图面按钮，Xform→Rotate→All→Entities→Done→Origin如图7所示。输入旋转角度（图7）对凹模IGES数据文件进行坐标处理后如图8所示。（图8）③使用上述同样的方法对凸模IGES数据文件进行坐标处理，注意旋转角度的变换。对凸模IGES数据文件进行坐标处理后如图9所示。（图9）五、MasterCAM系统下进行旋钮开关的凹、凸模加工1、旋钮开关的凹模加工主要包括加工坯料、对刀点、加工范围的确定，规划曲面放射粗加工刀具路径、规划曲面平行粗加工刀具路径、规划曲面放射精加工刀具路径等内容。如图10所示。(图10)2、旋钮开关的凸模加工主要包括加工坯料、对刀点的确定，规划曲面放射粗加工刀具路径、规划曲面放射精加工刀具路径、2D轮廓加工等内容。如图11所示。(图11)六、结束语本文以旋钮开关为实例，简要的阐述了用Pro/ENGINEER系统进行三维造型及模具设计，而后转到MasterCAM系统中进行模拟加工的过程。在实际的设计、生产过程中，应充分的挖掘、利用CAD/CAM／CAE等各类软件的优点，使其得到一个有效的整合，达到最大限度的减少生产成本。