基于ProE与CimatronE软件的模具设计与加工

模具设计

第３１卷第０７期

煤矿机械

Ｖ０１．３１Ｎｏ．０７２０１０年０７月

ＣｏａｌＭｉｎｅＭａｃｈｉｎｅｒｙ

Ｊｕｌ．２０１０

基于Ｐｒｏ／Ｅ与ＣｉｍａｔｒｏｎＥ软件的模具设计与加工

郭敏．李森

（廊坊职业技术学院，河北廊坊０６５０００）

摘要：介绍了Ｐｒｏ／Ｅ在模具设计中的应用及ＣｉｍａｔｒｏｎＥ环境下的ＣＡＭ实现。通过应用实例。阐述了Ｐｒｏ／Ｅ的模具设计流程，并运用ＣｉｍａｔｒｏｎＥ进行了加工刀路设计，模拟其加工过程。

关键词：Ｐｒ０／Ｅ；ＣｉｍａｔｒｏｎＥ；模具加工；模具设计

中图分类号：ＴＧ７６文献标志码：Ｂ文章编号：１００３—０７９４（２０１０）０７—０１１４—０３

Ｍｏｌｄ

ＤｅｓｉｇｎａｎｄＭａｃｈｉｎｉｎｇ

ｏｆ

Ｍａｃｈｉｎｅ

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Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｌａｎ出ｎｇ０６５０００，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＰＩ吲，ＥｉｎｔｈｅｍｏｌｄｄｅｓｉｇｎａｎｄＣＡＭｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎＣｉｍａｔｒｏｎＥｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅ

ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｅｘａｍｐｌｅｓ

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基于Ｐｒｏ／Ｅ的模具设计

个：模具设计模块、模座设计模块、塑料顾问模块，在Ｐｒｏ／Ｅ中与注塑模具有关的的主要模块有３

模具设计模块主要进行模具设计与分析．在该模孔。如果加＿Ｔ另一种型号的柱头，只需将西：定位座１０通过紧定螺钉９固定在咖。定位座６上就可以操作。

围３柱头盲孔钻胎夹具

１．扳手２．螺杆３．压板４．工件５．挡板６．击．定位座７．螺钉８．

圈２

ＤＷ单体液压支柱柱头系列横孔钻胎

床身９．紧定螺钉１０．籼定位座

１、２．工件３．定位套４．钻横套５．底座６．床身７．销８．螵栓

３结语

２双钻头粗钻盲孔胎具

此胎具粗钻柱头的横孔、盲孔，不但装卸简单．（１）胎具结构

而且用动力头双钻头同时加工２件柱头．调整一下为了粗钻如图ｌ所示的２－４，３８盲孔．用同一胎具还可以加工不同型号的柱头，即“一胎多用”。台动力头机床．只要把如图２所示的胎具卸下．安通过使用得到了好的效果．并且节省了大量的人力装如图３所示的连接方式，其母，定位座６和图２所和物力，大大提高了劳动效率。

示的底座５用同样的方法固定在动力头机床上．在参考文献！

底座后端焊上挡板５，挡住工件给以定位，再把螺杆［１］谢琪．机床夹具设计的技巧［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９９．旋人毋。定位座６上，压板３通过扳手１来调整高度［２］刘永喜，乔立红．基于成组技术的夹具快速配置研究［Ｊ］．先进制

来压紧工件。

造工艺技术．２００７（２４）２９—３２．

（２）ＩＥ件装卸和加工

［３］张爱云．简易钻孔夹具二则［Ｍ］．北京：机械工业出版社．１９９７．

作者简介：戚春花ｆ１９６３一），黑龙江鸡西人，中专，毕业于吉林由图３所示同时可以装上２件同一种型号的省燎原煤校机械化专业．现从事煤矿机械制造设计工作．研究方向：

工件（柱头）．通过扳手调整螺杆压紧工件就可以进

行操作了，同样一次可粗钻２件工件（柱头）的盲

堡！塑塑型垄！皇三倦—：ｓｕｏ—ｚｈａｎｗｕ一＠１．．６３．ｃｏｍ一．

责任编辑：于秀文收稿１５ｔ期：２０１０－０１—２９

一１１４一

模具设计

第３１卷第０７期

董王Ｐ螂与ＣｉｍａｔｒｏｎＥ软件的模具设计与加工——郭

由坯料中封闭曲面组成。

（６）抽取模具元件

敏，等

Ｖ０１．３１Ｎｏ．０７

块中．用户可以创建、修改和分析模具元件及其组件，是模具设计的关键模块。下面介绍利用模具设计模块（Ｐｒｏ／ＭｏｌｄＤｅｓｉｇｎ）设计模具的一般流程。

（１）建立设计模型（零件）

模具设计模型（零件）通常代表产品设计者对其最终产品的构想．设计模型一般在Ｐｒｏ／Ｅ的零件或装配模块环境中提前建立。简单零件通过基础特征命令来完成（如拉伸、切除等），复杂零件需要高级特征命令和曲面方法创建。图ｌ为建立的零件外

壳模型。

在Ｐｒｏ／Ｅ模具设计中．模具元件是通过用实体材料填充以前定义的模具体积块来实现的．称为抽取。完成抽取后，模具元件就成为普通的Ｐｒｏ厄零件模型．在零件模块中可以打开．并能为模具元件增加新的特征（如倒角、圆角、拔模等），还能被Ｐｒｏ／ＮＣ模块（Ｐｒｏ／Ｅ的加工模块）调用完成数控加工。

（７）定义开模

通过定义模具开启，可以进行模具分模检查．以便发现模具元件在开模时是否与其他模具元件发生相互干涉．以确认模具在分模过程中能否正常开模。开模仿真如图３所示。

图１零件外壳模型

（２）创建模具模型

模具模型主要包括参考模型和坯料两部分．参考模型是设计模型的参照．它源于设计模型．坯料表示直接参与熔料成形的模具元件的总体积。在Ｐｒｏ／Ｅ新建命令下文件类型选择制造．子类型选择模具型腔，再将原设计模型装配至模具模型中．使之成为模具设计的参照模型。最后通过创建工件命令定义坯料．坯料可以理解为模具毛坯。

（３）设置收缩率

注射件从模具中取出后．由于温度及压力的变化会产生收缩现象．为补偿铸件体积收缩带来的误差．Ｐｒｏ／Ｅ提供了收缩率功能。通过设置适当的收缩率来补偿收缩误差。以获得理想铸件．此处零件外壳参照模型的收缩率设置为０．０６％。

（４）创建模具分型面

分型面的设计在模具制造中至关重要．它直接关系到最终零件的质量及脱模难易和创造成本。

图３模具开模仿真

２基于ＣｉｍａｔｒｏｎＥ的模具数控加工

ＣｉｍａｔｒｏｎＥ是业界公认的最优秀的ＮＣ加工软件之一。它可以满足一般加工所需的各项功能．具有人性化、智能化、刀路计算快和ＮＣ文件短等特点．本文用ＣｉｍａｔｒｏｎＥ对零件外壳凸模进行加工模拟和数控编程．操作流程如下。

（１）导人模型

用ＣｉｍａｔｒｏｎＥ８．５打开创建的零件外壳凸模文

件，在菜单栏选择【文件】／【输出】／【到加工】，进入编

程模块．完成数据输入。因为这２种软件坐标系不同。需要对模型的坐标系进行处理．一般选择激活的坐标系命令进行相关转换即可解决问题。导入的零件模型图略。

（２）生成加工轨迹

选择合理的数控加工方法．生成加工轨迹是数控编程的关键。ＣｉｍａｔｒｏｎＥ８．５提供了粗加工平行铣．粗加工环形铣、二次开粗加工、精铣所有、角度精铣、开放轮廓铣、封闭轮廓铣、局部精细加工铣等多种曲面粗、精加工方法。根据零件外壳凸模外形特点．采用粗加工环行铣、二次开粗和精铣水平区域、精铣所有相结合的方式来编制程序。整个刀具路径

设置过程：

Ｐｒｏ／Ｅ中分型面的创建基本有３种方法：①在模具设计模块中创建；②在装配模块中创建；③在零件

模块中创建。根据本零件特征．本例采用在模具设计模块中采用“侧面影像曲线”命令创建分型面。图２所示为外壳分型面。

图２分型面

（５）构建模具元件的体积块

利用前面创建的分型面将工件分成上、下２个体积块。通常运用分割命令将工件拆分成各个体积

①粗加工环行铣

由于模具材料一般采用模具钢、耐热钢等高合

块．即所谓的拆模。模具的体积块没有实体材料，它金钢．钢材硬度较大，所以选用４，２０ｈｉｍ的可转位圆

一１１５～

模具设计

Ｖ０１．３１Ｎｏ．０７

基于Ｐｒｏ／Ｅ与ＣｉｍａｔｒｏｎＥ软件的模具设计与加工——郭

敏．等第３１卷第０７期

鼻刀进行粗加工环行铣削．用于切除凸模上大部分底面余量／ｍｍ

０．０５

余量．切削参数：

⑤根据角度精铣

主轴转速／ｒ ｍｉｎ一１１２００为保证零件曲面质量采用４，１０刀进行角度精进给速度／／ｒ ｍｉｎ一１４００铣。切削参数：

侧面余量／ｍｍ

０．８主轴转速／ｒ ｒａｉｎ一１

２５００垂向步进／ｍｍ

０．５进给速度／ｒ ｍｉｎ－１４００侧向步进／ｍｍ１２侧面余量／ｍｍ０底面余量／ｍｍ０．４

垂向步进／ｍｍ０．２②二次开粗

侧向步进／ｍｍ

０．５为了保证模具表面加工质量．选取咖ＩＯＲＯ．４ｍｍ

底面余量／ｍｍ

０

可转位圆鼻刀二次开粗．进行半精加工，根据刀具、

完成所有加工后．可得到零件凸模加工轨迹图工件材料和加工类型确定切削参数：

（略）。

主轴转速／ｒ ｒａｉｎ—Ｉ１８００⑥模拟仿真加工

进给速度／ｒ ｍｉｎ。１４００利用ＣｉｍａｔｒｏｎＥ８．５高级仿真功能对生成的加工侧面余量／ｍｍ０．２轨迹进行仿真模拟．主要检查在加工过程中是否出垂向步进／ｍｍ０．６现加工轨迹不合理、加工表面不光滑、是否有过切侧向步进／ｍｍ６等现象，如果出现以上错误，需重新定义刀具、切削底面余量／ｍｍ参数及加工方法，直到加工错误解决为止。图４为０．２

仿真加工结果。

③精铣水平区域

由于凸模平坦区域面积较大．为提高底面加工质量，选用咖１０ⅡＨｎ可转位圆鼻刀进行精铣，切削参数：

主轴转速／ｒ ｒａｉｎ－１２５００进给速度／ｒ ｍｉｎ一１５００图４模具加工仿真效果图

侧面余量／ｍｍ０．２⑦生成数控加工代码

垂向步进／ｍｍ０．４ＣｉｍａｔｒｏｎＥ８．５后置处理模块可和多种数控系统侧向步进／ｍｍ６兼容．在完成仿真加工后．可根据机床数控系统类底面余量／ｍｍ

０．１

型，通过后置处理程序来生成相应数控程序。

④精铣所有曲面

参考文献：

根据零件凸模型腔精加工要求，采用西８球刀［１］张生芳，郭婷妮，沙智华．基于Ｐｒｏ／Ｅ注塑模参数化设计关键技术

进行精铣所有曲面。切削参数：

［Ｊ］．机械设计与制造，２００９（８）：５２—５４．

［２］刘小元．基于Ｐｒｏ／Ｅ的齿轮注塑模设计系统的研究［Ｄ］．太原：太

主轴转速／ｒ．ｍｉｎ一１

３０００原理工大学．２００６．进给速度／ｒ．ｍｉｎ一１６００［３］陈垂根．ＣｉｍａｔｒｏｎＥ软件在注射模加工中的应用技巧［Ｊ］．模具制

侧面余量／ｍｍ造．２００９（４）：１７—１９．

０．０２

作者简介：郭敏（１９８１一）。河北廊坊人，讲师，硕士研究生，研究

垂向步进／ｍｍ０．４方向：机械制造．电子信箱：ｇｕｏｍｉｎ一１９８１＠１６３．ｃｏｒｎ．

侧向步进／ｍｍ

０．１５

责任编辑：于秀文收稿日期：２０１０—０２—２９

电气闭锁防误与微机五防问题

兖州矿业（集团）公司济宁二号煤矿开展了微机防误是否可完全取代二次操作回路电气防误闭锁及新建变电站在配置微

机五防系统后是否可不设计电气回路闭锁的研究。

电气闭锁回路是电力系统发展过程中经不断完善和总结发展起来的行之有效的防误闭锁方法．但回路复杂．运行中存在刀闸辅助接点不可靠及户外电磁锁机构易损坏等问题．其防误功能随着二次接线而定．不能实现完全五防。微机五防系统是计算机及

网络通信技术应用于变电站自动化的结果．通过软件将现场大量二次闭锁回路变为电脑中五防闭锁规则库。并可实现以往不能实现或很难实现的防误功能。微机五防系统的漏洞和致命弱点在于：其五防功能以操作逻辑为核心．对于无票操作和误碰有可能防不住。片面认为电气闭锁回路可靠或认为微机五防万能甚至可彻底取消电气闭锁回路是不可取的。在大力推广微机五防系统的同

时，适度保留间隔的电气闭锁回路或将五防系统接点引入电动操作回路中，是较有效的防误闭锁措施。（李剑峰）

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/pq21.html