基于Pro/E EMX软件平台车灯模具数控编程模板的开发

宋 新

（黄河水利职业技术学院，开封 475003）

基于Pro/E EMX软件平台车灯模具数控编程模板的开发

宋 新

（黄河水利职业技术学院，开封 475003）

0 引言

车灯模具由于其结构复杂、精度要求高, 因而越来越多地使用高速铣削工艺进行关键部件的加工。高速铣削工艺集高效、优质、低耗于一身, 能极大地提高模具加工速度，减少加工工序, 缩短甚至勿需进行钳工修复工作, 从而大大地缩短了模具的生产周期。但高速铣削加工对数控程序提出了更高的要求，过渡平滑、负荷稳定是基本要求，因而在编程时需要设置的参数选项相对于普通编程来说需要更加细致。现有的CAD/ CAM 系统主要是提供一个可以进行数控编程的人机交互式工具，并没有针对零件的特征信息提供一套计算机辅助的机制对数控加工的工艺设计进行指导，困此需要数控编程人员在使用CAM 软件进行加工编程时需要进行加工工艺方式、走刀方式、加工参数的选择，没有充分利用已有的数控加工工艺设计软件和计算机辅助的功能对数控加工工艺设计过程进行进一步的支持。由于编程者个人经验的局限性，不能顾及各方面因素来优化工艺路线与参数，从而不能发挥高速加工机床的最佳性能。为了克服上述弱点，本课题主要在车灯注塑模具的数控编程中汇集数控加工工艺专家智慧，并且充分利用这些数控加工工艺知识，在此基础上基于Pro/E EMX软件平台开发车灯模具数控编程模板。应用模板进行编程，可以实现针对不同零件的数控加工，调用相应的程序模板或只对少数切削参数进行相应的修改，便可以生成适合实际应用的加工工艺与数控程序，以提高工艺设计及编程的效率与质量，减轻数控加工工艺设计人员的劳动量，规范数控加工工艺规程。

1 车灯模具结构特征及加工工艺

由于车灯注塑模具的多样性与复杂性，不同部位的加工面和加工方式均不相同，不同的结构特征常有其特定的加工方法、走刀路线和工艺参数。同一类型的车灯模具结构大同小异，对于车灯模具的组成零件通常可以分为以下几个部分：型腔、型芯、镶块、顶块、模架组成零件。再根据加工工艺的不同，将车灯模具的结构特征进行基于加工工艺的分类。可以将每一个零件分解为几个标准的加工特征。如镶块零件就可以包括以下特征：成型面、分型面、结构面、流道面、灯花面等特征。

1.1 创建特征加工程序模板

根据每种结构特征的加工工艺性，确定它们的加工流程；根据每一步加工工艺的特点，结合Pro/E软件丰富的加工策略，按照规则方式选择结构特征为加工对象，再选择与之相匹配的加工策略；然后选择刀具并定义合理的刀路参数与机床参数，完成加工程序的创建。再将该程序以模板形式保存。

1.2 创建加工链的刀轨模板

对于同一类型的零件，其结构是相似的，只是尺寸有所差别，因而其加工策略也可以通用。因此可以为典型零件创建高速铣削的加工链，即一个典型的特征或零件加工包含多个指定的程序，由这些程序组成一个刀轨或多个刀轨。将这些刀轨保存为刀轨模板，并直接使用带有区别特征的零件名称和加工方法的文件名进行命名。如一个简单的型芯镶块，通常需要经过毛坯粗加工、整体半精加工、侧面精加工、顶面精加工、清角加工等几个步骤。创建一个完整的零件加工刀路轨迹。在生产实践中，将每种结构特征的加工工艺特征逐个规范并开发成为程序模板，将具有代表性的、经过实践验证的典型零件开发为刀轨模板，可以使生产中的模具各个部分加工均得到规范。

2 用Pro/ E 进行分型面设计的关键问题

2.1 设计分型面的基本方法

在应用Pro/ E 软件设计分型时，一般先用复制方式构建1 个内分型面(基本曲面) ，再用曲面操控命令修改内分型面或单独构建1 个外分型面(靠破面) ，最后将内、外分型面合并，组合成完整的分型面(复合式分型面) 。分型面中的靠破孔：当制品上有孔特征时，在内分型面曲面上，这些特征常常以独立边界曲线(破孔) 形式存在。这些破孔必须填补起来方能拆模。完成填补的破孔即称为靠破孔。破孔实质上是小型芯(成形杆) 与主型芯或型腔的直接接触面。填补破孔的基本思路是：寻找分割破孔的基准曲线, 构成填补破孔的基本曲面。再与内分型面组合形成分割小型芯(成形杆) 、主型芯或型腔等零件的成形面。

2.2 填补破孔的主要方法

本文主要采用构建曲面片的方式来填补破孔。其构建曲面片的方法是：利用Modify (修改) 、Add(增加) 、Extrude(拉伸) 、Done(完成) ，选择零件前表面为绘图平面，选择Main Papt ing PLN 为参考平面，进入二维草绘界面；用实体边的方式选取破孔的边界。选择Up to surface(至曲面) 为深度方向。补破孔的方法是：利用Mo dify (修改) 、Merge (合并)、Done(完成) 。在曲面合并对话中，选择绘制的曲面片Addi ional Quit Side(附加面组) 。选Additional Quit Side(附加面组) 为Sid2(侧2) 。可得到填补了所有破孔的内分型面。

2.3 浇注系统设计

用Pro/ E 软件设计包括直浇道、横浇道和内浇道在内的浇注系统时，要采用软件菜单管理器下: 特征( Feature) 、型腔组件(Cavity Assem) 以及实( Solid) 菜单中的命令。在菜单管理器中依次可点选征(Feature) 、型腔组件( Cavity Assem) , 这时就可以看到流道( Runner, 即浇道) 命令，点选流道(Runner) 出现菜单。

从菜单上可以看出流道的形状有5 种可供选择，根据要求选一种流道截面形状，输入该截面的几何参数，选择适当的草绘平面进入草绘横浇道或内浇道路径，离开草绘环境，系统会自动弹出相交的元件( Intersected Comps) " 对话框，可以选择相交零件，也可单击自动增加，系统会自动选择相交零件，单击确定，完成浇注系统设计。

可以看出，这种建立流道的方法只能建立截面形状不改变的流道。一般来说, 直浇道的截面形状是变化的，因此， 建立主流道时，一般采用实体(Solid) 命令中切减材料的方法来进行。而Pro/ E提供的这种建立流道的功能, 一般适用于横浇道及内浇道的建立。

2.4 压铸模结构设计

基于Pro/ E 进行模具设计过程中，分型面设计完成后，以分型面为参考，将模具分割为数个体积块，即动模和定模以及其它成形零件。Pro/ E提供了两种建立模具体积块的方法：利用分割法自动建立体积块；利用聚合法和草绘手动法建立体积块。这两种方法不同之处在于自动分割法要求事先建立的改制件的分型面完全正确，而手动法可以不事先建立分型面。利用分割法创建模具体积块，前提条件是上一步创建的分型面必须完全正确，而且分型面与工件外表面相交的轨迹必须是封闭的曲线，且分型面中不能有破孔，若有破孔存在，则在分割时会出现分割不成功的情况。所以在分割之前必须把分型面中的破孔补起来，以便接下来进行模具体积块的分割。依次点击选择菜单项模具体积块(Mold Volume)下分割(Split) ，即弹出分割体积块(Split Volume) 菜单, 接下来按照菜单的提示就可以分割模具了，并由此可生成模具镶块。压铸模的型腔由镶块和型芯构成, 其成形零件主要是指型芯和镶块。将其装入模具的套板内加以固定。这种结构的优点在于易于更换和维修；压铸件的局部结构改变时，不致使整套模具报废；拼接时的空隙有利于排出型腔的气体。

编程模板在车灯模具数控加工中的应用，可以大幅度简化数控编程过程，提高工艺和程序设计的稳定性和规范性，显著提高程序设计和模具加工的质量和效率。通过编程模板的设置和完善，可以实现工艺与编程的标准化，并可以将知识进行传承，即使新手也可以应用模板编制出高质量的数控加工程序。

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Application of Pro/E in the design of the die casting die for lampshade abstract

SONG Xin

现有的CAD/ CAM 系统主要是提供一个可以进行数控编程的人机交互式工具, 并没有针对零件的特征信息提供一套计算机辅助的机制对数控加工的工艺设计进行指导, 为了克服上述弱点, 本文主要在车灯注塑模具的数控编程中汇集数控加工工艺专家智慧, 并且充分利用这些数控加工工艺知识, 在此基础上基于Pro/E EMX软件平台开发车灯模具数控编程模板。

灯罩；压铸模；分型面设计；浇注系统；Pro/E软件

宋新（1973 - ），男，河北吴桥人，讲师，工学硕士，主要从事机械设计与制造教学工作。

TP313

A

1009-0134(2011)5(上)-0052-03

10.3969/j.issn.1009-0134.2011.5(上).19

2011-01-04