Pro/E在农机件模具设计中的应用分析

李奇福

（新疆中收农牧机械有限公司，新疆 乌鲁木齐 830013）

Pro/E在农机件模具设计中的应用分析

李奇福

（新疆中收农牧机械有限公司，新疆 乌鲁木齐 830013）

Pro/E是一款功能强大的三维造型软件，在机械设计领域具有重要地位。通过Pro/E对农机件模具进行设计，可以大大提高农业机械制造的效率和质量。文章介绍了Pro/E的特点及其在农机件模具设计中的优势，及国内外冲模CAD技术的应用现状，最后以拖拉机某零件的冲压模具设计为例，分析了Pro/E在农机件模具设计中的具体应用。

Pro/E；CAD；农业机械；三维造型；模具设计

在农业机械制造中，模具加工具有非常关键的地位。许多农业机械的重要部件都是使用冷冲压模制造的，例如拖拉机覆盖件、车门、仪表盘、底盘、阀门等等，以及其它农业机械中的零部件。但是采用模具生产制件具有高精度、高一致性、高生产率和低消耗等苛刻的要求，并且模具本身的价值要远远高于模具制件，因此模具生产技术水平己成为衡量农业机械制造水平的重要标志。

1 Pro/E概述

（1）常用的CAD三维建模软件。目前农业机械中常用的CAD三维建模主流软件有Pro/E、UG、SolidWorks和国产CAD。①UG是由美国EDS公司研发的，集多种设计功能与一体，在三维技术和三维视图方面有很强的配置，在各种复杂机械设计中有着很广泛的应用。②PRO/E是美国参数技术公司研发的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件，其总体功能不如UG强大，但在实际机械设计领域中得到了非常广泛的应用。③SolidWorks是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，它遵循易用、稳定和创新三大原则，可以很好地与第三方软件进行集成，一度成为全球最受欢迎的三维CAD/CAM软件。

（2）Pro/E的特点和优势。①参数化设计和特征功能。Pro/E是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，可以随意勾画草图，轻易改变模型。②单一数据库。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使每一个独立用户在为一件产品造型而工作。设计过程中任何一处发生改动，都可以前后反映在整个设计过程的相关环节上。③全相关性。Pro/E的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，使并行工程成为可能。

（3）Pro/E在农机件模具设计中的优势。Pro/E在农机件模具设计中具有广而博的通用性，并且具有许多企业所要求的特定功能，自身带有冷冲模设计系统，国家标准可以较好地与国标标准相结合。在追求效益的今天，利用Pro/E软件开发农机件冷冲模可以加快设计速度，减少了设计人员的工作量，并且设计的差错率也会减少，设计的模具结构更加优化。并且，随着模具检测、分析软件的不断发展，将在设计完成而尚未投入到实际生产时发现设计的缺陷，进而进行修改，从而将实际加工的损耗降到最低，真正达到优化设计的目的。同时，当今处于网络时代，各种设计资源、各种资讯都可以迅速通过互联网达到共享，从而使Pro/E设计变得更快捷、高效。

2 国内外冲模CAD技术的应用现状

（1）国外冲模CAD技术的应用现状。随着工业技术的发展，产品对模具的需求愈来愈高。传统的模具设计与制造方法不能适应工业产品及时更新换代和提高质量的要求。因此，国外先进工业国家对模具CAD/CAM技术的开发非常重视。早在20世纪60代初期，国外一些飞机和汽车制造公司就开始了CAD/CAM的研究工作，投入了大量人力和物力。在欧美，CAD/CAM/CAE己成为冲模企业普遍应用的技术。

（2）国内冲模CAD技术的应用现状。我国的CAD技术起步于20世纪60年代末，许多高校早在20世纪80年代就开始从事此方面的系统研究工作。目前我国冲模行业应用的模具CAD/CAM软件可以分为两大类：一是机械行业内通用的CAD/CAM，如UG、SOLIDEDGE、AutoCAD、SolidWorks、Pro/E等。二是专门针对模具行业开发的模具CAD/CAM系统，如上海交大的冷冲模CAD系统。

（3）我国在CAD技术上存在的问题。虽然我国农机制造CAD技术应用上有所突破，但仍然存在着许多问题，主要体现在：①CAD技术推广普及不够。在一些中小型企业，许多人不了解CAD，对CAD的认识还仅仅停留在绘图阶段。在制造业领域，利用CAD进行产品设计的覆盖率不到5%，这主要是由于宣传不够、资金不足所造成的。②重引进不重吸收。许多农机生产企业在引进模具CAD/CAM技术时存在着盲目性，对所购买的软件特点不了解，软件的适用性不强。引进后只是进行了简单培训，没有积极钻研，未能充分发挥CAD的作用，造成了极大的浪费。③国内模具CAD/CAM研发水平还处于初级阶段，具有独立自主版权少，可靠性差，集成化程度低，维护工作差，产业化程度不高，竞争力不强，功能和稳定性方面与国外先进软件还有很大差距，难以在市场上立足。

3 Pro/E冲压模具设计举例

（1）设计要求。该冲压模具主要由上下模座、凸凹模、推件器、卸料版、弹簧、导柱导套、模柄等部件组成。先独立设计出各部件的三维结构，然后采用Pro/E自上而下的设计方法，建立产品装配结构。装配设计的顶层定义产品设计的主要控制参数和主要结构设计结构描述。这些模型数据将被其它更低层次的零件所引用，从而完成零件细节设计，及至最终产品的控制和修改。

（2）设计步骤。①理解设计模型。了解主要的设计参数、关键的设计结构和设计约束等设计情况。②主体结构造型。找出模型的关键结构，如主要轮廓和关键定位孔等结构。如果一个结构不能直接用三维特征造型来完成，用户就需要找到该结构的某个二维轮廓特征，然后用拉伸、旋转或扫描的方法，还有全面造型的方法来建立该模型。③零件相关设计。比较复杂的造型特征，应该尽可能早地引入相关参数。如果用户能够预见一些造型特征可能会实现不了，应尽可能将其放在前期加以解决。这样可以尽早发现问题，并寻找替代方案。④细节特征造型。细节特征造型一般放在造型的后期阶段；不要在造型早期阶段进行这些细节设计，这样会大大加长用户的设计周期。⑤总体装配。确保所有零部件已准确绘制完成后，按照“先内后外，先简后繁，先大后小，先实体后销键”的原则进行装配。模具总装效果如图1所示。

图1 冲压模具总装效果图

4 结语

采用Pro/E可以避免在农机件冷冲模设计过程中的重复劳动、提高CAD的运作效率、缩短模具产品开发周期。我国在积极引进农民急需的经济实用、先进可靠的农业机械的同时，更要消化发达国家的农业机械新技术，努力提高我国农业机械化水平，以适应工业化发展的需要。

［1］邵庆.基于Pro/E的农业机械虚拟仿真平台建设［J］.农机化研究，2010，（1）：26-29.

Application of Pro/E in M old Design of Agricultural M achinery Parts

LI Qi-fu
（Xinjiang Zhongtong Agriculture&Animal Husbandry Machinery Co.，Ltd.，Urumqi，Xinjiang 830013，China）

Pro/E is a powerful three-dimensional modeling software，which has an important position in the field of mechanical design.Desining the agricultural machinery mold design by Pro/E can greatly improve the efficiency of agricultural machinery manufacturing and quality.This paper introduces the characteristics of Pro/E and its advantages in the design of agricultural machinery parts，analyzes the application status of die CAD technology at home and abroad.Finally，taking the design of stamping die of a part of tractor as an example，it analyzes the concrete application of Pro/E in mold design.

Pro/E；CAD；agricultural machinery；three-dimensional modeling；mold design

S220.2

A

2095-980X（2017）06-0102-01

2017-05-08

李奇福，主要研究方向：机械设计。