使用ProENGINEER進(jìn)行注塑模具設(shè)計數(shù)控畢業(yè)論文

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1、目錄第 1 章 PRO ENGINEER 的安裝.11.1 PRO ENGINEER 的安裝環(huán)境.11.1.1用 D-tool，酒精之類的虛擬光驅(qū)虛擬 CD1.11.1.2 解壓 Crack.rar.21.1.3 設(shè)置簡體中文環(huán)境.21.2 PRO ENGINEER 的正確安裝.3第 2 章 使用 PRO/ENGINEER 進(jìn)行注塑模具設(shè)計.72.1 設(shè)計過程.72.2 模具型腔和型芯的設(shè)計.82.3 模具零件的加工 .102.4 其他功能.112.5 結(jié)束語.11第 3 章 PRO/E 在熱復(fù)合模設(shè)計的應(yīng)用 .133.1 前言 .133.2 PRO/ENGINEER 的模具設(shè)計方案.143.

2、2.1 基于專家系統(tǒng)的模具設(shè)計.143.2.2 模具設(shè)計流程.153.2.3 熱復(fù)合模設(shè)計實例.163.3 小結(jié).18第 4 章 我國沖壓模具企業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.194.1 現(xiàn)狀 .194.2 未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢 .20第 5 章 PRO/ENGINEER 的數(shù)控加工編程.225.1 數(shù)控編程功能簡介 .225.2 數(shù)控編程流程 .225.3 數(shù)控編程實例.23第 6 章 基于 PRO/ENGINEER 的虛擬裝配技術(shù)研究.256.1 引言.256.2 虛擬裝配基本設(shè)計思想及內(nèi)涵.266.2.1 以設(shè)計為中心的虛擬裝配.266.2.2 面向裝配的設(shè)計（DFA）.276.2.3 與

3、 Master Model 相關(guān)的可制造性設(shè)計和可裝配性設(shè)計.276.3 以過程控制為中心的虛擬裝配 .276.3.1 實現(xiàn)對產(chǎn)品總體設(shè)計進(jìn)程的控制.286.3.2 過程控制管理.286.4 仿真為中心的虛擬裝配.296.4.1 優(yōu)化裝配過程.296.4.2 可裝配性評價.296.5 應(yīng)用研究.296.5.1 基礎(chǔ)應(yīng)用環(huán)境.296.5.2 焊接小車部件級產(chǎn)品實施方法及途徑.306.6 結(jié)束語.32參考文獻(xiàn).33 第 1 章 Pro ENGINEER 的安裝1第 1 章 Pro ENGINEER 的安裝1.1 Pro ENGINEER 的安裝環(huán)境 進(jìn)行 Pro ENGINEER 的安裝，需要有一

4、定的安裝條件，本節(jié)主要講述其安裝環(huán)境及如何安裝。1.1.1 用 D-tool，酒精之類的虛擬光驅(qū)虛擬 CD1記下硬件 ID（每臺電腦不一樣） 第 1 章 Pro ENGINEER 的安裝21.1.2 解壓 Crack.rar在不編輯不改變 lic.dat 前運行 keygen 一次產(chǎn)生一次 license.dat；然后用記事本編輯 lic.dat。把所有的 HostID 換成自己電腦的如： HOSTID=PTC_HOSTID=11-22-33-44-55-66 改成 HOSTID=PTC_HOSTID=00-0E-A6-40-EF-4C只改 HOSTID=PTC_HOSTID=后面至 SUPE

5、RSEDE 或 之前的字符串段（建議有 Word 的同志用 Word 打開然后替換，否則太累了）然后保存文件。之后再一次運行 Keygen 產(chǎn)生新的 license.dat，這個文件在下一具體安裝步驟時要求選擇注冊文件時將被選中。(注意形成的 license.dat 必須有如下一行：INCREMENT PROE_200 ptc_d 25.0 01-jan-0 uncounted CD9017257C9207469A86 其中 CD9017257C9207469A86 未必一字不差，視每臺電腦不同而不同，但必須是在每次運行 keygen 后得出來的 license.dat 的這一行這一串字符穩(wěn)定

6、下來不變才算成功，否則的話不斷運行 keygen 多次直到字符串穩(wěn)定下來為止。)1.1.3 設(shè)置簡體中文環(huán)境右鍵點擊我的電腦-屬性-高級-環(huán)境變量新建，設(shè)置簡體中文變量值（如圖變量名 lang，變量值 chs） ，確定退出。這樣安裝過程會正確顯示簡體中文，安裝后軟件運行也會顯示簡體中文。 第 1 章 Pro ENGINEER 的安裝31.2 Pro ENGINEER 的正確安裝安裝時要求許可證時選第三個許可證文件 第 1 章 Pro ENGINEER 的安裝4用第二步生成的 license.dat 第 1 章 Pro ENGINEER 的安裝5然后就 OK 了安裝時不要選擇 FLEXlm 來安

7、裝而直接選擇 Pro/Engineer 來安裝。添加 FLEXlm，在“指定許可證服務(wù)器”時選擇第三項即“l(fā)ocked license file(no server running)”并瀏覽到生成的注冊文件 licens.dat。要安裝的其他功能模塊必須在 Option 那里選擇，如塑料顧問、機械分析模具制造與 NC，并且要指定其他模塊的安裝路徑，在出現(xiàn)“選擇要執(zhí)行的可選配置步驟”時選擇附“加許可證配置” 、 “配置其他產(chǎn)品的互用性”及“幫助文件搜索路徑”和“OLE 設(shè)置” 。各模塊的路徑選擇如下(假設(shè)是安裝在默認(rèn)的目錄 X:Program Files下)：Mechanica 指定在 X:Pr

8、ogram FilesmechWildfire 2.0，幫助文件指定在 第 1 章 Pro ENGINEER 的安裝6x:Program FilesproeWildfire 2.0help(但必須有第三張碟才能安裝幫助文件)，圖庫文件指定在 x:Program FilesproeWildfire 2.0graphic-library。 第 2 章 使用 Pro/ENGINEER 進(jìn)行注塑模具設(shè)計7第 2 章 使用 Pro/ENGINEER 進(jìn)行注塑模具設(shè)計在注塑產(chǎn)品的開發(fā)過程中，模具的設(shè)計和制造決定了塑料件的最終質(zhì)量和成本。本章以某注塑模具的設(shè)計為例，介紹了 Pro/ENGINEER 的特點以

9、及在注塑模具設(shè)計中的應(yīng)用，為高質(zhì)量模具的設(shè)計和制造提供了一條途徑。Pro/ENGINEER 是美國 PTC 公司出品的 CAD/CAM 軟件，它以參數(shù)化設(shè)計的觀念聞名于世，為傳統(tǒng)機械設(shè)計與制造帶來了巨大的便利。Pro/ENGINEER 提供的參數(shù)化設(shè)計具有 3D 實體造型、單一資料庫以及以特征為設(shè)計單位等特點，因此通過使用它設(shè)計者可以隨時計算出產(chǎn)品的體積、面積、質(zhì)心、重量和慣性矩等數(shù)據(jù)，并且不論在 3D 或 2D 圖形上作尺寸修改，其相關(guān)的 2D 或 3D 實體模型及裝配、制造等也自動修改。由于 Pro/ENGINEER 在設(shè)計中導(dǎo)入了制造的概念，設(shè)計人員可隨時對特征作合理、不違反幾何的順序調(diào)

10、整、插入、刪除和重新定義等修正操作。2.1 設(shè)計過程典型的注塑模設(shè)計過程在 Pro/ENGINEER 環(huán)境下，注塑模設(shè)計過程包含以下步驟： (1)創(chuàng)建塑料件模型（也稱為三維造型） ； (2)創(chuàng)建毛坯，用來定義所有模具元件的體積； (3)根據(jù)不同的收縮率、脫模斜度和塑件模型構(gòu)建型腔、型芯的特征和尺寸； (4)加入模具裝配特征形成澆注系統(tǒng)，定義分模面及模塊； (5)定義模具開啟的步驟及檢查干涉； (6)依需要裝配模座，完成冷卻系統(tǒng)設(shè)計； 第 2 章 使用 Pro/ENGINEER 進(jìn)行注塑模具設(shè)計8 (7)完成所有零件的零件圖；(8)根據(jù)加工需要，生成零件的 NC 代碼。2.2 模具型腔和型芯的設(shè)

11、計 在設(shè)計過程中，首先通過對塑料件模型的不同部位尺寸設(shè)定收縮率、構(gòu)建設(shè)計模型、產(chǎn)生型腔及型芯特征尺寸，然后使設(shè)計模型與型腔或型芯毛坯重疊，經(jīng)過一系列面的生成、延伸及融合等操作形成分模面，最后從毛坯中挖去設(shè)計模型，并從分模面切割產(chǎn)生型腔和型芯，如圖 1、圖 2 和圖 3 所示。 圖 1 塑件產(chǎn)品 第 2 章 使用 Pro/ENGINEER 進(jìn)行注塑模具設(shè)計9 圖 2 凹模 圖 3 凸模分型面的建立是最復(fù)雜而又最關(guān)鍵的部分，其中復(fù)制實體表面是通常使用的命令。在復(fù)制實體表面時，應(yīng)盡量采用 CopySurf&bnd 的方式，通過選擇種子面與邊界面一次選定所需的曲面，而不要使用 CopyIndivsur

12、fs 拷貝曲面，再將曲面合并成所需曲面的方式，因為這樣做不僅速度慢，而且容易造成曲 第 2 章 使用 Pro/ENGINEER 進(jìn)行注塑模具設(shè)計10面丟失，不能完整選定實體表面。 通過上述方法產(chǎn)生的型腔或型芯是整體式的。考慮到制造工藝，還可通過面對體的操作進(jìn)一步分解型腔或型芯使整體式變?yōu)殍倝K嵌入式。模具設(shè)計完成后，使用拔模斜度檢查功能可檢查模具有無倒扣現(xiàn)象產(chǎn)生。如有倒扣，說明該件無法脫模，必須進(jìn)行修改。2.3 模具零件的加工在 Pro/ENGINEER 的 NC 模塊下，根據(jù)加工需要，可生成數(shù)控車削、數(shù)控銑削及電火花線切割的 NC 代碼，具體過程如圖 4 所示。 圖 4 模具零件加工流程 第

13、2 章 使用 Pro/ENGINEER 進(jìn)行注塑模具設(shè)計112.4 其他功能Pro/ENGINEER 具有強大的接口功能，能通過 IGES、STL、SET、STEP 等格式與其他 CAD/CAE/CAM 軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)文件的交換。在塑料產(chǎn)品開發(fā)中，通常利用這個接口與 C-MOLD、MOLDFLOW、Z-MOLD 等軟件相連，利用它們的分析模塊，對 Pro/ENGINEER 中的造型進(jìn)行分析，以確定模具的結(jié)構(gòu)及注塑工藝。 Pro/ENGINEER 提供的 Pro/PROGRAM 是零件與裝配自動化設(shè)計的一個重要工具，用戶可經(jīng)由非常簡單的高級語言來控制零件特征的出現(xiàn)與否、尺寸的大小與零部件的出現(xiàn)與否

14、、零部件的簡易顯示或完全顯示以及零部件的數(shù)量等。當(dāng)零件或裝配件的 Pro/PROGRAM 設(shè)計完成后，讀取此零件或裝配件時，其各種變化情況即可利用交互方式得到不同的幾何形狀，達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計要求。 利用 Pro/ENGINEER 還可以方便地建立零件庫。在注塑模設(shè)計中所需的通用件和標(biāo)準(zhǔn)件都可根據(jù)用戶的要求建立，同時用戶所設(shè)計的每副模具都可作為模具庫的組成部分，以供后續(xù)模具設(shè)計應(yīng)用。2.5 結(jié)束語 Pro/ENGINEER 提供的設(shè)計理念將設(shè)計、制造、裝配以及生產(chǎn)管理融為一體，賦予“設(shè)計”完整的概念。它提供的強大功能尤其是曲面造型和模具設(shè)計功能為工程技術(shù)人員和生產(chǎn)管理人員在短期內(nèi)完成高質(zhì)量的產(chǎn)品開發(fā)

15、提供了強有力的工具。 此外，將并行工程技術(shù)引入 P r o /ENGINEER 的模具設(shè)計中，可以由傳統(tǒng)的模具設(shè)計與制造工藝路線（即模具結(jié)構(gòu)設(shè)計模具型腔、型芯二維設(shè)計工藝準(zhǔn)備模具型腔、型芯三維造型數(shù)控加工指令編程數(shù)控加工） ，改變?yōu)橛刹煌墓こ處熗瑫r進(jìn)行設(shè)計、工藝準(zhǔn)備的并行路線，不但提高了模具 第 2 章 使用 Pro/ENGINEER 進(jìn)行注塑模具設(shè)計12的制造精度，而且能縮短設(shè)計、數(shù)控編程時間達(dá) 40%以上。設(shè)計工程師在進(jìn)行產(chǎn)品三維零件設(shè)計時就考慮模具的成型工藝和影響模具壽命的因素，并進(jìn)行校對、檢查，預(yù)先發(fā)現(xiàn)設(shè)計過程的錯誤。在初步確立產(chǎn)品的三維模型后，設(shè)計、制造及輔助分析部門的多位工程師可

16、同時進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、工程圖設(shè)計、模具性能輔助分析及數(shù)控機床加工指令的編程等工作，而且每一個工程師對產(chǎn)品所做的修改可自動反映到其他工程師那里，大大縮短了設(shè)計、數(shù)控編程的時間。另外，Pro/ENGINEER 軟件具有的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化實體特征造型技術(shù)為實現(xiàn)并行工程提供了可靠的技術(shù)保證。 第 3 章 Pro/E 在熱復(fù)合模設(shè)計的應(yīng)用13第 3 章 Pro/E 在熱復(fù)合模設(shè)計的應(yīng)用本章講述了利用 Pro/ENGINEER 進(jìn)行玻璃鋼產(chǎn)品的模具設(shè)計及其數(shù)控編程的流程，以實例的形式說明了利用 Pro/ENGINEER 軟件的參數(shù)化特征造型和共享數(shù)據(jù)庫的特性在模具設(shè)計和數(shù)控編程中的優(yōu)點，為讀者從事產(chǎn)品三

17、維設(shè)計、模具設(shè)計與數(shù)控編程的高效應(yīng)用提供了參考借鑒作用。3.1 前言模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，在汽車、機械、電子、航空航天等行業(yè)的 50以上產(chǎn)品依賴于模具的生產(chǎn)。模具作為工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，其設(shè)計周期、生產(chǎn)效率和質(zhì)量直接影響著產(chǎn)品生產(chǎn)的進(jìn)度、成本和質(zhì)量。因此，提高模具和工裝的設(shè)計質(zhì)量和生產(chǎn)效率對于企業(yè)的經(jīng)濟效益有著直接重要的現(xiàn)實意義。隨著橡膠、塑料、玻璃鋼等非金屬及復(fù)合材料在工業(yè)產(chǎn)品中所占的比例越來越大，提高非金屬復(fù)合材料產(chǎn)品的質(zhì)量和應(yīng)用范圍在很大程度上與模具的設(shè)計有著密切的關(guān)系。 Pro/ENGINEER 作為參數(shù)化 CAD/CAM 軟件系統(tǒng)的代表，實現(xiàn)了產(chǎn)品零件組件從概念設(shè)計到

18、制造全過程的設(shè)計制造一體化，提供了以參數(shù)化特征實體造型為基礎(chǔ)、部件間的關(guān)聯(lián)設(shè)計、共享數(shù)據(jù)庫和專家系統(tǒng)知識等技術(shù)，是集產(chǎn)品設(shè)計、分析和制造一體化的 CAD/CAE/CAM 軟件平臺。它使產(chǎn)品CAD/CAE/CAM 各單元系統(tǒng)之間實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動傳遞與無縫轉(zhuǎn)換和集成，在CAE、CAM 系統(tǒng)順利接受 CAD 系統(tǒng)建立的三維模型，基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上同步更新。同時，它保證產(chǎn)品設(shè)計、模具設(shè)計、產(chǎn)品及模具的數(shù)控加工的刀具軌跡及 NC 加工代碼數(shù)據(jù)自動更新，避免了重復(fù)產(chǎn)品設(shè)計建模和 NC 數(shù)控編程的工作，實現(xiàn)了 CAD/CAE/CAM 數(shù)據(jù)的全相關(guān)性設(shè)計。 第 3 章 Pro/E 在熱復(fù)合模設(shè)計的應(yīng)用14P

19、ro/ENGINEER 提供的基于專家系統(tǒng)的模具設(shè)計功能和高效的數(shù)控編程功能，其與產(chǎn)品和制造工藝全相關(guān)的模具設(shè)計方法克服了傳統(tǒng)模具設(shè)計模式的缺點，通過模具檢測、自動分模、模擬開模和數(shù)控加工仿真的三維動態(tài)顯示等設(shè)計制造與視頻技術(shù)結(jié)合等手段，使設(shè)計更加生動活潑地展現(xiàn)在人們面前。它極大地提高了產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)的效率，保證產(chǎn)品生產(chǎn)進(jìn)度和質(zhì)量的同時解放了產(chǎn)品設(shè)計及工藝人員的勞動生產(chǎn)力。系統(tǒng)還提供各種數(shù)據(jù)接口，如IGES、STL、DXF、STEP 等，使用戶可直接讀取 UG、Catia 等 CAD/CAM 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型。3.2 Pro/ENGINEER 的模具設(shè)計方案3.2.1 基于專家系統(tǒng)的模具設(shè)計 利

20、用 Pro/ENGINEER 軟件提供的強大的三維造型功能，設(shè)計者可快速完成產(chǎn)品的創(chuàng)建與修改。利用 Pro/MoldDesign、Pro/Casting、Pro/Die 等基于專家系統(tǒng)模具設(shè)計功能可快速完成分模、模具型腔及型芯的自動生成，標(biāo)準(zhǔn)模架零部件和組件的調(diào)用等相關(guān)內(nèi)容，最終完成注塑模、鑄造模、沖壓模的設(shè)計。其模具設(shè)計專家系統(tǒng)建立在產(chǎn)品設(shè)計與制造工藝流程相結(jié)合的基礎(chǔ)之上，如鑄造、注塑成型中的澆口、流道、凸凹模間隙設(shè)計、模具分型面的設(shè)計、零件厚度與拔模檢測等制造工藝經(jīng)驗進(jìn)行了吸收和應(yīng)用。利用Pro/Plastic Advisor 對模具的性能、模具結(jié)構(gòu)、注塑件在成型過程中的溫度場的有限元傳熱

21、分析和流道分析。 Pro/MoldDesign 與 Pro/Casting 模塊在注塑鑄造成型模具設(shè)計過程中提供了以下系列功能。 （1）分析設(shè)計零件是否可塑，對問題區(qū)域進(jìn)行檢驗和修復(fù)。 （2）零件材料、幾何模型和模具設(shè)計相對應(yīng)的收縮間隙設(shè)計。 （3）進(jìn)行模具凸凹模分型面的設(shè)計。 第 3 章 Pro/E 在熱復(fù)合模設(shè)計的應(yīng)用15（4）模具凸凹模型芯型腔、澆口流道的設(shè)計。 （5）模具開模模擬及厚度、拔模、干涉等檢測。 （6）標(biāo)準(zhǔn)模架零部件組件調(diào)用及脫模機構(gòu)的設(shè)計。 （7）模具的單型腔模和多型腔模設(shè)計。 （8）產(chǎn)品、凸凹模型芯、型腔的模具全相關(guān)性設(shè)計。 （9）注塑模擬流動、傳熱及成型分析。3.2.2

22、 模具設(shè)計流程 利用 Pro/ENGINEER 進(jìn)行模具設(shè)計的流程如圖 1 所示。首先將設(shè)計好的產(chǎn)品零件和依標(biāo)準(zhǔn)模架設(shè)計的模具毛坯零件進(jìn)行裝配，設(shè)置好正確的拔模方向，進(jìn)行拔模和厚度檢測，設(shè)定產(chǎn)品收縮率與凸凹模間隙；然后，進(jìn)行模具分型面的設(shè)計與凸凹模的分割，再進(jìn)行開模模擬和干涉檢測；待凸凹模抽取成功后進(jìn)行澆口流道及脫模機構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)模架及組件的裝配設(shè)計；最后，將所有的設(shè)計成品轉(zhuǎn)入生產(chǎn)部門進(jìn)行零部件的選取與加工制造。由此可知，它將企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、模具設(shè)計和數(shù)控加工編程集成在一起，提高了產(chǎn)品、模具、工藝設(shè)計及數(shù)控編程的效率。 第 3 章 Pro/E 在熱復(fù)合模設(shè)計的應(yīng)用16 圖 1 模具設(shè)計工

23、作流程3.2.3 熱復(fù)合模設(shè)計實例 玻璃鋼產(chǎn)品的加工制造常用的有纏繞成型、模壓成型、層壓成型和拉擠成型等工藝手段。玻璃鋼熱復(fù)合模的模壓成型是根據(jù)熱固性玻璃鋼復(fù)合材料產(chǎn)品的成型特點，通過一定的配料和填料工藝，在壓力機上經(jīng)一定溫度、壓力和時間的共同作用下加熱、固化、冷卻模壓成型的。玻璃鋼熱復(fù)合模設(shè)計的特點是其模具分型面的設(shè)計、凸凹模設(shè)計與注塑模或鑄造模相似，但沒有澆口和流道，其脫模機構(gòu)相對簡單，模具設(shè)計的主要部分集中在凸凹模型芯和型腔的設(shè)計上。 傳統(tǒng)的熱復(fù)合模具設(shè)計方式是首先進(jìn)行工藝性分析、標(biāo)準(zhǔn)模架的選取，然后進(jìn)行凸凹模、脫模機構(gòu)及相關(guān)部件的二維繪圖設(shè)計。這種模具設(shè)計手段 第 3 章 Pro/E

24、在熱復(fù)合模設(shè)計的應(yīng)用17效率低，不易檢查設(shè)計中的錯誤，且模具設(shè)計質(zhì)量很大程度上依賴于設(shè)計人員的經(jīng)驗。當(dāng)二維繪圖完成后，進(jìn)行數(shù)控加工編程時需要重新進(jìn)行三維造型。且當(dāng)試模完成后模具設(shè)計需要更改時，又要進(jìn)行二維繪圖、三維造型和數(shù)控編程等大量重復(fù)的勞動，尤其是在凸凹模的型芯型腔設(shè)計與后續(xù)數(shù)控加工編程時，繪圖和檢測的工作量極大。利用 Pro/ENGINEER 基于專家系統(tǒng)的模具設(shè)計功能模塊，直接根據(jù)產(chǎn)品進(jìn)行模具分型面設(shè)計、凸凹模設(shè)計、干涉檢測、開模模擬和模具裝配等，將凸凹模設(shè)計一次完成，避免了模具設(shè)計人員因經(jīng)驗不足引起的錯誤。同時，將模具設(shè)計完成后得到的凸凹模直接轉(zhuǎn)入后續(xù) NC加工模塊進(jìn)行數(shù)控加工編程，

25、且當(dāng)產(chǎn)品和模具需要修改時，凸凹模及數(shù)控加工的刀具軌跡隨著設(shè)計更改而全部自動更新，提高了模具設(shè)計和數(shù)控編程的效率和質(zhì)量。整個設(shè)計過程都是在集成的環(huán)境下完成的。 圖 2 為利用 Pro/MoldDesign 模塊進(jìn)行某玻璃鋼產(chǎn)品及其模具的凸凹模設(shè)計實例，圖中（b）為設(shè)計時的分型面及拔模方向。整個凸凹模的設(shè)計完全根據(jù)產(chǎn)品模型進(jìn)行分模設(shè)計，開模同時將凸凹模一次設(shè)計完成，較采用傳統(tǒng)的二維設(shè)計大幅度提高了設(shè)計的效率，縮短了模具設(shè)計制造周期。 圖 2 熱復(fù)合模設(shè)計實例 (a) 產(chǎn)品圖 (b) 分型面 (c) 凹模 (d) 凸模 第 3 章 Pro/E 在熱復(fù)合模設(shè)計的應(yīng)用183.3 小結(jié)本文以玻璃鋼熱復(fù)合模

26、的模具設(shè)計和數(shù)控編程的應(yīng)用為例，講述了在Pro/ENGINEER 軟件平臺上，利用系統(tǒng)的參數(shù)化驅(qū)動特征造型設(shè)計和共享數(shù)據(jù)庫的動態(tài)關(guān)聯(lián)設(shè)計、基于專家系統(tǒng)的模具設(shè)計和數(shù)控加工編程等技術(shù)，系統(tǒng)介紹了模具設(shè)計與數(shù)控編程的流程，在克服 2D 模具設(shè)計的缺點的同時提高了模具設(shè)計開發(fā)的成功經(jīng)驗和成功率。在 NC 加工編程環(huán)境下，對抽出的凸凹模模型直接進(jìn)行數(shù)控編程，大大減少了編程時的建模工作量，提高設(shè)計資源的可重復(fù)利用率，減少了設(shè)計與數(shù)控編程中的錯誤率，真正意義上實現(xiàn)了產(chǎn)品的全相關(guān)性設(shè)計與制造一體化。在實際應(yīng)用中，可擴展到以空間型面定位的專用工裝夾具的設(shè)計與數(shù)控編程，可以快速高效地進(jìn)行專用夾具的設(shè)計與數(shù)控編程

27、加工，為提高Pro/ENGINEER 的軟件應(yīng)用水平和擴大其應(yīng)用范圍提供了借鑒作用。CAD/CAM一體化是解決產(chǎn)品設(shè)計、數(shù)控加工編程高效率高質(zhì)量的主要途徑之一，也是當(dāng)今機械工程應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展方向，CAD/CAM 一體化的實現(xiàn)對于提高制造企業(yè)的競爭實力和經(jīng)濟效益有著重要的意義。 第 4 章 我國沖壓模具企業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢19第 4 章 我國沖壓模具企業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢4.1 現(xiàn)狀改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以 15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了

28、快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究

29、和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析 KMAS 軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進(jìn)模 CAD/CAE/CAM 軟件，上海交通大學(xué)模具 CAD 國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模 CAD 軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。 第 4 章 我國沖壓模具企業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢20雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距

30、。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM 技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進(jìn)口。4.2 未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項：(1)全面推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù)模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及 CAD/CAM/CAE 技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大 CAD/CAM 技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴大 CAE 技術(shù)

31、的應(yīng)用范圍。計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使 CAD/CAM/CAE 技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。(2)高速銑削加工國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。(3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在

32、已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的 CAD 數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆 第 4 章 我國沖壓模具企業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢21向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。(4)電火花銑削加工電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計這一技術(shù)將得到發(fā)展。(5

33、)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到 30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為 80%左右。(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC 等)、等離子噴涂等技術(shù)。(7)模具研磨拋光將自動化、智能化模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨

34、勢。(8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展這是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。 第 5 章 Pro/ENGINEER 的數(shù)控加工編程22第 5 章 Pro/ENGINEER 的數(shù)控加工編程5.1 數(shù)控編程功能簡介 在產(chǎn)品的數(shù)控加工編程方面，Pro/ENGINEER 軟件提供了功能強大的數(shù)控編程模塊 Pro/NC。該 CAM 模塊和 CAD 模塊集成在一起，具有強大的數(shù)控加工編程、后置處理功能。Pro/NC 可分別對各種加工機床的各種加工方式進(jìn)行數(shù)控加工編程，能產(chǎn)生生產(chǎn)過程規(guī)劃，提供

35、參數(shù)化的刀位軌跡生成，估計加工的時間。它所具有的數(shù)控車削、銑削、線切割加工編程功能，支持車削中心、五軸銑削中心和四軸線切割數(shù)控加工編程功能，具備完整關(guān)聯(lián)性，對任何設(shè)計更改，能自動生成加工程序和資料。利用 Pro/NC 生成的刀具軌跡文件稱為 CL Data（Cutter Location Data），通過 Nc Check 進(jìn)行仿真加工檢測切削狀況，提供的 Vericut 模擬功能可以模擬材料的去除過程，使用戶對切削過程進(jìn)行快速校驗和刀具軌跡地優(yōu)化設(shè)計提供指導(dǎo)，以預(yù)測誤差和干涉過切。產(chǎn)生的 CL 刀位文件經(jīng) Ncpost或 Gpost 后置處理產(chǎn)生 NC 代碼。其提供的后置處理程序能滿足如 F

36、anuc、 Heidenhain、Simenses、 Mitsubishi、 Mazak、Agie 和 Charmilles 等數(shù)控系統(tǒng)。用戶可以通過修改 Option File 文件（機床配置文件）和 FIL File 文件（數(shù)控機床系統(tǒng)接口文件），產(chǎn)生適合自有數(shù)控機床系統(tǒng)的后置處理程序。5.2 數(shù)控編程流程 數(shù)控編程是指根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求、幾何形狀、尺寸及工藝要求來確定加工方法、加工路線和工藝參數(shù)、切削參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速、刀具進(jìn)給量、 第 5 章 Pro/ENGINEER 的數(shù)控加工編程23切削深度等）及輔助功能（主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液開關(guān)等）的設(shè)置，進(jìn)行數(shù)值計算獲得實際加工時的刀具軌跡，然

37、后按數(shù)控機床所采用的代碼及程序格式，輸出工件的數(shù)控加工程序的過程。數(shù)控加工編程的功能模塊一般包括圖形幾何造型、刀具軌跡設(shè)計、刀具軌跡編輯、加工仿真、后置處理和全數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)參數(shù)化驅(qū)動修改等功能模塊。利用 Pro/NC 進(jìn)行數(shù)控程序的編制流程與實際加工的邏輯思維是相似的。 利用 Pro/NC 模塊進(jìn)行數(shù)控編程時，要求制造工程師遵循一定的邏輯步聚來設(shè)計加工所需的刀具軌跡。其過程是：首先設(shè)計加工所需的制造模型（產(chǎn)品與毛坯）；然后建立包含加工機床、刀具、夾具、加工坐標(biāo)系等方面內(nèi)容的制造工程數(shù)據(jù)庫（加工環(huán)境設(shè)置），其定義可在刀具軌跡設(shè)計規(guī)劃之前完成，也可在進(jìn)行刀具軌跡設(shè)計的同時進(jìn)行設(shè)置；接下來選擇被加工的幾

38、何對象（點、輪廓、曲面或?qū)嶓w）和加工方式，如體積銑削、曲面銑削等，根據(jù)具體的加工方式確立合適的切削工藝參數(shù)如步距、深度、主軸轉(zhuǎn)速等制造參數(shù)，系統(tǒng)根據(jù)加工對象和加工方式及切削工藝參數(shù)進(jìn)行數(shù)值計算生成需要的刀具軌跡，這里為了提高刀具軌跡的設(shè)計質(zhì)量，通過仿真加工 Vericut 功能檢測刀位軌跡不合理之處 ；最后，通過后處理程序?qū)?CL Data 文件經(jīng) Gpost或 Ncpost 后置處理生成相應(yīng)數(shù)控機床系統(tǒng) NC 加工程序代碼。5.3 數(shù)控編程實例利用 Pro/ENGINEER 進(jìn)行產(chǎn)品及模具的數(shù)控編程與仿真加工，當(dāng)產(chǎn)品模型更改時，所設(shè)計的凸凹模型芯型腔和數(shù)控加工程序數(shù)據(jù)，刀具軌跡和 NC 代碼

39、都隨之更新。做到了產(chǎn)品設(shè)計與制造數(shù)據(jù)的全相關(guān)，使設(shè)計制造一體化。圖4 為上述玻璃鋼熱復(fù)合模凸模產(chǎn)品數(shù)控加工的刀具軌跡圖。用戶可以根據(jù)加工的需要對數(shù)控編程過程樹和工藝參數(shù)表的內(nèi)容進(jìn)行編輯修改，生成高效優(yōu)質(zhì)的數(shù)控程序。 第 5 章 Pro/ENGINEER 的數(shù)控加工編程24 圖 4 數(shù)控編程實例 第 6 章 基于 Pro/ENGINEER 的虛擬裝配技術(shù)研究25第 6 章 基于 Pro/ENGINEER 的虛擬裝配技術(shù)研究虛擬裝配技術(shù)是一種全新的設(shè)計概念。它可有效支持自頂向下的并行產(chǎn)品設(shè)計以及與 Master Model 相關(guān)的可制造性設(shè)計和可裝配性設(shè)計，以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。本文在分析了虛擬裝配

40、技術(shù)基本思想后，提出了在某型焊接小車設(shè)計中實施虛擬裝配技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)環(huán)境以及具體的實施方法和途徑。6.1 引言 近年來，世界機械制造業(yè)市場的競爭日趨激烈，為了適應(yīng)變化迅速的市場需求，產(chǎn)品研制周期、質(zhì)量、成本、服務(wù)成為每一個現(xiàn)代企業(yè)必須面對的問題。近 20 年來的實踐證明，將信息技術(shù)應(yīng)用于新產(chǎn)品研制以及實施途徑的改造，是現(xiàn)代化企業(yè)生存、發(fā)展的必由之路。同時，先進(jìn)的產(chǎn)品研制方法、手段以及實施途徑，實際上是產(chǎn)品研制質(zhì)量、成本、設(shè)計周期等方面最有利的保證。以波音公司為例，在數(shù)字化代表產(chǎn)品-波音 777 的展示中，不像以往那樣重點宣傳新型飛機本身性能如何優(yōu)越，而是強調(diào)他們?nèi)绾纬浞掷脭?shù)字化研制技術(shù)以及產(chǎn)

41、品研發(fā)人員的重新編隊等方面。波音 777 飛機項目順利完成的關(guān)鍵是依賴三維數(shù)字化設(shè)計與集成產(chǎn)品開發(fā)團隊 IPT（Integrated Product Development Team）（238 個 Team）的有效實施，保證了飛機設(shè)計、裝配、測試以及試飛均在計算機上完成。研制周期從過去的 8 年時間縮減到5 年，其中虛擬裝配的工程設(shè)計思想在研制過程中發(fā)揮了巨大的作用。“虛擬裝配”（Virtual Assembly）是產(chǎn)品數(shù)字化定義中的一個重要環(huán)節(jié)，在虛擬技術(shù)領(lǐng)域和仿真領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用研究。通常有 2 種定義： (1)虛擬裝配是一種零件模型按約束關(guān)系進(jìn)行重新定位的過程，是有效分析產(chǎn)品設(shè)計合

42、理性的一種手段。該定義強調(diào)虛擬裝配技術(shù)是一種模型重新進(jìn)行定 第 6 章 基于 Pro/ENGINEER 的虛擬裝配技術(shù)研究26位、分析過程。 (2)虛擬裝配是根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計的形狀特性、精度特性，真實地模擬產(chǎn)品三維裝配過程，并允許用戶以交互方式控制產(chǎn)品的三維真實模擬裝配過程，以檢驗產(chǎn)品的可裝配性。 本章結(jié)合焊接小車研制的特點，給出如下的定義：虛擬裝配是在計算機上完成產(chǎn)品零部件的實體造型，并且進(jìn)行計算機裝配、干涉分析等多次協(xié)調(diào)的設(shè)計過程，實現(xiàn)產(chǎn)品的三維設(shè)計過程與零部件裝配過程的高度統(tǒng)一。虛擬裝配技術(shù)在機械設(shè)計的應(yīng)用研究中，是一種全新的設(shè)計概念，它為產(chǎn)品的研制提供了一種新的設(shè)計方法與實施途徑，它的成功

43、依賴于對產(chǎn)品總體設(shè)計進(jìn)程的控制。同時，產(chǎn)品的零部件模型數(shù)據(jù)的合理流動與彼此共享是實現(xiàn)虛擬裝配技術(shù)的基礎(chǔ)。虛擬裝配包括設(shè)計過程、過程控制和裝配仿真三部分。6.2 虛擬裝配基本設(shè)計思想及內(nèi)涵 6.2.1 以設(shè)計為中心的虛擬裝配 以設(shè)計為中心的虛擬裝配（Design-Centered Virtual Assembly）是指在產(chǎn)品三維數(shù)字化定義應(yīng)用于產(chǎn)品研制過程中，結(jié)合產(chǎn)品研制的具體情況，突出以設(shè)計為核心的應(yīng)用思想，這表現(xiàn)在以下三個層次，如圖 1 所示。 第 6 章 基于 Pro/ENGINEER 的虛擬裝配技術(shù)研究27圖 1 虛擬裝配層次圖 6.2.2 面向裝配的設(shè)計（DFA） 即在設(shè)計初期把產(chǎn)品設(shè)

44、計過程與制造裝配過程有機結(jié)合，從設(shè)計的角度來保證產(chǎn)品的可裝配性。引入面向產(chǎn)品裝配過程的設(shè)計思想，使設(shè)計的產(chǎn)品具有良好的結(jié)構(gòu)，能高效地進(jìn)行物理裝配，能在產(chǎn)品研制初期使設(shè)計部門與制造部門之間更有效地協(xié)同工作。 自頂向下（Top-down）的并行產(chǎn)品設(shè)計（CPD） 并行產(chǎn)品設(shè)計是對產(chǎn)品及其相關(guān)過程集成、并行地進(jìn)行設(shè)計，強調(diào)開發(fā)人員從一開始就考慮產(chǎn)品從概念設(shè)計直至消亡的整個生命周期里的所有相關(guān)因素的影響，把一切可能產(chǎn)生的錯誤和矛盾盡可能及早發(fā)現(xiàn)，以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。 6.2.3 與 Master Model 相關(guān)的可制造性設(shè)計和可裝配性設(shè)計 產(chǎn)品研制是多部門的協(xié)同工作過程，

45、各部門間的合作往往受到各個企業(yè)的生產(chǎn)條件等方面的限制，結(jié)合各個企業(yè)的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)特性，改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計模型的可制造性、可裝配性，減少零部件模型的數(shù)量和特殊類型，減少材料種類，使用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的零部件，是非常必要的。以不同階段的 Master Model 為核心，可以保證產(chǎn)品研制的不同階段數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完整一致，保證產(chǎn)品研制的各個部門協(xié)同工作，實現(xiàn) CAD/CAM/CAE 系統(tǒng)的高度集成，有效提高產(chǎn)品的可制造性和可裝配性。 6.3 以過程控制為中心的虛擬裝配 以過程控制為中心的虛擬裝配（Process-Centered Virtual Assembly）主要 第 6 章 基于 Pro/ENGINEER

46、 的虛擬裝配技術(shù)研究28包含以下兩方面內(nèi)容。 6.3.1 實現(xiàn)對產(chǎn)品總體設(shè)計進(jìn)程的控制 在產(chǎn)品數(shù)字化定義過程中，結(jié)合產(chǎn)品研制特點，人為地將虛擬裝配技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計過程，該過程可以劃分為三個階段：總體設(shè)計階段、裝配設(shè)計階段和詳細(xì)設(shè)計階段。通過對三個設(shè)計階段的控制，實現(xiàn)對產(chǎn)品總體設(shè)計進(jìn)程的控制，以及虛擬裝配設(shè)計流程。 （1）總體設(shè)計階段?？傮w設(shè)計階段是產(chǎn)品研制的初期階段，在此階段進(jìn)行產(chǎn)品初步的總體布局，主要包括：建立主模型（Master Model）空間；進(jìn)行產(chǎn)品初步的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)總體布局。 （2）裝配設(shè)計階段。裝配設(shè)計階段為產(chǎn)品研制的主要階段，在此階段產(chǎn)品三維實體模型設(shè)計已經(jīng)基本完成，主要包括：

47、產(chǎn)品模型空間分配（裝配區(qū)域、裝配層次的劃分）；具體模型定義（建立幾何約束關(guān)系、三維實體模型等）以及應(yīng)力控制。 （3）詳細(xì)設(shè)計階段。詳細(xì)設(shè)計階段為產(chǎn)品研制的完善階段，在此階段完成產(chǎn)品三維實體模型的最終設(shè)計，主要包括 ：完成產(chǎn)品三維實體模型的最終設(shè)計，進(jìn)行產(chǎn)品模型的計算機裝配，進(jìn)行全機干涉檢查。 6.3.2 過程控制管理 過程模型包含了產(chǎn)品開發(fā)的過程描述、過程內(nèi)部相互關(guān)系和過程間的協(xié)作等方面內(nèi)容。通過對過程模型的有效管理，實現(xiàn)對工程研制過程中各種產(chǎn)品設(shè)計結(jié)果和加工工藝等產(chǎn)品相關(guān)信息的管理，從而實現(xiàn)優(yōu)化產(chǎn)品開發(fā)過程的目的。 第 6 章 基于 Pro/ENGINEER 的虛擬裝配技術(shù)研究296.4 仿

48、真為中心的虛擬裝配 以仿真為中心的虛擬裝配（Simulate-Centered Virtual Assembly）是在產(chǎn)品裝配設(shè)計模型中，融入仿真技術(shù)，并以此來評估和優(yōu)化裝配過程。其主要目標(biāo)是評價產(chǎn)品的可裝配性。 6.4.1 優(yōu)化裝配過程 目的是使產(chǎn)品能適應(yīng)當(dāng)?shù)鼐唧w情況，合理劃分成裝配單元，使裝配單元能并行地進(jìn)行裝配。 6.4.2 可裝配性評價 主要是評價產(chǎn)品裝配的相對難易程度，計算裝配費用，并以此決定產(chǎn)品設(shè)計是否需要修改。 6.5 應(yīng)用研究 6.5.1 基礎(chǔ)應(yīng)用環(huán)境 虛擬裝配技術(shù)在焊接小車設(shè)計中的應(yīng)用，需要以一定的基礎(chǔ)應(yīng)用環(huán)境作為平臺，主要包括以下幾個方面：協(xié)同工作環(huán)境、統(tǒng)一的信息編碼系統(tǒng)以

49、及機械通用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。 （1）協(xié)同工作環(huán)境。有一個協(xié)同工作的基礎(chǔ)環(huán)境，實現(xiàn)支持異地設(shè)計、異地裝配、異地測試的工作環(huán)境，特別是基于網(wǎng)絡(luò)的三維圖形的異地快速傳遞、過程控制、人機交互的基礎(chǔ)環(huán)境是非常必要的。 第 6 章 基于 Pro/ENGINEER 的虛擬裝配技術(shù)研究30（2）統(tǒng)一的信息編碼系統(tǒng)。焊接小車的設(shè)計是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，各項工程數(shù)據(jù)在 IPT 內(nèi)部以及 IPT 之間進(jìn)行合理流動，因此有效的管理是實現(xiàn)虛擬裝配技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，必須能夠?qū)崿F(xiàn)平臺的協(xié)同設(shè)計，又能對各種產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和傳遞，保證在正確的時間把正確的信息以正確的方式傳遞給正確使用的人。因此，采用統(tǒng)一的信息編碼系統(tǒng)是一項重要的應(yīng)用基

50、礎(chǔ)環(huán)節(jié)。 （3）機械通用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。虛擬裝配技術(shù)如果要實現(xiàn)行業(yè) CAD/CAE/CAPP/CAM技術(shù)的有效集成和廠所之間的數(shù)據(jù)交換，必須采用機械通用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。 6.5.2 焊接小車部件級產(chǎn)品實施方法及途徑 軟硬件環(huán)境 硬件：COMPAQ 服務(wù)器一臺；P4，2.7G，1M 內(nèi)存的微機 8 臺。 軟件：Pro/ENGINEER 2001 及其支持環(huán)境。 焊接小車的傳動裝置虛擬裝配技術(shù)應(yīng)用研究 我們選擇傳動裝置的虛擬裝配技術(shù)應(yīng)用研究作為工程實例，對虛擬裝配技術(shù)的工程應(yīng)用思想、方法、具體實施途徑作進(jìn)一步研究，為下一階段整個小車的應(yīng)用提供一種基本的理論支持。 （1）總體設(shè)計階段。IPT 根據(jù)小車總體設(shè)計要

51、求以及基本的總體設(shè)計參數(shù)，建立蝸輪蝸桿和齒輪的主模型空間，并進(jìn)行初步的總體布局?？傮w設(shè)計階段的模型如圖 2 所示。在此階段，主要包括以下基本步驟：根據(jù)已有工程圖樣建立粗糙模型；布置部分初始模型（蝸輪、蝸桿、齒輪等）；對系統(tǒng)構(gòu)件進(jìn)行初步布置、建立初始模型。 第 6 章 基于 Pro/ENGINEER 的虛擬裝配技術(shù)研究31圖 2 總體設(shè)計階段模型 本階段結(jié)束時，必須凍結(jié)已經(jīng)建立的產(chǎn)品主模型空間，作為模型設(shè)計共享的基礎(chǔ)。 （2）裝配設(shè)計階段。這是小車模型具體建立階段。本階段主要包括以下基本步驟：建立各部件的實體模型；定義具體結(jié)構(gòu)裝配的分解線路（建立裝配層次、裝配區(qū)域）；建立模型間的具體裝配約束（C

52、onstraints）關(guān)系；從共享數(shù)據(jù)庫中提取相應(yīng)的結(jié)構(gòu)模型； 進(jìn)行計算機裝配（Computer Mock-Up，簡稱CMU），以及進(jìn)行干涉檢查。 （3）詳細(xì)設(shè)計階段。本階段完成焊接小車所有零件的設(shè)計工作，保證小車內(nèi)所有零件干涉自由，設(shè)計模型如圖 3 所示。 圖 3 詳細(xì)設(shè)計階段模型 第 6 章 基于 Pro/ENGINEER 的虛擬裝配技術(shù)研究326.6 結(jié)束語 虛擬裝配的應(yīng)用研究在國內(nèi)研究所才剛剛起步，無論是在船舶、飛機、機械等領(lǐng)域的產(chǎn)品研制與開發(fā)中，還是在其他的輕工藝產(chǎn)品的開發(fā)中，人們已經(jīng)逐漸地認(rèn)識到虛擬裝配所能發(fā)揮的巨大作用和發(fā)展?jié)摿?。在焊接小車的設(shè)計過程中采用的裝配思想改變了產(chǎn)品研制

53、人員的研制習(xí)慣和觀念，采用合理的虛擬裝配應(yīng)用方法、建立一定的組織機構(gòu)是實現(xiàn)虛擬裝配的核心，產(chǎn)品數(shù)據(jù)在研制中的合理管理和流動是實現(xiàn)虛擬裝配的基礎(chǔ)。 33參考文獻(xiàn)1王杰強主編.Pro/ENGINEER Wildfire 造型設(shè)計.北京：兵器工業(yè)出版社，20042閔好年，張淑珍主編.Pro/ENGINEER 2003 模具設(shè)計案例教程.北京：冶金工業(yè)出版社，20043林清安主編.Pro/ENGINEER 2001 模具設(shè)計.北京：清華大學(xué)出版社，20044吳石林主編.Pro/ENGINEER Wildfire 模具設(shè)計及數(shù)控加工.北京：國防工業(yè)出版社，20045楊峰主編.Pro/ENGINEER Wildfire 模具設(shè)計.北京：人民郵電出版社，20046曹巖.程維中等主編.Pro/ENGINEER Wildfire 模具設(shè)計實例精解.北京：機械工業(yè)出版社，20057陳國聰主編.CAD/CAM 應(yīng)用軟件Pro/ENGINEER 訓(xùn)練教程.北京：高等教育出版社，20038阮鋒，黃珍媛等主編.Pro/ENGINEER 2001 模具設(shè)計與制造實用教程.北京：機械工業(yè)出版社，2003