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关于运用ProE软件进行机械零件设计探讨 　　摘 要: 目前三维软件已被广泛应用于铸件、铸造模具三维设计,以提高铸造模具的设计、制造精度,缩短模具开发周期,同时运用各种虚拟技术,尽早地发现问题和解决问题。结合工作实际经验，本文以某型号连接盘为例,对Pro/ E 软件在零件、铸件到铸造模具设计中的应用作了探讨。可供同行参考。 　　关键词:壳体零件;铸造模具; 起模斜度; Pro/ E 　　 　　前言： 　　传统的机械零件设计是在二维状态进行的,基本依靠经验进行设计,设计中为保证零件质量要求,要加大加工余量,添加各种工艺补正量 ,模具制造中还要根据实际情况及时调整,有时还会有返工情况,使模具制造周期长、费用高、铸件精度不高,甚至装配中发生干涉现象。随着数控加工设备在模具制造业中的广泛使用,使得复杂壳体类零件可以通过加工保证形状,但铸造模具的设计仍普遍停留在二维设计上,加工制造中将二维数据转换成三维数据进行加工,上述各种问题的影响依然存在。 　　以某型号连接盘为例,研究了使用Pro/ E 软件进行从零件、铸件到铸造模具的设计过程。阐述了产品开发中零件的建模应兼顾制造时的各种工艺建模,其中详述了为使铸件及铸造模具的设计顺利进行, 零件和铸件三维建模过程应遵循的一定顺序及一些技巧。铸造模具建模前先建工艺模型,对型芯头、起模斜度等工艺措施在工艺模型中给予建立,然后用工艺模型将型芯和外模分拆出来,可减少分别建模时可能出现的失误,提高模具的精度,缩短产品的市场化周期。 　　一、运用Pro/E软件进行零件的三维建模 　　在零件三维建模时,先对零件的形状特征进行建模。各种螺孔、联接孔等非铸出孔特征,应尽量用拉伸去材料或放置特征在最后建立,如有需要在前期建立的,其他特征的建立尽量不要以其为基准。所有的圆角特征应尽量在最后建立,以方便进行铸件三维建模时,能先去除这些特征,待添加机械加工余量、工艺补正量和起模斜度以及一些工艺装置后,再重新建立相应的圆角特征。外型和内腔有相对齐特征时(主要是一些圆台) ,要分别进行建模,否则建立起模特征时,操作麻烦,同时容易产生失误。 　　设计中为了方便,零件建模至需建立非铸??孔及圆角特征时,将已完成的零件模型保存一份副本命名为铸件数模,用来进行铸件三维建模,以减轻铸件三维建模中的工作量。 　　继续添加所有非铸出孔特征及圆角特征,完成零件的最终建模(见图1) 。 　　二、运用Pro/E软件进行铸件的三维建模 　　1、对零件三维数模整理 　　对三维零件的各组成特征及建模过程进行仔细分析,如果零件是按一般方法进行建模的,应去除所有非铸出的孔特征(与其他特征的建立没有关联) ;对于与其他特征建立有关联的非铸出的孔特征,应采用拉伸加材料的方法进行填充。确定分型面和上下型。 　　按一定间距分别对壳体两个方向壁厚进行检测(见图2a) ,防止局部有壁厚过薄情况出现,同时对厚大部位的尺寸进行工艺分析,采取适当的工艺措施防止缩孔、缩松等铸造缺陷的产生。 　　对于外模或泥芯中有尖角砂处要及时处理,见图2b ,该处出现仅厚5 mm 的尖角砂块,因该处形状复杂,无法用倒圆角的方法处理,可先将非加工面按要求倒圆角(见图2c) ,再将过渡部分以圆弧根为轨迹,以多段圆弧线组成的截面进行扫描形成实体来解决这一问题(见图2d) 。 　　2、机械加工余量 　　对于需铸出的孔,按工艺要求添加相应的机械加工余量。对于需机械加工的面,按工艺要求对位于上型面、下型面和侧面等不同的位置分别添加相应的机械加工余量。对于影响零件形状的已有倒圆角,要先去掉这些特征,再添加机械加工余量,倒圆角特征在完成起模特征建立后再加,不然就无法完成起模斜度的添加。 　　3、工艺补正量 　　由于铸铁件的熔炼,每一炉次化学成分都有一定的波动,每一个铸件的浇注温度都不同,使得铸件的收缩率在一定的范围内变化,造成铸件的尺寸存在一定的误差,同时分箱造型的铸件都存在大小不一的错箱,因此为了保证各螺孔以及法兰的强度,对于部分圆台、法兰采用加材料的方法添加相应的工艺补正量。 　　添加分型面处各侧面机械加工余量时,一般此处起模特征以分型面为起模枢轴进行双侧起模建模,相当于负起模斜度。如果工艺要求为正起模斜度或正负起模斜度时,机械加工余量要增加相对应的值;同时为保证法兰的强度,法兰的非加工侧,也应增加相应的工艺补正量(见图3) 。 　　4、起模特征 　　因需建立起模的面较多,工作量较大,为防止遗漏,将所有需要起模的面着色(见图4) ,逐个进行起模操作。 　　由Pro/ E 的起模操作可知,起模只能在平面、圆柱面和样条曲线上形成一个起模斜面,当曲面上具有圆角特征时,不能生成起模特征,此时必须先去除与需进行起模相关的所有圆角特征,加入起模特征,然后再加入圆角特