李奇福

（新疆中收農(nóng)牧機(jī)械有限公司，新疆 烏魯木齊 830013）

Pro/E在農(nóng)機(jī)件模具設(shè)計中的應(yīng)用分析

李奇福

（新疆中收農(nóng)牧機(jī)械有限公司，新疆 烏魯木齊 830013）

Pro/E是一款功能強(qiáng)大的三維造型軟件，在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域具有重要地位。通過Pro/E對農(nóng)機(jī)件模具進(jìn)行設(shè)計，可以大大提高農(nóng)業(yè)機(jī)械制造的效率和質(zhì)量。文章介紹了Pro/E的特點(diǎn)及其在農(nóng)機(jī)件模具設(shè)計中的優(yōu)勢，及國內(nèi)外沖模CAD技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，最后以拖拉機(jī)某零件的沖壓模具設(shè)計為例，分析了Pro/E在農(nóng)機(jī)件模具設(shè)計中的具體應(yīng)用。

Pro/E；CAD；農(nóng)業(yè)機(jī)械；三維造型；模具設(shè)計

在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中，模具加工具有非常關(guān)鍵的地位。許多農(nóng)業(yè)機(jī)械的重要部件都是使用冷沖壓模制造的，例如拖拉機(jī)覆蓋件、車門、儀表盤、底盤、閥門等等，以及其它農(nóng)業(yè)機(jī)械中的零部件。但是采用模具生產(chǎn)制件具有高精度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗等苛刻的要求，并且模具本身的價值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模具制件，因此模具生產(chǎn)技術(shù)水平己成為衡量農(nóng)業(yè)機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志。

1 Pro/E概述

（1）常用的CAD三維建模軟件。目前農(nóng)業(yè)機(jī)械中常用的CAD三維建模主流軟件有Pro/E、UG、SolidWorks和國產(chǎn)CAD。①UG是由美國EDS公司研發(fā)的，集多種設(shè)計功能與一體，在三維技術(shù)和三維視圖方面有很強(qiáng)的配置，在各種復(fù)雜機(jī)械設(shè)計中有著很廣泛的應(yīng)用。②PRO/E是美國參數(shù)技術(shù)公司研發(fā)的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件，其總體功能不如UG強(qiáng)大，但在實際機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域中得到了非常廣泛的應(yīng)用。③SolidWorks是世界上第一個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，它遵循易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則，可以很好地與第三方軟件進(jìn)行集成，一度成為全球最受歡迎的三維CAD/CAM軟件。

（2）Pro/E的特點(diǎn)和優(yōu)勢。①參數(shù)化設(shè)計和特征功能。Pro/E是采用參數(shù)化設(shè)計的、基于特征的實體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。②單一數(shù)據(jù)庫。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個庫，使每一個獨(dú)立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作。設(shè)計過程中任何一處發(fā)生改動，都可以前后反映在整個設(shè)計過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。③全相關(guān)性。Pro/E的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處進(jìn)行修改，能夠擴(kuò)展到整個設(shè)計中，同時自動更新所有的工程文檔。全相關(guān)性鼓勵在開發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，使并行工程成為可能。

（3）Pro/E在農(nóng)機(jī)件模具設(shè)計中的優(yōu)勢。Pro/E在農(nóng)機(jī)件模具設(shè)計中具有廣而博的通用性，并且具有許多企業(yè)所要求的特定功能，自身帶有冷沖模設(shè)計系統(tǒng)，國家標(biāo)準(zhǔn)可以較好地與國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合。在追求效益的今天，利用Pro/E軟件開發(fā)農(nóng)機(jī)件冷沖模可以加快設(shè)計速度，減少了設(shè)計人員的工作量，并且設(shè)計的差錯率也會減少，設(shè)計的模具結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化。并且，隨著模具檢測、分析軟件的不斷發(fā)展，將在設(shè)計完成而尚未投入到實際生產(chǎn)時發(fā)現(xiàn)設(shè)計的缺陷，進(jìn)而進(jìn)行修改，從而將實際加工的損耗降到最低，真正達(dá)到優(yōu)化設(shè)計的目的。同時，當(dāng)今處于網(wǎng)絡(luò)時代，各種設(shè)計資源、各種資訊都可以迅速通過互聯(lián)網(wǎng)達(dá)到共享，從而使Pro/E設(shè)計變得更快捷、高效。

2 國內(nèi)外沖模CAD技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

（1）國外沖模CAD技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品對模具的需求愈來愈高。傳統(tǒng)的模具設(shè)計與制造方法不能適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品及時更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求。因此，國外先進(jìn)工業(yè)國家對模具CAD/CAM技術(shù)的開發(fā)非常重視。早在20世紀(jì)60代初期，國外一些飛機(jī)和汽車制造公司就開始了CAD/CAM的研究工作，投入了大量人力和物力。在歐美，CAD/CAM/CAE己成為沖模企業(yè)普遍應(yīng)用的技術(shù)。

（2）國內(nèi)沖模CAD技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀。我國的CAD技術(shù)起步于20世紀(jì)60年代末，許多高校早在20世紀(jì)80年代就開始從事此方面的系統(tǒng)研究工作。目前我國沖模行業(yè)應(yīng)用的模具CAD/CAM軟件可以分為兩大類：一是機(jī)械行業(yè)內(nèi)通用的CAD/CAM，如UG、SOLIDEDGE、AutoCAD、SolidWorks、Pro/E等。二是專門針對模具行業(yè)開發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)，如上海交大的冷沖模CAD系統(tǒng)。

（3）我國在CAD技術(shù)上存在的問題。雖然我國農(nóng)機(jī)制造CAD技術(shù)應(yīng)用上有所突破，但仍然存在著許多問題，主要體現(xiàn)在：①CAD技術(shù)推廣普及不夠。在一些中小型企業(yè)，許多人不了解CAD，對CAD的認(rèn)識還僅僅停留在繪圖階段。在制造業(yè)領(lǐng)域，利用CAD進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計的覆蓋率不到5%，這主要是由于宣傳不夠、資金不足所造成的。②重引進(jìn)不重吸收。許多農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)在引進(jìn)模具CAD/CAM技術(shù)時存在著盲目性，對所購買的軟件特點(diǎn)不了解，軟件的適用性不強(qiáng)。引進(jìn)后只是進(jìn)行了簡單培訓(xùn)，沒有積極鉆研，未能充分發(fā)揮CAD的作用，造成了極大的浪費(fèi)。③國內(nèi)模具CAD/CAM研發(fā)水平還處于初級階段，具有獨(dú)立自主版權(quán)少，可靠性差，集成化程度低，維護(hù)工作差，產(chǎn)業(yè)化程度不高，競爭力不強(qiáng)，功能和穩(wěn)定性方面與國外先進(jìn)軟件還有很大差距，難以在市場上立足。

3 Pro/E沖壓模具設(shè)計舉例

（1）設(shè)計要求。該沖壓模具主要由上下模座、凸凹模、推件器、卸料版、彈簧、導(dǎo)柱導(dǎo)套、模柄等部件組成。先獨(dú)立設(shè)計出各部件的三維結(jié)構(gòu)，然后采用Pro/E自上而下的設(shè)計方法，建立產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)。裝配設(shè)計的頂層定義產(chǎn)品設(shè)計的主要控制參數(shù)和主要結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)描述。這些模型數(shù)據(jù)將被其它更低層次的零件所引用，從而完成零件細(xì)節(jié)設(shè)計，及至最終產(chǎn)品的控制和修改。

（2）設(shè)計步驟。①理解設(shè)計模型。了解主要的設(shè)計參數(shù)、關(guān)鍵的設(shè)計結(jié)構(gòu)和設(shè)計約束等設(shè)計情況。②主體結(jié)構(gòu)造型。找出模型的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，如主要輪廓和關(guān)鍵定位孔等結(jié)構(gòu)。如果一個結(jié)構(gòu)不能直接用三維特征造型來完成，用戶就需要找到該結(jié)構(gòu)的某個二維輪廓特征，然后用拉伸、旋轉(zhuǎn)或掃描的方法，還有全面造型的方法來建立該模型。③零件相關(guān)設(shè)計。比較復(fù)雜的造型特征，應(yīng)該盡可能早地引入相關(guān)參數(shù)。如果用戶能夠預(yù)見一些造型特征可能會實現(xiàn)不了，應(yīng)盡可能將其放在前期加以解決。這樣可以盡早發(fā)現(xiàn)問題，并尋找替代方案。④細(xì)節(jié)特征造型。細(xì)節(jié)特征造型一般放在造型的后期階段；不要在造型早期階段進(jìn)行這些細(xì)節(jié)設(shè)計，這樣會大大加長用戶的設(shè)計周期。⑤總體裝配。確保所有零部件已準(zhǔn)確繪制完成后，按照“先內(nèi)后外，先簡后繁，先大后小，先實體后銷鍵”的原則進(jìn)行裝配。模具總裝效果如圖1所示。

圖1 沖壓模具總裝效果圖

4 結(jié)語

采用Pro/E可以避免在農(nóng)機(jī)件冷沖模設(shè)計過程中的重復(fù)勞動、提高CAD的運(yùn)作效率、縮短模具產(chǎn)品開發(fā)周期。我國在積極引進(jìn)農(nóng)民急需的經(jīng)濟(jì)實用、先進(jìn)可靠的農(nóng)業(yè)機(jī)械的同時，更要消化發(fā)達(dá)國家的農(nóng)業(yè)機(jī)械新技術(shù)，努力提高我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平，以適應(yīng)工業(yè)化發(fā)展的需要。

［1］邵慶.基于Pro/E的農(nóng)業(yè)機(jī)械虛擬仿真平臺建設(shè)［J］.農(nóng)機(jī)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：機(jī)械設(shè)計。