1 　引言

    計算機輔助設計軟件Pro/ E 是一個參數化的實體造型軟件,不但能生成真實的幾何形體,還可進行精確的模型分析,運動分析,干涉檢查等。Pro/ E 的參數化特征造型技術大大減輕了設計人員的繪圖工作量,提高了產品設計的效率和質量,利用Pro/ E相應的開發工具及技術開發沖壓模具計算機輔助設計(CAD) 系統,可實現零件設計、裝配設計、加工設計等同時進行,從而達到縮短模具的生產制造周期,提高產品質量的目的。

    2 　沖壓模CAD 系統的構成

    沖壓模具按工藝性質可分為沖裁模、彎曲模、拉伸模、成形模等,無論何種模具,基本上都需要上、下模體、導向裝置、壓料裝置、定位裝置等,因此沖壓模具CAD 系統是集沖壓模具設計系統、沖壓模具加工仿真、沖壓模具工作仿真為一體的方便易用的設計系統,系統構成如圖1 所示。圖2 為該系統在Pro/ E環境下運行的一個界面。

    3 　Pro/ E參數化技術在沖壓模具CAD 系統中的應用

    Pro/ E 軟件在提供強大的設計、分析、制造功能的同時,也為用戶提供了多種參數化設計開發工具。沖壓模具中既包含大量的標準件和常用件,也包含一些專用件,在對零件進行設計和應用時,應用Pro/E 的二次開發工具,如族表( Family Table) , Pro/ Pro2gram ,Pro/Toolkit 等進行開發,可以高效快速地進行設計。

    3. 1 　基于Pro/ E 的參數化設計開發步驟

    基于Pro/ E 的參數化設計開發一般有3 個步驟: ①利用Pro/ E 的實體造型及參數驅動功能,進行零件的建模; ②對所建的模型進行參數、以及參數間關系設定,從而滿足參數驅動的需要—利用工具菜單中的關系下拉菜單進行; ③利用Pro/ E 提供的工具進行參數化設計開發。

    3. 2 　參數化設計開發及應用

    (1) 族表技術的應用

    在零件設計時,如果某些零件結構一樣,只是尺寸不同,那么這些零件就不必一一單個建立,可建立一個父零件,定義各個控制零件形狀大小的參數,在設計時通過改變各個參數的值來得到所需要的衍生件,從而建立一系列的零件,這些零件組成的集合稱為族表。由于標準件的結構形狀和尺寸都已經標準化,故模具設計系統中的標準件庫采用族表技術開發,從而方便快捷地達到設計目的,圖3 為利用族表設計零件的界面。在建立父零件時應注意以下2 個問題:

    ①父零件一般采用同類型標準件中尺寸最大的標準件。

    ②父零件應包含同類型標準件的所有特征。

(2) Pro/Program技術的應用

Pro/Program是一個記錄模型建立過程的文件，它記錄著模型產生的步驟和條件，包括所有的特征的建立過程、參數、尺寸和關系式等模型信息，系統將建立的每個特征的信息寫到程序中，用戶可以通過編輯非常簡單的程序語言改變零件的特征。通過“program”可以控制零件中特征的出現與否，尺寸的大小和裝配件中零件的出現與否，零件的個數等，從而很方便地設計一系列不同的產品。由于常用件的結構形狀和尺寸比較相似，故采用Program 技術進行模具設計系統中常用件庫的開發。

Pro/Program程序由5 個部分順序構成：程序標題、輸入提示信息、輸入關系式、添加特征(或零件) 、和質量特性，用戶可根據需要在輸入提示信息部分( INPUT和END INPUT) 之間加入可修改的參數名即可。

(3) 基于Pro/Toolkit 開發的參數化設計技術應用

基于Pro/Toolkit 三維參數化設計的開發方法有2 種：①應用特征描述法利用Pro/Toolkit 提供的底層函數完成特征建模，并建立人機對話框，實現三維參數化設計，此方法程序設計繁瑣，對于形狀復雜的產品來說，用程序來生成三維模型非常困難; ②采用三維模型與程序控制相結合的方式，基本過程為在Pro/E環境下利用交互方式生成三維模型，然后在已創建的零件三維模型的基礎上，根據零件的設計要求建立一組可以完全控制三維模型形狀和大小的設計參數。參數化程序針對該零件的設計參數進行編程，實現設計參數的檢索、修改和根據新的參數值生成新的三維模型的功能，其流程如圖4 所示。此種方法可以生成形狀復雜的產品模型，編程相對來說較簡單