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摘要： 本文结合塑料模具设计及其数控加工实例，利用Pro/E进行塑料零件的模具设计，并导入MasterCAM进行数控加工。该方法有效结合Pro/E在模具设计和MasterCAM在数控加工的方面的技术优势，缩短了模具CAD/CAM周期，降低了模具开发成本，提高了设计与加工效率。
Abstract： Taking the plastic mould design and NC machining as an example， this paper introduces a new method of mould design by Pro/ENGINERE and NC machining by MasterCAM. By the combination of techniacal advantages with Pro/ENGINERE
关键词： 模具设计；CAD/CAM；Pro/E；MasterCAM
Key words： mould design；CAD/CAM；Pro/ENGINERE；MasterCAM
1006-4311（2013）14-0050-02
0 引言
随着信息技术、CAD/CAM技术的飞速发展，基于设计人员自身经验的二维模具设计与加工方式越来越难以适应现代化生产和集成化技术的要求，一些先进CAD/CAM软件不断应用到塑料模具的产品设计和制造过程中，其中Pro/E具有优越的实体造型及曲面造型功能、突出的参数化设计功能，使其成为模具设计的主流CAD软件，而MasterCAM软件优越的二维、三维加工功能使模具设计人员设计的复杂产品零件时加工思路明确，刀具设置更加人性化，其突出的程序后处理功能能够直接生成适合数控机床的数控程序代码，具有易于上手、可靠性高、实用性好等特点。因此，在模具设计及制造的过程中，利用Pro/ENGINERE可以方便快捷地进行三维实体造型设计，生成模具成型零件实体图。从Pro/E中提取加工信息转换到MasterCAM中，采用MasterCAM迅速自动生成数控代码。此方法有效地缩短模具设计及制造周期，降低了开发成本，提高了加工效率，具有明显的经济和社会效益。现以塑料桶盖的模具实例形式，阐述Pro/E和MasterCAM软件两者相结合在塑料模具设计及数控加工的应用。
1.2 加载塑料桶盖模具参考模型 在Pro/ENGINERE
1.6 分型面的创建 通过特征→型腔组件→侧面影像，生成侧面影像曲线，再利用该曲线创建分型面。
1.7 创建模具体积块 利用刚创建的分型面，将工件分割成两个模具体积块，完成公模、母模体积块的创建。
1.8 抽取模具元件 体积块本身是没有质量的三维封闭曲面，通过此功能将体积块变成实体零件。
1.9 铸模、开模仿真 利用铸模浇注模拟产生浇注件，模具设计人员可对此浇注件与参照模型是否一致判断设计的模具型腔及各模具元件是否正确。
通过模具进料孔设置，实现模具开模步骤的静态仿真，如图2所示。
2.2 MasterCAM工艺路线设置[4] 根据此模具外形特点，利用MasterCAM X3加工工艺路线设置如图3所示。
2.3 MasterCAM数控仿真加工 在设置好刀具加工工艺路径后，使用MasterCAM X3的verify刀具验证模块对刀具轨迹进行验证和数控仿真加工，模拟塑料桶盖模具的实体加工过程，模拟其凹模、凸模模加工过程。通过模拟加工，可以检测参数设置是否合理，加工过程是否存在干涩、设备的运行动作是否正确、实际零件是否符合加工设计要求[5]。
2.4 生成后处理生成NC程序 MasterCAM系统的Post后处理功能能自动生成加工此模具的NC代码程序，可在数控机床上直接进行模具加工。
3 结语
在塑料模具设计与制造中，采用Pro/E进行零件三维造型设计及模具设计，并导入MasterCAM进行数控加工，这种基于Pro/E与MasterCAM的模具CAD/CAM模式可使模具设计与制造实现一体化，从而缩短模具缩短开发设计与制造周期，为企业提供一种新的CAD/CAM综合方案。
参考文献：
肖正明，刘建雄.Pro/E Cimatron环境下塑料模具设计与加工[J].电加工与模具，2005（05）：38-40.
邓发云.基于CAD/CAM的零件三维造型设计与数控加工[J].机械制造与自动化，2010，6，39（3）：142-145.
[3]门超，王艳丽.Pro/E结合MasterCAM在模具设计制造中的应用[J].机械管理开发，2007，8，97（4）：128-131.
[4]张斌.CAD/CAM软件应用——Pro/E三维设计与MasterCAM数控加工[M].北京：高等教育出版社，2010.
[5]贾坤鑫.MasterCAM在零件数控加工编程中的应用[J].郑州轻工工业学院学报，2012，6，27（3）：102-104.
Abstract： Taking the plastic mould design and NC machining as an example， this paper introduces a new method of mould design by Pro/ENGINERE and NC machining by MasterCAM. By the combination of techniacal advantages with Pro/ENGINERE
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in mould design and MasterCAM in NC machining， the CAD/CAM cycle of mould is effectively cut down， the development cost can be reduced， and it also improves the efficiency of design and machining.关键词： 模具设计；CAD/CAM；Pro/E；MasterCAM
Key words： mould design；CAD/CAM；Pro/ENGINERE；MasterCAM
1006-4311（2013）14-0050-02
0 引言
随着信息技术、CAD/CAM技术的飞速发展，基于设计人员自身经验的二维模具设计与加工方式越来越难以适应现代化生产和集成化技术的要求，一些先进CAD/CAM软件不断应用到塑料模具的产品设计和制造过程中，其中Pro/E具有优越的实体造型及曲面造型功能、突出的参数化设计功能，使其成为模具设计的主流CAD软件，而MasterCAM软件优越的二维、三维加工功能使模具设计人员设计的复杂产品零件时加工思路明确，刀具设置更加人性化，其突出的程序后处理功能能够直接生成适合数控机床的数控程序代码，具有易于上手、可靠性高、实用性好等特点。因此，在模具设计及制造的过程中，利用Pro/ENGINERE可以方便快捷地进行三维实体造型设计，生成模具成型零件实体图。从Pro/E中提取加工信息转换到MasterCAM中，采用MasterCAM迅速自动生成数控代码。此方法有效地缩短模具设计及制造周期，降低了开发成本，提高了加工效率，具有明显的经济和社会效益。现以塑料桶盖的模具实例形式，阐述Pro/E和MasterCAM软件两者相结合在塑料模具设计及数控加工的应用。
1 Pro/E的三维造型及模具设计流程
基于Pro/ENGINERE5.0环境下的模具设计流程图[3]如图1所示。
1.1 Pro/ENGINERE环境下进行零件的三维实体造型创建 Pro/ENGINERE 5.0具有强大的实体造型及曲面造型功、突出强大的参数化设计功能能进行三维实体设计。建模过程如下：①根据零件图绘制二维草绘设计图；②运用拉伸、旋转、抽壳、筋、倒圆角等命令创建基础实体特征； ③运用扫描切割、边界混合、曲面合并实体化等功能修改基础特征。1.2 加载塑料桶盖模具参考模型 在Pro/ENGINERE
5.0环境下，模具模型→装配→参照模型载入桶盖的三维实体造型。
1.3 模具参考模型的检测分析 为了检验模具零件三维设计的正确性，需利用Pro/ENGINERE 5.0的分析功能对参考模型进行厚度、拔模等检测，以判断这些实体特征是否符合设计及加工工艺要求，如果不适合，应进行必要的修改。1.4 创建毛坯工件 毛坯工件是用于产生上模及下模的毛坯。
1.5 设置收缩率 补偿铸件体积收缩的偏差，模具设计人员只要通过设置适当的收缩率来放大参考模型，就可获得正确的尺寸。1.6 分型面的创建 通过特征→型腔组件→侧面影像，生成侧面影像曲线，再利用该曲线创建分型面。
1.7 创建模具体积块 利用刚创建的分型面，将工件分割成两个模具体积块，完成公模、母模体积块的创建。
1.8 抽取模具元件 体积块本身是没有质量的三维封闭曲面，通过此功能将体积块变成实体零件。
1.9 铸模、开模仿真 利用铸模浇注模拟产生浇注件，模具设计人员可对此浇注件与参照模型是否一致判断设计的模具型腔及各模具元件是否正确。
通过模具进料孔设置，实现模具开模步骤的静态仿真，如图2所示。
2 MasterCAM的模具数控加工
基于Pro/ENGINERE5.0环境下的模具设计流程将下：
2.1 Pro/E与MasterCAM的数据转换 上述Pro/ENGINERE 5.0环境下创建生成的塑料桶盖模具元件，通过另存为以IGES格式文件输出，即可实现模具元件的在Pro/ENGINERE与MasterCAM之间的CAD/CAM数据转换。2.2 MasterCAM工艺路线设置[4] 根据此模具外形特点，利用MasterCAM X3加工工艺路线设置如图3所示。
2.3 MasterCAM数控仿真加工 在设置好刀具加工工艺路径后，使用MasterCAM X3的verify刀具验证模块对刀具轨迹进行验证和数控仿真加工，模拟塑料桶盖模具的实体加工过程，模拟其凹模、凸模模加工过程。通过模拟加工，可以检测参数设置是否合理，加工过程是否存在干涩、设备的运行动作是否正确、实际零件是否符合加工设计要求[5]。
2.4 生成后处理生成NC程序 MasterCAM系统的Post后处理功能能自动生成加工此模具的NC代码程序，可在数控机床上直接进行模具加工。
3 结语
在塑料模具设计与制造中，采用Pro/E进行零件三维造型设计及模具设计，并导入MasterCAM进行数控加工，这种基于Pro/E与MasterCAM的模具CAD/CAM模式可使模具设计与制造实现一体化，从而缩短模具缩短开发设计与制造周期，为企业提供一种新的CAD/CAM综合方案。
参考文献：
肖正明，刘建雄.Pro/E Cimatron环境下塑料模具设计与加工[J].电加工与模具，2005（05）：38-40.
邓发云.基于CAD/CAM的零件三维造型设计与数控加工[J].机械制造与自动化，2010，6，39（3）：142-145.
[3]门超，王艳丽.Pro/E结合MasterCAM在模具设计制造中的应用[J].机械管理开发，2007，8，97（4）：128-131.
[4]张斌.CAD/CAM软件应用——Pro/E三维设计与MasterCAM数控加工[M].北京：高等教育出版社，2010.
[5]贾坤鑫.MasterCAM在零件数控加工编程中的应用[J].郑州轻工工业学院学报，2012，6，27（3）：102-104.