数控线切割模具设计开发软件
三维设计软件正广泛应用于工业产品的设计和制造过程中。目前流行的大型设计应用软件(如CATIA，UG，Pro/E)均能实现从产品的概念设计、**设计、模具分型、模具结构设计和模具数控加工等一整套自动化功能，为美化工业产品的外观造型提高产品的精度和质量、缩短产品的设计和加工周期提供了非常有效的手段。本文以美国参数技术公司（PTC公司）的3D设计软件Pro/Engineer2000i为例，说明三维设计软件在模具CAD/CAM中的应用，以及如何对该软件进行二次开发以满足企业个性化设计的要求。 1 Pro/Model产品设计流程
用Pro/E进行产品的外观形状设计已被广大用户熟悉，在此只做简单的介绍。这一功能是在PartIDesign模块下，其方法主要有Extrude（拉深）、Re-volve(旅转)、Sweep（扫描）、Blend（混成）、UseQuilt用曲面）、Var Sec Sweep（变截面扫描）、SweepBlend(扫描混成)、HelicalSweep(螺旋扫描)、Bound-uries(用边界)、FromFile(从数据文件)等，再应用一些其他的辅助功能（如倒圆、倒角、变化圆角、拔模斜度等）来实现工业产品的实体造型。Pro/E提供了非常丰富的功能，能满足复杂实体造型的需求。
2 Pro/Mold模具设计流程
工业产品在完成实体造型后，必须通过其他方法使其转化为实际产品。在这过程中通常都需要利用模具来进行（如金属板料利用冲压模具、压铸合金利用压铸模具、塑料产品利用注塑模具等）。因此，根据产品设计和加工出模具，是制造产品的关键。在没有这些大型计软件以前，复杂曲面的模具型腔的设计和加工是非常困难的。如何根据产品的三
维实体模型，来生成模具的型腔，是Pro/E的Mold模块的关键功能。这一功能在ManufacturinglMold模块下，其主要步骤是：先调入产品模型，选择（创建）分型面，再
拆分模具型腔，*后进行开模检验。具体说明如下：
(1) MoldModel:莲立或调入产品模型(Refer-enceModel)和模具胚料模型(Workpiece)。系统可直接调入事先在Model模块下创建的产品模型和模具胚料模型，也可直接在Mold模块下创建。
(2)Feature:设计模具的浇注系统，包括Sprue（主流道）、Runner(分流道)、Gate(浇口)等。
(3)Shrinkage:设置产品的收缩率S。系统可直
(1)在一定的条件下，激光功率的提高会导致裂纹的增加。
(2)激光扫描速度增加，会较大地影响材料表面的开裂程度。
(3)提高工件材料的基体温度，对于减少或避免裂纹是相当有效的。接将产品的所有尺寸乘以(1+S)系数，或在不同的方向设置不同的收缩率S。这一功能对于形状复杂的塑料产品，在模具设计时可节约大量的计算时间。
(4) PartingSurf：根据产品设计模具的分型面。系统提供了多种创建分型面的方法，可根据产品的具体特征，由系统自动投影生成或采用创建曲面的方法进行构建。但需注意的是，创建的分型面上不能有“破孔”，否则系统无法实现自动分模，如有“破孔”，必须用构建曲面的方法来修补。分型面的创建是系统进行模具设计的关键。
(5) MoldVolume:根据分型面将模具胚料分拆成多个模具型腔（包括侧向抽芯）。其中Mold Vol-umel Split ITwo Volumesl All Wrkpcs是将整个胚料拆分成两块（主要进行侧向抽芯），而Mold VolumelSplitlTwo Volumesl Mold Volume是将某一个型腔再进行拆分（主要完成模具的整体分型）。
(6) Mold Comp:将MoldVolume(模具体积)**地转换成模具的实际型腔。
(7) MoldCheck:用来检验上面的设计（如：分型面、拔模斜度、产品厚度等）是否合埋。
(8) MoldOpening:用上面的设计结果来进行计算机模拟开模，以检测设计结果是否正确。
(9) Molding:根据上面的设计生成实际的产品模型。完成上面的各项工作以后，只要执行保存命令( FilelSave)．即可将分型面、模具型腔、产品模型独立保存，以便后面数控加工模具型腔时使用。
3 Pro/NC数控加工设计流程
工业产品经过产品造型和模具分型设计后，要生产出合格的产品，还必须**地加工出模具的型腔。而现代产品在外观设计上为了增加美学效果，往往设计为复杂的曲面。这种复杂的曲面如采用传统的加工手段，很难实现**加工。因此CAD/CAM-体化已成为现代产品设计必不可少的手段。Pro/E系统就可非常方便地实现这一功能。
系统的数控加工功能在Manufacturing I NcAs-sembly模块下，它可实现多轴的Lathe（车削）、Mill铣削）、Mill/Turn(铣车结合)、EDM(电火花加工)．可完成从产品和毛胚模型的调入、加工环境的设置（加工机床设置、加工刀具设置）、定义数控加工工
序、生成刀位文件、后置处理、NC代码、驱动机床加工等一整套工作。具体流程如下。
3.1加工模型的建立【Mfg Model】
在进行加工以前，必须首先读入已建立的加工模型(Reference Model)（如：上述的模具型腔）和毛胚模型(Workpiece)。
3.2加工环境参数的设置（Mfg Setup）
MfgSetuplOperation包括加工工艺名称、加工机床的类型、加工基准坐标系、加工**提刀面等。
(1)Workcell:设置加工机床的类型及参数。用户可根据具体需要选择加工机床的类型和机床轴数，系统提供了多种控制类型的机床和2-5轴的加工功能。用户还可自己添加所需的加工机床。
(2)Tooling:设置加工所需刀具。用户可从系统提供的刀具库中直接选取，也可自己设定，并添加到刀具库中。另外，用户还可通过CELLSETUP菜单中的Tooling选项来设定刀具库的刀具信息。
(3) MachCsys:用来设定加工时加工基准坐标系。
(4) MachiningISeqSetup:用户可在此项菜单下的Tool、Parameters、Retract、Surfaces选项来选择刀具参数、加工工艺参数、退刀平面和加工对象等。
3.3加工方式的设定(Machining)
Pro/E系统提供了多种加工方式，可满足各种情况下酌加工需求。具体的加工方式有：
(1)Volume:实体加工（型腔加工）。系统按设定的刀具参数和加工参数，以等高分层(Slice)的方式产生加工路径。主要用于切除量大的粗加工。
(2) LocalMill:清根加工。主要用于**已完成的加工实体中未被**的角落余料和接刀痕迹。加工时要求用较小的刀具，配合适当的加工参数来进行。清根加工可分为两种类型：PrevNC Seq（紧跟上一次加工工序）和Corner Edges(直接指定加工区域)。
(3) ConventlSrf：截面线法曲面加工。系统会以截面的方式产生相同方向的切削路径，沿着曲面的几何形状作切削加工，并避开曲面上的岛屿区域，进行曲面加工。具有残留高度分布均匀，加工效率高的特点。
(4) ContourSrf：参数线法曲面加工。主要用于复杂曲面的加工。系统可根据曲面的变化情况，选择合适的加工路径，使生成的刀具轨迹更加逼近于曲面的几何形状。参数线法曲面加工是多坐标数控加工中生成刀具轨迹的主要方法。
(5) Face:平面加工。主要用于大平面或平面
度要求较高的平面加工，通常采用盘铣刀或大直径的端铣刀配以适当的加工参数进行加工。(6)Profile:轮廓加工。主要针对垂直及倾斜度不大的几何曲面，配合适当的刀具和加参数，采用等高方式沿着几何曲面分层加工。主要用于零件外
轮廓的精加工。
(7)Pocketing:凹槽加工。凹槽底面的加工轨迹是VolumeMilling精加工轨迹，凹槽四周的加工轨迹是ProfileMilling的刀具加工轨迹。这种加工方式主要用于模具型腔的精加工。
(8)Trajectory:是使用成形刀具沿着设定的刀具路径对特别的沟槽或外型进行加工。
(9)Holemaking:孔加工。可完成Drill（钻孔）、Face(盲孔)、Bore（扩镗孔）、Countersink（铣沉头孔）、Tap(攻丝)、Ream(铰孔).Custom（自定义孔）的加工。
(10)Thread:螺纹加工。采用螺纹铣刀，配合适当的加工参数，可进行内外螺纹的加工。
(11)Engraving:雕刻加工。主要用于加工以Groove Feature方式建立的几何图形符弓。
(12)Plunge:插削加工。利用插削加工的方式去除材料，适合于模具型腔的粗加工。
3.4显示走刀轨迹和加工仿真
在完成加工参数和刀具参数的设置后，系统可实时显示走刀轨迹，并提供加工仿真功能，以进行动态干涉检查。这一功能在系统的NCSEQUENCEIPlay PathIScreen Play和NC Check菜单选项下。
3.5 生成加工工序、进行后置处理、产生NC程序
生成加工工序是利用NC SEQUENCE lDoneSeq菜单选项，进行后置处理是利用CL Datal Out-putl NC Sequence菜单选项，然后选择CLDatalOutputl NC Sequence l PATH l File选项，再选取MCD FilelDone选项，系统提示保存(Save As)刀位文件名称，即可保存加工对象的刀位文件。接着系统显示PPOPTIONS菜单，单击Done，系统显示PPList菜单，选择相应的机床数控系统的后置处理器，系统自动进行后置处理，并且生成与刀位文件同名
的NC加工程序，其后缀为*．TAP。用户可利用记事本直接打开NC程序文件，并可进行编辑修改。
生成的NC加工程序可通过专用的数控机床通信软件直接传给数控杌床，驱动机床进行加工。
3.6修改加工参数
在数控编程过程中，如想修改已设定的加工参数，可直接通过MACHI\JING l NC SEQUENCESeqSetup菜单项，对已设定的参数进行修改。
4 Pro/Engineer的二次开发
现在的CAD/CAM软件，都是大型通用软件，用通用软件设计所需要的产品模型有时并不实用。开发适合本单位产品的应用程序，无疑会提高设计效率。尤其象模具产品，标准通用件所占比例较大，对软件进行二次开发显得尤其重要。下面简单介绍Pro/Engineer二次开发常用的方法：
(1)基于Pro/TOOLKIT的二次开发
Pro/TOOLKIT是Pro/Engineer软件系统自带的二次开发模块，它封装了许多针对Pro/Engineer底层资源调用的库函数与头文件，借助第三方编译环境（如：C语言、VC+语言）进行调试。
使用Pro/TOOLKIT开发应用程序是进行Pro/Engineer二次开发的*根本的方法，这种方法
通常包含三个步骤：编写源程序（包括：菜单资源文件、窗口资源文件、对话框资源文件），Pro/TOOLK-IT应用程序的核心是：user-initialize()和user- termi-nate()丽个函数；生成可执行文件；可执行文件在Pro/Engineer中注册并运行。
(2)基于AutomationGateway的二次开发
AutomationGateway是RAND公司开发的针对Pro/Engineer软件的二次开发工具，可直接利用VisualBasic对Pro/Engineer进行二次开发。
应用AutomationGateway可自动实现Pro/En-gineer任务、创建用户界面、完全实现自动设计任务，并可把任何支持ActiveX的应用程序和Pro/En-gineer建立直接联系。可利用VisualBasic，使Mi-crosoft Office产品和Pro/Engineer对象之间进行数据交换。高版本的AutomationGateway可访问Pro/Engineer底层的大部分常用资源。
AutomationGateway软件可从RAND公司购买，或从其公司网站下载，但必须向RAND公司购买许可证文件。这种方法对那些不熟悉C语言的用户，是一种非常有效的方法。
5 结束语
Pro/E系统全方位地提供了从产品概念设计、**设计、模具设计到模具型腔数控加王一整套功能，极大地缩短了产品开发的周期，提高了产品的竞争力。