Pro/E在農機件模具設計中的應用分析

李奇福

（新疆中收農牧機械有限公司，新疆 烏魯木齊 830013）

Pro/E在農機件模具設計中的應用分析

李奇福

（新疆中收農牧機械有限公司，新疆 烏魯木齊 830013）

Pro/E是一款功能強大的三維造型軟件，在機械設計領域具有重要地位。通過Pro/E對農機件模具進行設計，可以大大提高農業機械制造的效率和質量。文章介紹了Pro/E的特點及其在農機件模具設計中的優勢，及國內外沖模CAD技術的應用現狀，最后以拖拉機某零件的沖壓模具設計為例，分析了Pro/E在農機件模具設計中的具體應用。

Pro/E；CAD；農業機械；三維造型；模具設計

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

1 Pro/E概述

（1）常用的CAD三維建模軟件。目前農業機械中常用的CAD三維建模主流軟件有Pro/E、UG、SolidWorks和國產CAD。①UG是由美國EDS公司研發的，集多種設計功能與一體，在三維技術和三維視圖方面有很強的配置，在各種復雜機械設計中有著很廣泛的應用。②PRO/E是美國參數技術公司研發的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件，其總體功能不如UG強大，但在實際機械設計領域中得到了非常廣泛的應用。③SolidWorks是世界上第一個基于Windows開發的三維CAD系統，它遵循易用、穩定和創新三大原則，可以很好地與第三方軟件進行集成，一度成為全球最受歡迎的三維CAD/CAM軟件。

（2）Pro/E的特點和優勢。①參數化設計和特征功能。Pro/E是采用參數化設計的、基于特征的實體模型化系統，工程設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單一數據庫。所謂單一數據庫，就是工程中的資料全部來自一個庫，使每一個獨立用戶在為一件產品造型而工作。設計過程中任何一處發生改動，都可以前后反映在整個設計過程的相關環節上。③全相關性。Pro/E的所有模塊都是全相關的。這就意味著在產品開發過程中某一處進行修改，能夠擴展到整個設計中，同時自動更新所有的工程文檔。全相關性鼓勵在開發周期的任一點進行修改，使并行工程成為可能。

（3）Pro/E在農機件模具設計中的優勢。Pro/E在農機件模具設計中具有廣而博的通用性，并且具有許多企業所要求的特定功能，自身帶有冷沖模設計系統，國家標準可以較好地與國標標準相結合。在追求效益的今天，利用Pro/E軟件開發農機件冷沖?？梢约涌煸O計速度，減少了設計人員的工作量，并且設計的差錯率也會減少，設計的模具結構更加優化。并且，隨著模具檢測、分析軟件的不斷發展，將在設計完成而尚未投入到實際生產時發現設計的缺陷，進而進行修改，從而將實際加工的損耗降到最低，真正達到優化設計的目的。同時，當今處于網絡時代，各種設計資源、各種資訊都可以迅速通過互聯網達到共享，從而使Pro/E設計變得更快捷、高效。

2 國內外沖模CAD技術的應用現狀

（1）國外沖模CAD技術的應用現狀。隨著工業技術的發展，產品對模具的需求愈來愈高。傳統的模具設計與制造方法不能適應工業產品及時更新換代和提高質量的要求。因此，國外先進工業國家對模具CAD/CAM技術的開發非常重視。早在20世紀60代初期，國外一些飛機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己成為沖模企業普遍應用的技術。

（2）國內沖模CAD技術的應用現狀。我國的CAD技術起步于20世紀60年代末，許多高校早在20世紀80年代就開始從事此方面的系統研究工作。目前我國沖模行業應用的模具CAD/CAM軟件可以分為兩大類：一是機械行業內通用的CAD/CAM，如UG、SOLIDEDGE、AutoCAD、SolidWorks、Pro/E等。二是專門針對模具行業開發的模具CAD/CAM系統，如上海交大的冷沖模CAD系統。

（3）我國在CAD技術上存在的問題。雖然我國農機制造CAD技術應用上有所突破，但仍然存在著許多問題，主要體現在：①CAD技術推廣普及不夠。在一些中小型企業，許多人不了解CAD，對CAD的認識還僅僅停留在繪圖階段。在制造業領域，利用CAD進行產品設計的覆蓋率不到5%，這主要是由于宣傳不夠、資金不足所造成的。②重引進不重吸收。許多農機生產企業在引進模具CAD/CAM技術時存在著盲目性，對所購買的軟件特點不了解，軟件的適用性不強。引進后只是進行了簡單培訓，沒有積極鉆研，未能充分發揮CAD的作用，造成了極大的浪費。③國內模具CAD/CAM研發水平還處于初級階段，具有獨立自主版權少，可靠性差，集成化程度低，維護工作差，產業化程度不高，競爭力不強，功能和穩定性方面與國外先進軟件還有很大差距，難以在市場上立足。

3 Pro/E沖壓模具設計舉例

（1）設計要求。該沖壓模具主要由上下模座、凸凹模、推件器、卸料版、彈簧、導柱導套、模柄等部件組成。先獨立設計出各部件的三維結構，然后采用Pro/E自上而下的設計方法，建立產品裝配結構。裝配設計的頂層定義產品設計的主要控制參數和主要結構設計結構描述。這些模型數據將被其它更低層次的零件所引用，從而完成零件細節設計，及至最終產品的控制和修改。

（2）設計步驟。①理解設計模型。了解主要的設計參數、關鍵的設計結構和設計約束等設計情況。②主體結構造型。找出模型的關鍵結構，如主要輪廓和關鍵定位孔等結構。如果一個結構不能直接用三維特征造型來完成，用戶就需要找到該結構的某個二維輪廓特征，然后用拉伸、旋轉或掃描的方法，還有全面造型的方法來建立該模型。③零件相關設計。比較復雜的造型特征，應該盡可能早地引入相關參數。如果用戶能夠預見一些造型特征可能會實現不了，應盡可能將其放在前期加以解決。這樣可以盡早發現問題，并尋找替代方案。④細節特征造型。細節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行這些細節設計，這樣會大大加長用戶的設計周期。⑤總體裝配。確保所有零部件已準確繪制完成后，按照“先內后外，先簡后繁，先大后小，先實體后銷鍵”的原則進行裝配。模具總裝效果如圖1所示。

圖1 沖壓模具總裝效果圖

4 結語

采用Pro/E可以避免在農機件冷沖模設計過程中的重復勞動、提高CAD的運作效率、縮短模具產品開發周期。我國在積極引進農民急需的經濟實用、先進可靠的農業機械的同時，更要消化發達國家的農業機械新技術，努力提高我國農業機械化水平，以適應工業化發展的需要。

［1］邵慶.基于Pro/E的農業機械虛擬仿真平臺建設［J］.農機化研究，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：機械設計。