铝材模具三维图的绘制过程详解

1 今模具行业中主流绘制二维图形软件

    CAD-(COMPUTER AIDED DESIGN)指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大体的计算、分析、比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形，使设计人员作出判断和修改；利用计算机可以进行图形编辑、放大、缩小、平移和旋转等相关图形数据加工工作。现今模具行业中主流绘制二维图形的软件主要有AUTOCAD、CAXA等等。

1.1 计算机辅助设计AUTOCAD

    AUTOCAD是由美国ATODESK欧特克公司于二十世纪八十年代为微机上应用CAD技术而开发的计算机绘图软件包，经过不断的完善，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。

    AUTOCAD拥有良好的用户界面，通过交互式菜单或命令行方式便可以进行各种操作。它的设计环境，让非计算机专业人员也能很快地学会使用。在不断实践的过程中更好地掌握它的各种应用和开发技巧，从而不断提高工作效率。

    AUTOCAD具有广泛的适应性，它可以在各种操作系统支持的微型计算机和工作站上运行，并支持分辨率由320*200到2048*1024的各种图形显示设备40多种，以及数字化仪和鼠标器30多种，绘图仪和打印机数十种，这就为AUTOCAD创造普及的条件。

1.2 AUTOCAD软件具有以下优点：

    ①   具有完善的图形绘制

    ②   具有完善的图形绘制功能

    ③   可以采用多种方式进行二次开发或用户定制

    ④   可以进行多种图形格式的转换，具有较强的数据交换能力。

    ⑤   支持多种硬件设备。

    ⑥   支持多种操作平台。

    ⑦   具有通用性、易用性，适用于各类用户。

2 现今模具行业中主流绘制三维图形软件

    三维图(也称为”三维立体图”)是人类能够让人从中感觉到立体效果的平面图像。观察这类图像通常需要采用特殊的方法或借助软件。现今模具行业中主流绘制三维图形软件包括有solidworks、solidedge等。

2.1 Solidedge

    SolidEdge是Siemens PLM Software公司旗下的三维CAD软件，采用Siemens PLM Software公司自己拥有专利的Parasolid作为软件核心，将普及型CAD系统与世界上最具领先地位的实体造型引擎结合在一起,是基于Windows平台、功能强大且易用的三维CAD软件。

    SolidEdge概述它支持至顶向下和至底向上的设计思想，其建模核心、钣金设计、大装配设计、产品制造信息管理、有限元分析和产品数据管理等功能遥遥领先于同类软件，是企业核心设计人员的最佳选择，已经成功应用于机械、电子、航空、模具、造船等行业的大量客户。同时系统还提供了从二维视图到三维实体的转换工具，您无需摒弃多年来二维制图的成果，借助Solid Edge就能迅速跃升到三维设计，这种质的飞跃让您体验到三维设计的巨大优越性。利用Solid Edge的特性和优势使用Solid Edge，您不仅能建立产品的三维模型，而且还能获得完成精确设计的知识。工程助手能帮助您快速评估各种设计方案，从而优化机器性能和可靠性；企业知识库能将所有经过验证的设计经验进行数字化保留，并快速应用到新产品中去；质量特性计算、设计参数监视器、运动分析、干涉检查和其他多种内置工具，帮助您捕捉和实现您的设计理念。

2.2 SolidWorks

    SolidWorks是Windows原创的三维设计软件。其易用和友好的界面，能够在整个产品设计的工作中，SolidWorks完全自动捕捉设计意图和引导设计修改。在SolidWorks的装配设计中可以直接参照已有的零件生成新的零件。不论设计用"自顶而下"方法还是"自底而上"的方法进行装配设计，SolidWorks都将以其易用的操作大幅度地提高设计的效率。SolidWorks有全面的零件实体建模功能，其丰富程度有时会出乎设计者的期望。用SolidWorks的标注和细节绘制工具，能快捷地生成完整的、符合实际产品表示的工程图纸。 SolidWorks具有全相关的钣金设计能力。钣金件的设计即可以先设计立体的产品也可以先按平面展开图进行设计。SolidWorks软件提供完整的、免费的开发工具(API)，用户可以用微软的 Visual Basic、Visual C++或其它支持OLE的编程语言建立自己的应用方案。通过数据转换接口，SolidWorks可以很容易地将目前市场几乎所有的机械CAD软件集成到现在的设计环境中来。为比较评价不同的设计方案，减少设计错误，提高产量，SolidWorks强劲的实体建模能力和易用友好的Windows界面形成了三维产品设计的标准。机械工程师不论有无CAD的使用经验，都能用SolidWorks提高工作效率，使企业以较低的成本、更好的质量更快将产品投放市场。

3 使用solidWorks绘制模具三维图(只针对热挤压模具的上模具举例说明)

3.1 对二维图的处理

    1. 在电脑中查找相应的CAD图纸。将分流孔图形留下，其它元素都删除(如图1)。

    2. 另保存成（.dxf）格式文件。

3.2 在SolidWorks上建立三维模型

    1. 文件→打开→在“文件类型”中选“DXF(*.dxf)”→选CAD部分所保存处理后的文件→“输入到零件”。

    2.选“前视基准面”→ “插入”→ “草图绘制”→ “圆”→选原点(0,0)为圆心随意绘制一个圆→“标注尺寸”→标注圆直径为模具最大直径→点击右上角图标确认草图（图4）。

    3.选刚才绘制圆的那个草图→“插入”→ “凸台/基体”→ “拉伸”→如图5在“给定深度”下中输入模具厚度→ 点击右上角按钮确认特征。

    4.单击入料口的平面,插入草图，选取入料口的线，然后“转换实体引用”→将断开的线段延伸→使草图中图形为单一封闭图形→单击右上角按钮确认草图。用同样的方法在出料口面选取出料口的线作出出料口的草图（如图6）。

    5.隐藏“草图1”→ “插入”→ “切除”→ “放样”→在“轮廓”中选刚才所绘两图形→按右上角钮确认特征操作。如上方法绘出其它几个分流孔（如图7）。

    6.选择左图中绿色沉桥面插入草图（图8）→选择图9中绿色工头线 →“等距实体”→在“D”参数中输入工头下空刀参数 →“插入”→ “凸台/基体” → “拉伸”→在“D1”参数中输入工头阻流包高度参数→按“”按钮确认特征操作。

    7.“插入”→ “特征”→ “拔模”→选图10中紫色面为中性面→选图中绿色面为拔模面图17→拔模方向向上→拔模角度为工头阻流包斜度→按“”按钮确认特征操作。

    8.选上图9紫色面插入草图→选工头线等距实体为工头下空刀参数→“插入拉伸”→在”D1”参数中输入工头下空刀高度参数→按“”按钮确认特征操作。

    9.在工头下空刀顶面插入草图图10→选工头线等距实体为工头工作带余量参数→“插入拉伸”→在“D1”参数中输入工头工作带高度参数→按“”按钮确认特征操作。

    10.在工头工作带顶面插入草图图11→选工头线等距实体为工头上空刀参数→“插入拉伸”→在”D1”参数中输入工头上空刀余量高度参数→按“”按钮确认特征操作。

    11.在桥位面插入草图→选“草图1”中的桥位线转换实体→选左图中绿6色斜桥边线转换实体→选中图中绿色阻流包边线转换实体→修剪各边线如右图，使各斜桥位为封闭图形→“插入拉伸”→在“D1”参数中输入模具厚度参数→取消“合并结果”前的“√”→按“”按钮确认特征操作。

    12.隐藏主实体→“插入”→ “特征”→ “拔模”→如图11、图12、图13→拔模方向向下→按“”按钮确认特征操作出几个斜桥位“拔模”。

    13.显示主实体→“插入”→ “特征”→ “组合”→按“”按钮确认特征操作。

    14.“插入”→ “特征”→ “圆角”→输入圆角半径（如下图17）→选图中绿色边线倒圆角如图18、图19、图20、图21、图22、图23。

图17

    15.“工具”→”测量”→复核模具各高度尺寸如图25 。

4 总结

     在众多二维三维软件中，进行简单的介绍，并选取其中的一种作介绍如何建立模具的三维模型。CAD/CAE/CAM计算机辅助设计、模拟与制造一体化，CAD/CAE/CAM一体化集成技术是现代模具制造中最先进、最合理的生产方式。使用计算机辅助设计、辅助工程与制造系统，按设计好的模具零件分别编制该零件的数控加工程序是从设计到制造的一个必然过程。在具有现代模具设计制造能力的工厂内，该过程都是在CAD/CAE/CAM系统内进行的，其加工程序直接由联机电缆输入加工机台，在编制程序时可利用系统中的加工模拟功能进行细致的模拟，将零件，刀具，平台及刀具移动速度、路径等显示出来，以便观察整个模具零件的加工过程和加工形状，进而检查程序编制的正确性，这对于复杂的多曲面的模具零件尤为重要。

    对于现代化工业大量生产,高速发展。对模具的需求的质量也越来越高。我们需要使生产过程更加简便，更加高效率的生产出质量高的模具。因此在三维图和二维图的上需要的是更加准确与直观的表示出设计的构图。直观地，正确地表达出设计思想，将实物在进入投产前进行评测、修改显得尤为重要。这将是在未来发展过程中的一项重要项目。