摘要：随着计算机辅助设计软件的兴起，设计过程已经逐步完成了从纸上设计到无纸设计的转变。Pro/E作为一个功能强大的辅助设计制造软件，应用越来越广泛。另外，随着对加工技术要求的提高与完善，以及模具加工的特点，模具加工的应用领域也越来越广。在此背景下，利用辅助设计软件对模具进行设计制造也就成了一个必然的发展趋势。现在大部分企业都采用Pro/E的辅助设计和辅助制造模块对模具进行设计制造，提高了设计的质量，缩短了设计周期，提高了企业效益。本文中主要介绍Pro/E在模具设计制造的应用。
关键词：Pro/E；模具；设计；制造
0引言
随着科学技术水平的发展，计算机辅助设计制造（CAD/CAM）的应用越来越广泛。同时，模具加工作为一项具有明显加工优势的加工方法，具有生产率高、节约原材料、可实现少、无切屑加工以及制件质量稳定并具有良好的互换性、工艺简单等特点，也被应用到各个领域的设计加工过程。Pro/E作为一款功能齐全的CAD/CAM软件，被很多模具企业用来对模具进行设计制造。利用Pro/E三维建模技术，可以更加直观的设计模具的模型，加速了模具的设计过程，并为实际的加工过程提供了方便。
1Pro/E简介
Pro/E是PRO/ENGINEER的简称，是美国PTC公司推出的一款计算机辅助设计、制造、分析（即CAD/CAM/CAE）软件。它作为一款集成软件，功能非常强大，从零件的三维模型设计、二维图纸自动生成到零件的加工仿真，有限元分析等都能在Pro/E软件上实现。应用的行业主要有工业设计、机械、仿真、制造以及数据管理、电路设计、汽车、航天电器等领域，在模具的设计制造过程中也占有重要的地位，因此本文主要介绍Pro/E在模具的设计制造过程中的应用。Pro/E的主要特点有：
（1） 使用的方便性：除了简洁的菜单描述和充分的在线帮助，其下拉式菜单使用户能以直观的方式进行各种操作和预先设定。利用图形键将经常使用的命令和定制菜单联结起来，提高了使用速度。提供了在实体模型上进行草图设计的功能，零件的布置将变得容易和精确。（2）相关性：建立在一个统一的能在系统内部引起变化的数据结构的基础上，因此开发过程中某一处所发生的变化能够很快传遍整个设计制造过程，以确保所有的零件和各个环节保持一致性和协调性。（3）参数化、面向零件的实体模型设计制作：零件设计功能是一些和系统内部蕴藏的知识、智能相联结的过程，可以画出非常复杂的几何外形。设计的零件不仅包含制造工艺和成本等一些非几何的信息，而且还包括零件的位置信息以及他们之间的相互联系，就使得对模型的改动非常迅速。（4）PRO/E具有功能齐全的数控加工编程模块。利用Pro/E的数控加工模块Pro/NC可以对模具进行数控加工方面的仿真，并能够在通过仿真后，根据后置处理器的设置情况生成数据机床可以直接使用的数控加工程序。
2Pro/E在模具设计方面的应用
2.1Pro/E进行模具设计的基本流程
用Pro/E对模具进行设计的基本思路是：构造设计思路—三维建模—软件模拟—软件修改—成型，该思路可以缩短模具的设计周期，降低成本，同时也为模具的自动化设计奠定了基础。在Pro/E中对模具设计的具体流程如下：创建模具模型→拔模检测和厚度检测→创建收缩率→创建分型曲面或体积块→分割工件→创建模具元件→创建浇注系统、顶出系统和冷却系统→生成塑件或铸件→仿真开模→创建其他部件。
2.2利用Pro/E标准件库和标准模型库对模具进行设计
在利用Pro/E对模具进行模型设计时，我们可以把常用的模具特征，比如在模具型腔设计中有大量的拉杆、推杆和垫块等特征建立一个标准件库，这样我们在以后的设计过程中可以从标准件库中选取相应的标准件，然后对尺寸进行修改后就可得到需要的模型，这既避免了重复设计，提高了设计效率，还能提高模具设计的标准化程度。另外，对于典型的特征模型可以建立标准模型库，利于以后设计随时调用和修改来缩短设计时间。
2.3用Pro/E对模具进行面积、体积、重心、惯性矩进行测量
在利用Pro/E进行完模具的模型设计后，由于一般的模具加工精度较高，尤其是有的模具由多部分组成，可能会包括凹模、凸模和模架等模块，在使用其进行模具加工零件时需要对各模块进行拼合，因此要得到较高的零件精度必须要求各模块之间的拼合精度要高，因此需要精确地计算出模具的体积、重心、惯性矩等，然而对于实际的复杂型面，要通过测量计算出其体积、重心和惯性矩并不容易。而通过Pro/E可以在完成模型设计后，赋予实际的材料属性，然后可以利用Pro/E的软件分析工具栏下的测量对模型进行分析和计算。
2.4用Pro/E进行金属流动分析以及有限元分析以优化设计参数
在利用Pro/E完成了模具的三维模型之后，可以利用Pro/E的仿真功能来仿真金属流体的流动过程，并可以利用有限元分析功能对模具在合模压力的作用下的受力分析，可以获得金属成形过程中的速度场、静水压力场、应力应变、温度场等结果，以便于分析模型设计的不合理部分，从而可以改变参数或者结构形状，使设计模型符合要求，这样可以减少不合理的模具设计，并能优化模具结构以及工艺参数。
3Pro/E在模具制造方面的应用
Pro/E具有功能强大的数控加工模块，即Pro/NC，其中包含了多种加工方式。用气对模具进行加工制造的方法与实际的思路相似。加工流程为：建立零件模型和毛坯模型——建立制造模型，分析待加工面——选择机床与夹具——确定加工参数——加工仿真——后置处理，生成NC代码。
3.1选择模具加工方法，设定加工参数
首先应该确定模具需要加工的表面，然后根据表面特征选择合适的加工方法，并针对选择的加工方法设定相应的机床、刀具、机床坐标系、退刀曲面以及加工所需要的加工参数等。
3.2进行刀具路径检查，生成刀具路径
在选择加工方法以及制定加工参数后，就可以生成刀具路径，Pro/E可以显示生成的刀具路径进行路径检查和过切检查，确保其正确性，防止参数设置错误导致零件过切。并可以进行虚拟加工以减少甚至消除在实际生产中由于参数设置不当而带来的不必要的麻烦。
3.3进行后置处理生成数控程序
在之前的操作过程中，如果确保参数设置正确，就可以生成刀具路径文件保存在.ncl格式的文件中。后置处理是根据实际加工时使用的数控系统对后置处理器进行设置，然后利用选择的后置处理器对之前形成的刀具轨迹文件进行处理以得到实际数控机床能够识别的NC程序。
4总结
Pro/E应用软件作为计算机辅助设计与制造的显著代表，以其独特的、参数化的以及面向零件的3D实体模型设计制造技术在加工制造领域的应用已经越来越广泛。同时，模具制造作为一种先进的制造方法，在制造行业的应用也越来越广泛。而利用Pro/E将模具的设计、制造、装配以及生产管理融为一体，提高了设计与制造水平，能够缩短模具的设计周期，提高加工精度，降低设计和制造成本，给企业带来良好的经济效益，也符合现代设计与制造技术的发展趋势。
参考文献：
[1] 肖爱民.Pro/ENGINEER Wildfire模具设计[M].北京：兵器工业出版社，北京希望电子出版社，2005.
[2] 柯晓华，陈冰冰，安磊，等.基于Pro/E的模具CAD/CAM[J].计算机应用技术，2008（9）.