前言

2005 年 8 月 31 日 , 在以色列特拉維夫 ――Cimatron(NASDAQ:CIMT) 公司作為為全球工模具制造者提供 CAD/CAM 軟件解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者，正式在全球發(fā)布它的旗艦產(chǎn)品 CimatronE7.0 版本。 CimatronE7.0 最強大和高效的模具設(shè)計誕生了。其顯著的變更管理，優(yōu)化工具的混合 CAD 功能，新的和改良的工具，更全面的標(biāo)準(zhǔn)件庫， CimatronE7.0 對于模具設(shè)計者是最好的完整的一體化解決方案。下面就 Cimatron E 在 MOTO 手機電池后蓋模具設(shè)計的應(yīng)用，簡單地介紹一下 Cimatron E 模具設(shè)計的流程、優(yōu)點和獨到之處。

1.產(chǎn)品分析

E398B 電池后蓋的幾何形狀比較簡單，投影面積為 2779.206mm ^2 ，外形尺寸為 46.081*63.5*8.084 （單位為 mm ），可以將分型面設(shè)定在與機身蓋相配合的曲面上。內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用 6 個斜頂完成設(shè)計。

2.型腔數(shù)量的確定

E398B 電池后蓋模具設(shè)計采用一模四腔結(jié)構(gòu)。 Cimatron E 提供布局坐標(biāo)系來管理產(chǎn)品的排位，在設(shè)計過程中，任何時候可以通過修改布局坐標(biāo)系來修改模具的排位。同時 Cimatron E 提供了從單腔到一模六腔的布局坐標(biāo)系。用戶也可以根據(jù)自己的要求定制標(biāo)準(zhǔn)的布局坐標(biāo)系，在設(shè)計過程中的任何時候同樣可以更改自己定制的布局坐標(biāo)系，達到對模具排位的修改。下圖中，如果要對模具排位進行編輯，只需雙擊草圖修改尺寸即可。一般情況下建議外輪廓大小與模架大小一致，內(nèi)輪廓大小與產(chǎn)品外形方框一致，這樣更方便管理。

3.分模設(shè)計

Cimatron E 的分模功能非常簡便直觀，對已設(shè)置好拔模角的產(chǎn)品， Cimatron E 只需設(shè)定分模方向就可以對曲面自動分配。對無需拔模角度的曲面， Cimatron E 可以指定屬性到前模、后模、行位或斜頂中。 Cimatron E 提供了方便、快捷的拔模角分析、倒勾分析工具、模擬分模過程。分模環(huán)境與 Cimatron E 的高級曲面功能無縫集成，便于復(fù)雜分型面的生成。 Cimatron E 的分模不必區(qū)分曲面、實體。針對客戶提供的其它格式的圖檔文件，各種設(shè)計軟件轉(zhuǎn)進來都存在數(shù)據(jù)丟失，圖檔出現(xiàn)縫隙、破爛面問題。有些設(shè)計軟件進行分模時必須將其補成實體，否則無法分模。 Cimatron E 在此問題上有獨到之處， Cimatron E 無需先將曲面縫成實體，針對存在縫隙、破面的圖素， Cimatron E 照樣可以進行分模。當(dāng)然，如果一定要將曲面縫合成實體， Cimatron E 提供的強大的曲面構(gòu)建和編輯功能。下圖中，只需對產(chǎn)品設(shè)定上下兩個分模方向，很快捷地將其分成前后模（斜頂部分先不處理），然后選取分模線功能，自動生成內(nèi)、外分模線。通過分模線利用 Cimatron E 強大的曲面功能創(chuàng)建分模面。由于采用的是一模四腔結(jié)構(gòu)，所以需要利用 Parting Surface 建立公共分模面。然后通過 Attach Attribute （分模屬性分配）指定公共分模面的屬性。

4.模仁的設(shè)計

Cimatron E 的模仁設(shè)計操作很簡單，只需在分模面的基礎(chǔ)上創(chuàng)建一塊方料（或圓料）的素材。模仁的大小在設(shè)計過程中需要修改，可以通過編輯素材，很方便地進行修改。

5.模架的載入

Cimatron E 提供了強大的參數(shù)化設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)件生成工具，同時提供通用的標(biāo)準(zhǔn)模具庫： Hasco 、 DME 、 Strack 、 Futaba 、 Misumi 和 LKM （龍記）等。所有的標(biāo)準(zhǔn)件庫都可以方便快捷地優(yōu)化和定制成用戶自己的標(biāo)準(zhǔn)件。模架載入只需選定模架的標(biāo)準(zhǔn)、類型、標(biāo)準(zhǔn)代碼、設(shè)定 A 板與 B 板間隙、模架各模板尺寸，如本例選用 LKM 的標(biāo)準(zhǔn)模架，類型為大水口系統(tǒng) CI 類型模架，標(biāo)準(zhǔn)代碼為 3540-CI （即為 350*400 模架）， A 板與 B 板間隙各為 0.5 。 A 板厚度設(shè)定為 70 ， B 板厚度設(shè)定為 90 ，方鐵高度為 90 ，其他按標(biāo)準(zhǔn)厚度設(shè)定。通過這些設(shè)定，模架很方便地載入到模具設(shè)計環(huán)境中。在設(shè)計過程中，如果發(fā)現(xiàn)模架的部分模板尺寸設(shè)計有誤，可以很方便地對模架的各部分尺寸進行修改，甚至可以重載模架。

6.模仁、鑲件和斜頂?shù)那懈?

Cimatron E 提供了強大的實體切割工具，利用分模面對素材的切割，方便快捷的得到前后模的模仁。通過對前后模模仁的切割，斜頂和鑲件快速形成。在任何時候發(fā)現(xiàn)斜頂或鑲件有誤，可以進行編輯。如本例，切割前后模，需將分模面縫合為一整體，然后利用分模面對素材進行切割。后模仁切割完成后，針對需要做鑲件的地方，繪制一系列草圖，利用草圖分割后模仁，鑲件就會產(chǎn)生。對斜頂?shù)那懈睿枰? tg α = 斜頂行程 / 頂出行程, 粗略計算出斜頂角度 α，再根椐有關(guān)參數(shù)做出斜頂?shù)牟輬D，同樣方法利用草圖對后模仁進行分割，得出斜頂。

7.澆注系統(tǒng)設(shè)計

Cimatron E 提供了如唧嘴、定位圈等標(biāo)準(zhǔn)件，通過載入標(biāo)準(zhǔn)件，很方便地完成如唧嘴、定位環(huán)等的定位放置。如果標(biāo)準(zhǔn)件不符合用戶的尺寸要求，通過編輯標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)得出用戶定制標(biāo)準(zhǔn)件。 Cimatron E7.0 提供了強大的流道設(shè)計工具，既可以提供標(biāo)準(zhǔn)的流道結(jié)構(gòu)，也可以根據(jù)用戶需要實際定制。通過獨特的 2D/3D 混合建模工具，用戶只需做出流道線架，定義 Cimatron E 提供的標(biāo)準(zhǔn)流道形式，系統(tǒng)自動優(yōu)化流道尖端結(jié)構(gòu)（有利于廢料的冷卻和斷裂），可以根據(jù)流道草圖進行分類，高效地生成用戶要求的流道。設(shè)計好的流道可以輸出到加工環(huán)境進行刀路編寫。如本例，只需確定定位圈和唧嘴的相關(guān)參數(shù)，可以從標(biāo)準(zhǔn)件庫中選取或者編輯標(biāo)準(zhǔn)件，載入模架后，系統(tǒng)可以進行對 A 板、前模固定板進行切割。流道的設(shè)定，只需畫出其線架，選用系統(tǒng)提供的標(biāo)準(zhǔn)流道結(jié)構(gòu)，設(shè)定流道參數(shù)和尖端結(jié)構(gòu)，流道將自動生成。澆口的設(shè)計，選定澆口的類型，此處選用側(cè)澆口。

8.冷卻系統(tǒng)設(shè)計

Cimatron E 的冷卻系統(tǒng)設(shè)計功能包含了一系列工具以簡化復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)的設(shè)計。本例只需定義冷卻水道的平面，繪制水道的 2D 草圖，設(shè)定水道的直徑為 8mm 、水道端部延伸量為 4mm ，就可以生成 3D 的水道。當(dāng)然如果在如 AUTOCAD 軟件上設(shè)計好了模具結(jié)構(gòu)圖， Cimatron 同樣可以讀取其線架生成冷卻水道。水道生成后，直接載入相關(guān)冷卻系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)件，如插銷、連接裝置、隔板、管接頭等。 Cimatron E 提供精確的冷卻水道設(shè)計工具，確保冷卻水道的設(shè)計考慮鉆孔工具的準(zhǔn)確形狀，包括鉆孔延伸和鉆孔尖端的特殊設(shè)計。

9.頂出系統(tǒng)設(shè)計

Cimatron E 頂出系統(tǒng)設(shè)計提供了一系列豐富的工具。如本例，只需選定頂針的直徑和長度尺寸，系統(tǒng)自動設(shè)定放置平面為頂針固定板底面，然后可以通過草圖功能做出頂針放置點，頂針將放置于特定位置。這樣通過 2D/3D 混合技術(shù)的使用，簡單快捷地對頂針進行定位。優(yōu)秀的頂針裁剪功能，支持所有裁剪方法，根據(jù)頂針的不同區(qū)域特征，自動切除頂針?biāo)ㄟ^的零件，頂針特征與 Cimatron E 的繪圖系統(tǒng)保持動態(tài)連接，在圖紙中能夠標(biāo)識頂針標(biāo)記。

完成圖

10.工程圖紙繪制

生成精確、詳細(xì)的模具圖紙和明細(xì)表是模具設(shè)計不可分割的一部分。本例中，只需在工程圖環(huán)境下，調(diào)入模具的裝配圖檔，設(shè)定視角方向，自動生成各種視圖。通過繪制 2D 的剖切線，可以自動生成剖視圖，支持轉(zhuǎn)剖、局部剖等。對于模具裝配圖的各種零件，系統(tǒng)可以自動生成 ID 號和 BOM 表。另外用戶可以預(yù)先定制符合用戶標(biāo)準(zhǔn)的圖紙模板，然后利用模板出圖，可以大大提高出圖效率，節(jié)約時間。針對模具中的主要零件，同樣也可以生成所要求的工程圖紙。工程圖紙與原圖檔有相關(guān)性，在任何時候?qū)δ＞哌M行更改，工程圖紙可以自動更新。大大簡化了設(shè)計的重復(fù)修改過程。

結(jié)論：通過上例的探討，可以發(fā)現(xiàn) Cimatron E 在模具設(shè)計流程簡明而合理。 Cimatron E 提供的 MoldProjcet 模具設(shè)計包，在其環(huán)境中，進行模具設(shè)計方便，快捷。在設(shè)計過程中，任何一環(huán)節(jié)如需要對產(chǎn)品進行更改， Cimatron E 可以自動更新過來，無需重復(fù)大量的工作。模具設(shè)計完成后可以自動生成模具裝配圖及 BOM 表。模具設(shè)計完成后，圖檔可以直接轉(zhuǎn)到電極設(shè)計和 NC 加工中。通過這一系列的工作，大大地縮短了模具生產(chǎn)周期。