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第五章 IGES档案的修复 129第五章 IGES档案的修复本书第四章中详细介绍了IGES档案的输入与输出并说明IGES是所有CAD/CAM软件都提供的一种标准接口格式专门用来转换3D曲面曲线或点等几何资料。本章重点旨在讲述如何修补转入Pro/E中后产生破损的IGES面。5.1 IGES档案的转入在进行IGES面修补之前要先将IGES档案转为PRT档案转档这一内容已经在第四章中介绍过本节再加以补充说明。转PRT文件时一定要开一个空白PRT文件首先将Datum Plane 和Datum Cord Sys 建立好后再用下拉菜单File Import Append to Model CSO 如图5-1所示将IGES转入另存为PRT档。图 5-1选择坐标系时点下此箭头再用Sel by Menu选择坐标系CSO 图 5-2 5.2 IGES面的修补IGES档转入PRT档后由于精度等原因一般会出现破损的面未修剪的面或重迭的面等(将其打成线结构有黄色和粉紫色两种颜色的线粉紫色代表已Merge完或完整的面黄色代表需修补的面)。要将其转成实体进行后续的拆模工作就必须先将IGES面修补完整,再由面长成实体。5.2.1 修补IGES面的常用指令图5-3Feature Redefine Pick 选择要修补的IGES檔修补IGES面的操作菜单如下图常用指令的架构如下FileRedefine AttributesLine styleHeal Go DeleteExclude SurfJoin LayersJoin Surfs ManualMake Solid图5-4 5.2.2 ATTRIBUTES特征图5-5 Attributes指令用来重新定义输入特征的属性。其子菜单中又有三个选项Make SolidJoin Surfs和Join Layers(见图5-5)下面对这三项指令分别加以说明。1. Make Solid产生实体。将其前的方框打勾可直接将修补完整的IGES档生成实体特征 。注意用此项生成实体特征必须用Redefine下各指令修补IGES档不能使用外部指令。2. Join Surfs将共享一条边界的曲面连接起来。一般情况下单独使用此选项不能将所有间隙消除仍需用Fix Bndries来消除剩余的间隙。注意Make Solid 和Join Surfs是有一定关联的即当选择Make Solid时系统便会处动选择Join Surfs相反如果没有选取Join Surfs系统也不会选取Make Solid。3. Join Layers选择其中一个选项来重新定义属性。5.2.3 Heal Geometry特征图5-6 Heal Geometry即复原几何。其子菜单中也包含三个选项DeleteExclude Surf以及Manual (见图5-6)。1. Delete删除输入特征的图元。当删除输入特征的图元时可先指定要删除的图元类型。图元类型如图5-7所示系统内定为全选。图5-72. Exclude Surf该指令用来移除Merge。所有被移除的曲面边界均显示为黄色。如下图所示图5-8将曲面移除后用Feature Create Surface Merge将面连接在一起来。注意由于用此种方法复原几何会在Model Tree中增加步骤且不能用Make Solid生成实体故一般不用此种方法复原几何只在用Fix Bndries指令不能修复的情况下使用。3. Fix Bndries修复问题曲面的边界。可以选择Feature Redefine Pick Heal Geometry Manual Fix Bndries 来操作此指令如图5-9所示。图5-9在Fix Bndries的子菜单中又出现五个选项具体说明如下Zip Gaps缝合曲面间的间隙。Fix Tangency修复面与面的相切。只能修复小于10的二面角(两个面之间的夹角)。系统不会自动选择有间隙的边界。Fix Quilt Bndry修复面组边界。将一多段面组边界转换成一条边。只有近似相切的线段才能合并成一条边。Edit Bndry编辑边界。可以手动变更曲面的边界。Fix Vertices修复顶点。Zip Gaps和Fix Tangency这两项指令操作过程相似因而放在一起介绍详细的菜单操作递变如图5-10所示。图5-10 一般情况下接受系统内定之最大间隙值(Max Gap Dist)和最大二面角(Max Dihedral)选择Auto Select 使系统自动的修复消除间隙和修复相切。当对自动修复结果不满意时可重新设定Max Gap Dist和Max Dihedral再次使用Auto Select修补。Fix Quilt Bndry图5-11系统对面组上所有黄色的边界进行检查用橙色表示可能被修复的边界(几乎相切和接近等值线的多个线段组成的边界)其顶点用红色表示。如图5-11操作此选项时会出现如下的菜单以供用户对边界进行选择。选择不要系统修复的边界取消选择的边显示为红色。5.3 Edit Bndry对于运用指令Fix Bndries Zip Gaps Auto Select缝补不了的曲面需要应用Edit Bndry编辑边界消除相邻边界间的间隙然后再用Zip Gaps进行修补。按照下列步骤进入Edit Bndry选项首先Import一个3D的IGES档案 Feature Redefine Select/Pick 选择曲面 Heal Geometry Manual Fix Bndries Edit Bndry Pick 选择要编辑的曲面会有选择轮廓的选单选择轮廓 新建轮廓 删除轮廓 Sel Contour 系统以蓝色明示曲面的轮廓并要求确认需编辑的轮廓选项如下 选取整个轮廓 选取两点间的轮廓 Select All被编辑的边界变为橙色显示接下来可以新建边界或对现有的边界执行编辑以及删除指令Pro/E中提供了多种新建和编辑边界的方式。1.Delete 删除现有边界。注意Delete一次只能删除一条边界。2.Combine 使两条边相互修剪相当于Trim。注意一次只能连结两条边界且边界线成为封闭曲线后Combine指令即反白。3.Undo Last 撤消最后一次操作4.Preview 预览边界取代后的结果5.Geom Check 几何检查查找未对准的几何。6.Set Domain 设定被选曲面的范围5.3.1 创建边界 1. Project 将选取的曲线或边界投影到另一曲面上来建立边界。适合于面的边界为直线弧线曲线空间曲线等的场合。范例一ImportCreate New Model导入档案project.igs系统自动产生part档案以shading显示曲面可见面有破损按前面所述步骤至Edit Bndry选取面Sel contour以Select All选取整个轮廓Pick该曲面 曲面的轮廓以橙色线显示 轮廓线1 轮廓线2 轮廓线3 图5-12Delete 执行两次Delete删除轮廓线2和3投影边1 投影边2 断点 图5-13CreateProject 选择如图5-13所示的投影边选中的投影边为蓝色其所在曲面以红色显示 DoneCombine 图5-13中红点表示轮廓的断开点需以Combine将其连接Pick 选择轮廓线1和投影边对应的新轮廓线Preview Combine反白说明轮廓完全封闭以Preview查看修补好的曲面DoneZip GapsAuto selectZip GapsAccept 完成如图5-14图5-142. Make Isoline 建立通过参照点的等值线来作为边界红色箭头表示等值线方向。适合于面的边界为直线弧线的场合范例二Import导入档案isoline.igs同上例步骤并以Select All选取整个轮廓边界1 边界2 边界3 边界4 图5-15CreateMake IsolinePick 选取边界1上的任意一点系统在该点标记红色箭头表示等值线的方向以Next切换朝向accept接受。建立如图5-16所示方向的等值线图5-16重复Make Isoline指令建立边界2、3、4的等值线如图5-17等值线1 等值线2 等值线3 等值线4 图5-17Delete 删除外围的旧的轮廓只保留等值线Combine 连接相邻的等值线消除红色的断点直至轮廓封闭如图5-18图5-18 DoneZip GapsAuto selectZip GapsAccept修补好的曲面与原IGES曲面合并成一体3. Connect 连接两个或多个点来建立边界。适合于面的边界为直线弧线的场合。范例三Import导入档案connect.igs以相同步骤进入Edit Bndry选项选择如图5-18所示的面的边界Pick此面 删除此边界 图5-18 Delete 删除上图所示边界CreateProject 投影图5-19中边界ConnectPick 以Connect连接如图5-19所示两点Done SelDoneZip GapsAuto selectZip GapsAccept连接此点 投影此边界 图5-19 4. Intersect 在选取曲面与相邻曲面交截之处建立一条边界。适用场合只有在两个面有公共交线时才可使用此指令。 范例四以Intersect修补范例一的曲面 前面的操作步骤与范例一相同只是以Intersect指令产生新边界CreateIntersectPick 选曲面1IntersectPick 选曲面2曲面1 曲面2 图5-20 Combine 连接边界消除所有的红色断点直至Combine选项反白DoneFix BndriesZip GapsAuto selectZip GapsAccept5.3.2 编辑边界利用Modify修补边界其步骤与Create类似故此处不再复述仅介绍功能。选此点 图5-21 1. Straighten 将边界线拉直。当其本身边界线应为直线但却为不规则曲线时使用。直接选取上下两端点即可将边界线恢复成直线。如图5-21所示。2. Merge Edges 将多条断续线段连成一条边界线。用于一条边界线由多个线段组成的情况。Pick端点 图5-22 3. Move Vertex 通过移动端点来修补曲面。当面的角落点位置与其邻接面不吻合时使用此指令。移动此轮廓点 至此尖点 图5-23 Move Vertex之后端点处的相切条件一般会被删除但当曲线曲率较小时相切条件仍会存在(如上图中的曲线其相切条件仍存在)。4. Set Tan Cond 设定或变更边的相切条件。可分别控制起点和终点的相切条件。相切条件有三个选项如表5-24所示。表5-24TangentNormalFree使边界在起点或终点处与另一边相切。使边界在起点或终点处与另一边相垂直。取消两边界之间相切或垂直的要求。5. Divide 用点将边界打断成两个或多个线段。一般与Move Vertex 配合使用。图5-25 如图5-25直接用鼠标左键在边界上点取点即可将边界分成任意多个线段。5.3.3 运用Edit Bndry 方法和技巧1. 因为从Edit Bndry选单返回后不能撤消所做的变更(在Model Tree中无步骤) 所以要切记经常存盘。2. 不能建立或修改不在曲面上的边。3. 使用Query Sel (鼠标右键) 选取适当的图元。4. 可能的话可用Modify 选项来变更现有的边而不用新建。5. 许多情况下对齐顶点比对齐顶点之间的边更重要。一般情况下单独一个指令是无法完成边界的修复的各个指令应相互配合交替使用方可将面边界修复完整。如Move Vertex DivideMerge Edge常配合使用(但当所修复面的边界为直线时就可直接用Move Vertex将面边界修复完整)。我们要将如图5-26所示之边界移至其正确边界。图5-26 由于Move Vertex之后其顶点处的相切条件会消失因此会出现如图5-27之情况图5-27 此时我们须将不重合之边界用Divide打断(打断点的多少视曲线的曲率大小而定曲率越大打断的点越多)如图5-28。图5-28 将各端点分别移至正确之边界如图5-29、图5-30图5-29 图5-30 然后用Merge Edge 将多个线段边结成一条边界线如图5-31所示。图5-31 5.4 修复IGES档案的最优化程序前几节介绍了修补IGES面各指令的操作程序及其使用范围本节着重从补面的整体过程来探讨各种指令的合理搭配以达到最佳最快的修复效果。编者根据多年来修复IGES档案的实践经验结合PTC公司的技朮支持资料建议采用如下的步骤来修补IGES面1. Feature Redefine Select 选择导入的面2. 选择 Heal Geometry Manual Fix Bndries Zip Gaps Auto Select 首先接受其内定(default)的最大间隙值进行修复若修复效果不理想再变更(enter)最大间隙值进行修复3. 选择Heal Geometry Manual Fix Bndries Edit Bndry灵活地运用CreateModifyDeleteCombine等指令对面进行修复(在每编辑完一个面边界之后进行一次 Zip Gaps Auto Select Zip Gaps Accept看是否能把黄线消除掉)使IGES面完整无缺。4. 选择Attributes Make Solid使面产生实体。对于用Edit Bndry不能修复的面可用Exclude Surfs移除面的Merge然后用Feature Create Surface Merge将面修复好。再使用Feat-ure Create Protrusion Use Quilt将面长成实体。注意因为在修补IGES时没有能够回复上一次操作的功能在Model Trim中无特征步骤(除非在外部使用任何指令)如果错了就可能要重新进行因此一定要在修补过程中及时存盘。下面通过具体的范例来讲解补面的过程范例五步骤一Import IGES档File Import Append to model 选取iges_ex1.igs CSO步骤二系统自动修补小间隙Feature Redefine(pick) Heal Geometry Manual Fix Bndries Zip Gaps Auto Select Zip Gaps Accept Return (仍有五个面 系统无法自动修补如图5-32、5-33)步骤三修补第一个不完整面此面的问题在于其本身边界线应为直线但IGES档却为不规则的曲线如图5-34所示之R角面。其解决方法为用Straighten 指令将其边界线拉直这五个黄色边界的面是殘破面图5-32 12543数字为补面的顺序号图5-33 此为错误的边界线修补前的R面修补后的R面图5-34恢复成正确边界线具体操作如下Fix Bndries Edit Bndry 选择R面 Sel Contour Select All Modify Straighten 选右侧上下两端点 NextAccept Modify Straighten 左侧上下两端点 Accept Done Zip Gaps Auto Select Zip Gaps Accept Return。步骤四修补第二个不完整面此面的问题在于面的角落点与其邻接面不吻合因此采用移动角落点位置(Move Vertex)的方法来进行面的修补。具体操作如下Fix Bndries Edit Bndry Sel Contour Select All Modify Move Vertex(先选旧端点后选新端点) Done Zip Gaps Auto Select Zip Gaps Accept Return。(见图5-35)。旧端点新端点修补之前的面修补完成的面 图5-35 图5-11步骤四修补第三个不完整面此面存在的问题与第二个不完整面相同故同样可采用移动角落点位置(Move Vertex)的方法来进行面的修补。具体过程参照第二个面的修补在此不做过多介绍。(见图5-36)图5-36步骤五修补第四个不完整面此面的问题在于与其邻面有重叠之部分(共有两处之类似部分)。其修补方法为以ProjectDelete 和Combine 的方式取消重迭。操作如下Fix Bndries Edit Bndry Sel Contour Select All Project 选择投影的边 Delete 选择图中多余的边界 Combine 选择要联合的边界 Done Zip Gaps Auto Select Zip Gaps Accept Return。(见图5-37)Project的边Combine这两条边要删除的边图5-37步骤六修补第五个不完整面此面的修补方法同第四个面一样。操作过程可参照进行在此不作累述。(见图5-38)Project的边Combine的边界要Delete的边图5-38步骤七以修补完成之曲面建立实体。Attributes Make Solid Done/ Return。图5-39 修补完整的IGES面图5-40 完整IGES面长成的实体147第六章 模具設計 第六章 模具设计6.1 利用Pro/E进行模具设计的一般流程成品检查及处理利用Pro/E拆模倒钩处理模仁处理滑块斜梢入子顶针肉厚检查脱模角检查缩水处理6.2 成品检查及处理6.2.1 肉厚检查对于塑料模来说，肉厚不均会严重影响到最终的射出成型。因此，拿到一个成品，我们最先要做的是肉厚检查。对于有肉厚不均的现象要及早通知客户, 以及时寻求解决方案。进行成品肉厚分析的方法:Pro/E main menu Analysis Model Analysis 选择分析类型分析指定面厚度层状显示厚度选取Mold分析結果显示所有结果清除显示保存分析结果显示分析信息设定最大厚度设定最小厚度选取方向平面设定层间距设定层数弹出如图6-1所示对话框：(右图为选取Slices后的对话框)图6-11）选取Thickness: 2）选择 Slices 在Slices Offset 中输入103）根据成品要求及塑料特性输入最大肉厚（本例为2.4）与最小肉厚（1.8）4）选取起始位置点与终止位置点5）选择方向平面，点取Compute 分析结果中红色圈内表示肉厚过厚，蓝色圈内表示肉厚过薄，即在允许的肉厚范围之外。点 Show all , Pro/E将显示图标结果; 点 Clear, 将清除图标结果显示;可以用Info来查看相关文字信息。 本例分析结果如图6-2所示：图6-26.2.2 脱模角检查 为了保证成品的顺利脱出，使模具开模时不至于有粘模现象，需要在平行于开模方向的壁上有一定的脱模角度。 进行脱模角检查的方法： Pro/E main menu: Analysis Surface Analysis 弹出如图6-3所示对话框：选择分析类型选择分析对象选择中性面选择脱模方向最大脱模角要检查脱模角的方向显示方式图6-3点取Display后出现对话框如图6-4所示：全色显示结果三种颜色显示结果显示的精度图6-41） 选取Draft Check: 2）选择分析对象为Part：3）选择脱模中性面，指定分析脱模方向4）确定要检查单侧还是双侧，指定最小的脱模角（本例中为0.5）5）选取显示方式图6-5为用三种颜色显示的脱模角检查结果，窗口左上角显示的为颜色和角度对照表。图6-56.2.3 缩水处理(Shrinkage) 塑料在冷却过程中会收缩，从而影响成品的外观。为了保证成品的外形，在拆模前需对成品加些预加量，即作缩水处理。 菜单调用步骤如图6-6所示： 放缩水的方式有Formula、By Dimension、By Scaling三种。根据公式按尺寸按比例图6-6 选择By Scaling，X、Y、Z为方向因子，即在X、Y、Z三个方向上均作Shrinkage处理。根据提示选择基准坐标系，再依次输入X、Y、Z三个方向上的Shrinkage系数（此系数由塑料特性决定）。完成缩水处理后的成品除尺寸较原始成品要大外，从外形看不出差别。为示区别可另存一个档案，并以”_shk”作为标识。6.3 用Pro/E拆模经上述处理后，可以进到Assembly中开始拆模，步骤如下：1) 建立组立档，组立放过缩水的成品进来 Component Assemble (选用Coord Sys对齐)2) 创建两个Part档作为公母模仁Component Create Part Solid 输入Part名 Fix01Locale Default Datums Align Csys To Csys 选择组立档的Csys用同样的方法建立另一个Part，取名为Move013) 进入Fix01拷贝母模面Modify Mod Part Sel By Menu 选取Fix01用Copy Surf & Bnd拷贝母模面，再用Copy、Boundaries、Flat、Merge等方式缝合母模面。注：母模面是否完全闭合，可打成线架构看其黄色边界是否只有一条。单独打开Fix01 Part档，完整的母模面如图6-7所示：图6-74) 在Fix01中用Protrusion长一个长方体注：其大小为最后加工时的模仁大小，尺寸以能完全包住刚拷贝的母模面，再圆整成整数为原则。5) 依次延伸母模边界到刚建的长方体四周Extend Along Dir Up To Plane6) 用Cut Use Quilt切出母模仁完成后的母模仁如图6-8所示：图6-87) 回到组立档，用Mod Part进入Move018) 用Protrusion长个长方体，作为公模仁9) Cut Out出公模仁Component Adv Utils Cut OutSel By Menu 选择Mover01作为被Cut Out的对象 Done SelSel By Menu 依次选择Fix01、Design作为要切除的对象 Done Sel进入Move01查看公模仁，完成的公模仁如图6-9所示：图6-910) 在组立图里将公模仁打成线架构，检视完成的公母模仁View Model SetUp Component Display Create成品公模母模图6-10图6-10 Wireframe 选择公模仁，结果如图6-10所示：6.4 倒钩处理6.4.1 滑块 在母模侧上部有个凸起（对应于成品上部的天线孔），如图6-11所示，很显然将会影响到成品的脱出。为了保证能顺利开模，需要将凸起的倒钩部分做成滑块，使其在开模时能顺利脱开。图6-11滑块的具体做法是：圖6-121） 单独打开Fix012） Cut出滑块头部的外形，如图6-12所示：3） 另存新档为Fix024） 打开组立档，利用Coord Sys将Fix02组立进来5） 在母模上Cut Out掉滑块，完成后的母模如图6-13所示：图6-13注：对于留在成品外部的倒钩，可做成滑块形式。6.4.2 斜销 在公模侧的下部有个凹陷（对应于成品下部的卡钩），同样会影响到成品的脱出，如图6-14中红色所示部份。为了能将成品顺利从公模上取出，需要对此卡钩部位做些处理。由于倒钩出现在成品内部，很显然不能做成滑块的形式，这时我们可以将其处理成斜梢。 斜梢的做法同滑块基本一样，具体操作介绍如下：单独打开Move011） 将倒钩部份整块Cut下来(厚度取整数)，如图6-15所示图6-14图6-152） 以图6-15红色箭头所指面作为草绘平面，Cut出斜梢的形状。注：由于卡钩部份是在成品内侧，要使成品能从卡钩部分脱出，必需在水平方向上有个运动分量。所以将斜梢做成与开模方向上有个夹角，使开模时卡钩部位能沿水平方向退开。完成后的