0 引言

　　在运用CAD/CAM技术进行汽车冲压模具设计过程中，经常要依据经过冲压分析后的冲压工艺数模进行分模设计。传统的CAD分模过程常常要耗费大量的时间与精力，直接影响了设计效率。尽管某些CAD/CAM软件已经提供或用户自行二次开发了分模模块，但因自动化程度与准确率低、操作繁琐而不能充分发挥其作用。另外，在传统的CAM编程过程中，CAD与CAM技术集成性较差，导致编程过程中存在图形数据交换不准确、编程效率低等弊病。

　　在模具制造中，运用Cimatron E软件中的快速分模与编程模块，一方面能够简化设计至编程整条技术链，提高设计效率与准确性，降低人为进行干预的技术风险；另一方面使得数控编程具备更为准确的产品模型，从数据源头上为数控编程提供了可靠保障，免去编程过程中的工艺补充，提高编程效率，真正意义上实现CAD与CAM技术的高度集成。

1 Cimatron E软件及其分模具技术

　　Cimatron E是由世界著名的以色列Cimatron公司开发的基于Windows平台的CAD/CAM软件。Cimatron E在产品开发设计、模具设计和NC加工方面功能强大。

　　Cimatron E特有的快速分模技术可使用户直接根据曲面模型进行分模方向的分析，把曲面自动分成型芯、型腔两部分，自动为用户产生分模线，再采用多种方法根据已有的分模线快速生成分模曲面，最后经编辑整理形成最终的设计结果，分模流程如图1所示。

2 Cimatron E分模设计

　　下面以Cimatron E软件对某重型越野车顶窗盖板压型模具为例进行快速分模设计与加工。

　　2.1 建立产品实体模型

　　在Cimatron E环境中，依据顶窗盖板2D产品图采用直接建模的方法建立实体模型，如图2所示。

　　2.2 新建拆模项目

　　(1)关闭当前文件：选择FILE—CLOSE。
　　(2)从工具栏上选择PARTING SETUP(拆模设定)，出现新建拆模对话框。
　　(3)选择Open File(打开文件)，并选取顶窗盖板作为工件文件，并确定。屏幕右方出现PARTING GUIDE(拆模向导)，提供整个拆模步骤。

　　首先对模型进行比例缩放。从拆模向导中选SHRINK，整个对象全部自动选取，设定TO—TALSCAI脚为1。单击鼠标中键离开，选基准坐标系为PIVOT POINT并接受默认参数，单击OK键离开。其次将模型拆为凸、凹模。从拆模向导上选择SPLIT，接受默认参数并确定，将2个曲面集合建立起来。移动游标，动态观察2个曲面，上部分产生的面即为分模面，如图3所示。通过CLOSE，离开拆模应用功能。

　　2.3 使用拔模斜度工具检查倒勾

　　从拆模向导上选择DRAFT ANGLE，打开SHOW DIALOG显示对话框，确认模型内没有负角曲面(即倒勾)，离开拔模斜度。

　　2.4 建立分模线和分模面

　　(1)选择拆模向导上的PARTINGCURVE，点选底面外轮廓作为分模线，接受默认参数。单击OK键离开。
　　(2)从拆模向导上选择PARTING SURF—ExTERNAL，选取分模线，将宽度设为300mm，并离开。
　　(3)再选取SPLIT，重新进入QUICK SPLIT，移动左侧游标如图4所示。

2.5  建立毛坯

　　(1)从拆模向导上选择STOCK，再选NEW STOCK。
　　(2)绘一矩形以建立毛坯，如图5所示。

　　2.6 添加属性至毛坯

　　(1)选择PARTING—STOCK AT—TRIBUTES。
　　(2)选取毛坯并单击OK键离开。

　　2.7 输出模具零件

　　(1)从拆模向导上选择EXPORT。
　　(2)出现对话框，提示：输出模具零件将会保存目前的文件，是否继续?选择YES。

　　2.8 完成凸、凹模建立

　　(1)打开文件SPLIT-01，选取STITCH，系统会将所有的分模面缝成一个对象。
　　(2)选取拆模向导中的CUT/BOOLEAN，选择毛坯作为被剪切的对象，按中键离开。再将分模面作为剪切的对象，确定箭头的方向，单击OK键确定，结果如图6所示。

　　(3)隐藏分模而并保存文件。
　　(4)重复上述操作步骤建立凸模，如图7所示。

3 CAM数控编程
　　下面围绕分模生成的顶窗盖板凹模进行CAM编程。在Cimatron E中选择NC加工模块并打开，在NC环境下调入“凹模”文件。

　　3.1 完善CAD模型

　　(1)凹模深度在原有基础上加深4mm，侧壁与顶面交线倒圆弧R=2mm。
　　(2)确定坐标系。将坐标原点移至凹模上表面中心处作为编程原点。

　　3.2 编程规划

　　(1)牛鼻刀对凹模用体积铣方式刀路开粗。
　　(2)镶刀片球头铣刀对圆弧与斜面夹角部位用曲面铣刀路二次开粗。
　　(3)整体球刀对整个凹模型腔用曲面铣进行光刀。
　　(4)球刀对夹角部位清根。
　　(5)球刀对夹角部位二次清根。

　　3.3 刀路设定

　　(1)采用大直径牛鼻刀D63R8mm开粗，体积铣3D环切刀路快速去除材料，加工余量0.6mm，层切量0.6mm，2D步距设为40mm。
　　(2)为使光刀留量均匀，用D30 mm粗加工球刀对余量多的部位采用曲面铣3D步距方式二次开粗，留量0.3mm，最大残留高度设为0.2mm。
　　(3)用D16mm整体精铣球刀对凹模整体型腔光刀，留量为0，最大残留高度设为0.05mm。
　　(4)夹角部位用D10mm球刀采用笔式铣削方式进行清根，留量0。
　　(5)为能达到产品根部要求，参考D10mm球刀用D6mm球刀二次清根，留量为0。

　　3.4 进行加工模拟仿真

　　逐次对NC程序管理中的刀路在SIMULATION(仿真)状态下仿真检查，最终模拟NC可视化模拟加工结果如图8所示。

　　3.5 后置处理。生成NC加工程序

　　选取NC向导条中的POsT(后置处理)，设置后置处理参数，点选后置处理器为DEMO，单击APPLY(应用)，输出程序。对程序的开头根据实际情况予以修改并保存。

4 结论

　　运用Cimatron E的快速分模与编程模块对顶窗盖板进行压型模设计与编程，使得分模过程比原来缩短了近60％～70％，且能够～次完成。在数控编程时，直接调用上步分好的所有模具部件，且无需对模型进行额外的工艺补充与调整便可一次完成所有的编程工作，编程效率较原来提高近50％～60％。