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本文基于CimatronE工作環(huán)境，以精密鑄造砂型模具的設(shè)計為例，闡述了利用集成模具CAD/CAM技術(shù)的CimatronE解決復雜的曲面零件設(shè)計的具體方法，針對模具分型面的生成，凸、凹模型腔的建模，展現(xiàn)其獨特的優(yōu)勢。

　　模具設(shè)計是一種復雜的、綜合的、富于創(chuàng)造性的活動，在設(shè)計過程中需要設(shè)計者具有不同領(lǐng)域的專業(yè)知識、豐富的實踐經(jīng)驗和解決問題的技巧。該過程不僅僅是數(shù)值的計算，還包含了大量決策性和開創(chuàng)性的活動，需要進行系統(tǒng)的思考、推理和判斷。而傳統(tǒng)的設(shè)計方案的擬定，很大程度上決定于設(shè)計者本身的設(shè)計經(jīng)驗，大多是通過經(jīng)驗公式和類比分析來確定設(shè)計方案，而且常采用靜態(tài)或近似的方法計算，效率低、周期長，方案中某點的改動可能導致整套圖樣盡棄。隨著CAD/CAM技術(shù)的不斷開發(fā)，利用CAD/CAM技術(shù)進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的幾何建模與分析、快捷地進行產(chǎn)品模具的設(shè)計和修改、精確地生成產(chǎn)品和模具的設(shè)計文檔以及自動生成產(chǎn)品和模具的技術(shù)數(shù)據(jù)文件等應(yīng)用，變得越來越廣泛，并且將直接用于后續(xù)的CAM系統(tǒng)。

　　一、CimatronE在模具設(shè)計中的特色

　　下面以精密鑄造砂型模具的設(shè)計為例，詳細分析CimatronE在模具設(shè)計中的特色。

　　精密鑄造砂型模具的零件草圖如圖1所示，模型類似于雙塔通道，模型的大部分外表面由曲面構(gòu)成，結(jié)構(gòu)比較復雜。根據(jù)零件草圖生成雙塔通道處的砂型模具，并且保證通道與雙塔的自然連接，特將此零件命名為雙塔通道模型。

　　圖1．精密鑄造砂型模具的零件草圖

　　1.用特征組合生成雙塔

　　以往的CAD/CAM技術(shù)從二維繪圖起步，經(jīng)歷了以描述產(chǎn)品幾何形狀為主的三維線框、曲面和實體造型的發(fā)展階段，逐漸發(fā)展到以幾何模型為基礎(chǔ)并且包含產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)過程所需的各種信息的特征建模階段，為創(chuàng)建產(chǎn)品的集成信息模型服務(wù)。特征此時已不再是普通的體素，而是一種封裝了各種屬性和功能的功能要素。特征是產(chǎn)品信息的集合，它不僅具有按一定拓撲關(guān)系組成的特定形狀，而且還能反映特定的工程意義，適宜于在設(shè)計、分析和制造中使用。按照零件的復雜程度，特征可以簡單地分為簡單特征和復合特征。簡單特征是獨立的形狀特征；復合特征是簡單特征的組合結(jié)構(gòu)。而簡單特征又可進一步分為基本特征和輔助特征�；�本特征是指構(gòu)成零件主要形狀的特征；輔助特征是指用來修飾基本特征的特征。任何一個產(chǎn)品都可以通過特征之間的并、差、交等運算組合而成。

　　分析雙塔通道模型的零件草圖后，可以得出一個結(jié)論，即整個零件模型由三部分組成，分別為左塔、右塔以及連接雙塔的中間通道。中間通道由特定曲線構(gòu)成的曲面拼接而成�？此茝碗s的左右雙塔可以由簡單特征組合而成。任何一個產(chǎn)品模型都可以由一級復合特征、二級復合特征或多級復合特征構(gòu)成。圖2給出了左塔的生成特征樹，它是一棵有序的二叉樹。

　　圖2左塔的生成特征樹