CimatronE的ShoeExpress模块在鞋模设计制造中的应用

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前言 # b- M# |% i! F. X1 b2005年9月27日，CimatronE 鞋模制造模组 ShoeExpress 发布了，这个专为鞋模设计的模组给广大的设计者带来了无比的喜悦。 ShoeExpress 是由著名的鞋业制造王国意大利 Microsystem 公司的模组，它结合了意大利鞋业制造几十名资深工程师丰富的制鞋经验。 ShoeExpress 模组由四个模块组成， Design 鞋底设计、 Hell Design 鞋跟设计、 Sole Morphing 鞋底置换、 Fusion 熔模设计，整个模组贯穿了鞋业设计的全过程，大大地提高鞋业设计的效率并降低工作者的劳动强度。 1.Design 鞋底设计 以前，在设计鞋底时通常会先绘制好 2D 图，再由 2D 曲线编辑成空间曲线。在整个过程中要花费许多时间布置空间曲线，再通过空间曲线构建 3D 模型。现在，通过 Design 鞋底设计，就可以更快地构建空间曲线和空间曲面，或者在不完整的 2D 图上直接构建 3D 模型（如图 1 ）。本文通过实例具体讲述（ TPR 模型）： 图1 通过下面一条底部曲线扫掠出一个大面，再用一条模口线和侧面特征线利用 Side surface 指令构造中底侧面。这样的做法比传统的做法灵活方便，可以任意增加剖面线，并且可以根据要求调整每一条剖面线的角度和修改其形状，可以使设计者完全按照自己的想法构造，这样构造出来的曲面自然最接近最初的样品模型（如图 2 ）。 3 x: I& e' |# E图2 曲线建成后就可以用 CimatronE 的曲面造型命令 Blend 或者 Mesh 构造侧面，因为曲线较多所以得到的侧面曲面会十分平顺和接近样品（如图 3 ）。 图3 用 Trim 修剪命令，将曲面修剪好，再用 Fillet 曲面倒角命令按照要求用变化圆角倒出圆角，这样一个中底基本曲面就完成了（如图 4 ）。 图4 现在可以构造附在中底上的大底了，将大底的特征线投影在中底上，再用这些特征线构造大底的外轮廓线，整个过程跟上面的做法相似，不过底部花纹和侧面花纹往往是整个设计的难点，以往的做法都是通过一些空间曲线来构面。这里我会向大家介绍另一种方法，因为现在 CimatronE 有较强的实体功能，底部花纹用实体构造，这样运用其拔模角功能便可以做出花纹的斜度，通过布尔运算方便切割物体和简易的倒圆角功能；其它斜度较大的花纹可以 Unfold 将曲面剪平成平面，然后在剪平的平面上构造花纹，因此比直接在曲面上构造花纹方便得多了；接着用 Wrap 命令把花纹贴上原来的曲面上，原来花费时间较多的花纹建造现在就可以较快地构造出来；最后，通过 Under Surface 命令直接把内仁底面做出来。这样一个完整的鞋底模就完成了（如图 5 ）。 　 图5 往下就要进行批量生产， ShoeExpress 提供了实用的级放功能可以划分出几个区域按不同的级放比例级放，并能锁定一些圆形、商标（ LOGO ）等特征，并能以整数、 1/2 、 1/4 ，三种规格级放来满足不同国家的需求，整套码数级放也只需要几分钟（如图 6 ）。 图6 在上述的例子中，不难发现 ShoeExpress 的鞋底设计功能十分简单易用，能让设计者随心所欲地自由设计。除此以外， CimatronE 还有强大曲线修改功能（ Modify Cure ）和曲面修改功能（ Deform Face 、 By Sketcher 等），方便设计者修改模型。 2.Sole morphing 鞋底置换 做好的许多 3D 模型有时候都要进行一些修改，鞋子的模口线变更就更加普遍，在这里提供了一个简单方便快捷的模口板线修改功能，它可以根据两条模口线的差异直接修改 3D 模型，而且还可以锁定一些特征：例如 LOGO 等，这样就大大减少修改 3D 模型的工作量（如图 7 ）。 图7 3.Heel Design 鞋跟设计 针对目前时尚流行的女装鞋的鞋跟提供专业完整的设计方案模块，让广大的鞋业设计者在较短的时间里简捷地设计出各种各样时尚的鞋跟。下面以具体的实例介绍这个模块： 通过样板图片可以用 Trace 绘图功能描绘出一些特征曲线，用这个功能绘制曲线不但可以用鼠标控制还可以用手绘板控制（如图 8 ）。 图8 通过上面绘制的曲线就可以通过 ShoeExpress 的鞋跟设计功能设计鞋跟了。打开 Heel Inventor 命令，进入鞋模设计专用界面，在 Heel Inventor 中进入鞋跟设计导向对话框，根据图文并茂的导向指引框按照要求一步一步地把鞋跟特征线选上和设置好各个参数，一个基本的鞋跟外形设计就自动完成了（如图 9 ）。 图9 # r4 a- h$ X' t7 a$ G+ G" R( x+ G在基本完成的外形图上可以进一步编辑，通过线条的点和切向线等等编辑方法达到理想的鞋跟模型。 2 D9 O- p) n# ~# s在完成一系列的编辑后， Hell Inventor 退出到 Cimatron 界面里周边的曲面自动生成，不用再通过曲面指令构造曲面，大大减少设计的时间（如图 10 ）。 图10 再通过 CimatronE 的曲面设计命令 Bounded 边界曲面，把上下的面建构好，这样一个鞋跟设计完成了。当然要设计一个有时尚特色的鞋跟还要在周边设计一些花纹图案，那样可以运用 Unfold 、 Wrap 功能轻易做到。首先把 3D 曲面用 Unfold 展开成平面，在平面上布上一些花纹图案再通过 Wrap 粘贴上去，这样从 2D 到 3D 的设计大大减少设计者的工作量（如图 11 ）。 ' |( \0 E. d: u$ Q; u- S 图11 经过简单的几步操作，一只十分美观的鞋跟模型就完成了。接下来就可以对这款鞋跟进行批量生产，在这里 ShoeExpress 为鞋跟热量生产提供了专业的级放功能，可以在极短的时间内进行大批量生产（如图 12 ）。 图12 4.Fusion 熔模设计 " ]* A/ r1 p' ?- M. I: X6 c1 T: b+ y熔模设计是一种应用于简单的鞋模快速设计功能，它通过几条特征线就可以产生一整套鞋子模具，包括下、下模和内仁。这种功能主要应用于女装鞋的鞋底等较简单的鞋模设计（如图 13 ）。 　 图13 5.结论   L# Q, L& Q/ B, v  Y通过以上的几个实例介绍，可以了解到 CimatronE 的 ShoeExpress 在鞋模造型方面十分方便快速，它所提供的所有设计概念是完全体现了鞋模设计的特点，保证设计的自由性和准确性。 CimatronE 强大的曲面和实体混合造型功能使鞋模设计更加灵活简易，修改过的 3D 模型还可以直接输出 2D 图并可以自动更新 2D 图，实现部门之间和工厂之间的实时沟通。通过用 CimatronE 的 ShoeExpress 进行鞋模造型能大大缩短鞋模交货期，提高工厂的生产效率和模具质量，为企业增加经济效益。 : T8 p/ S' o1 F& o: z& T3 P' K