三維平臺(tái)下的塑料模具設(shè)計(jì)淺議

譙春林

（廈門(mén)銳來(lái)恩施電氣有限公司,福建 廈門(mén) 361100）

0 引言

在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，三維模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得比較成熟。目前，隨著塑料產(chǎn)品在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，這在一定程度上加大了模具設(shè)計(jì)的任務(wù)。而采用三維設(shè)計(jì)在提高設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)水平和設(shè)計(jì)效果的同時(shí)，還能培養(yǎng)人們正確的設(shè)計(jì)思維和設(shè)計(jì)習(xí)慣，有利減少設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)任務(wù)，降低工作壓力。

1 基于三維平臺(tái)的塑料模具設(shè)計(jì)的必要性分析

由于在零件設(shè)計(jì)的過(guò)程中，其原始動(dòng)力是三維實(shí)體，例如形顏色、形狀、尺寸、硬度、材料、制造技術(shù)以及位置等，甚至還有的三維實(shí)體具有非常繁雜的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。加之從一個(gè)零件的二維設(shè)計(jì)圖對(duì)三維模型進(jìn)行構(gòu)想，已經(jīng)具有非常大的困難，且存在著很多的不確定性因素，故而給設(shè)計(jì)人員帶來(lái)了巨大的困難?？梢?jiàn)，傳統(tǒng)的二維塑料模具設(shè)計(jì)已經(jīng)無(wú)法滿足于現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求了。而采用三維設(shè)計(jì)不僅能夠便于對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的分析、模具制造評(píng)價(jià)和數(shù)控加工等，且還具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì):第一，具有形象直觀的特點(diǎn)，能夠減少設(shè)計(jì)人員換在設(shè)計(jì)過(guò)程中的失誤；第二，能夠提升設(shè)計(jì)的水平以及效率；第三，能夠?yàn)槟＞逤AM打下牢固的基礎(chǔ)；第四，降低成本，節(jié)約勞動(dòng)力和材料，縮短設(shè)計(jì)和制造的時(shí)間，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。

2 基于三維平臺(tái)下塑料模具設(shè)計(jì)的方法

2.1 通用模具的設(shè)計(jì)

該方法只要是一般的通用三維軟件都可以適用，都是采用一般的三維建模的方法對(duì)每個(gè)零件進(jìn)行相應(yīng)三維模型的建立。在建立過(guò)程中，比較常見(jiàn)的方法有自上而下和自下而上這兩種方法，這組要設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際情況而選擇。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)下的設(shè)計(jì)

該方法的使用需要以三維軟件集成中具有標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)庫(kù)或者是標(biāo)準(zhǔn)模具零件數(shù)據(jù)庫(kù)為前提條件，例如DME、FUTABA、GB、HASCO等。在設(shè)計(jì)模具過(guò)程中需要先得到型腔和型芯這兩種重要的零件，并選擇相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)模架，最后采用通用方法對(duì)每個(gè)零件進(jìn)行合理的修改和設(shè)計(jì)，這樣不僅節(jié)約了設(shè)計(jì)時(shí)間和建模時(shí)間，而且還提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率。

2.3 智能模具的設(shè)計(jì)

該種方法是通過(guò)在第二類(lèi)方法的原有基礎(chǔ)上添加了智能化交互式的型芯和型腔的設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)的自動(dòng)配置與輔助設(shè)計(jì)、模具的檢查以及塑件的分析等性能。該方法的設(shè)計(jì)具有智能化和參數(shù)化等優(yōu)點(diǎn)，因此即便在設(shè)計(jì)完成模具以后，塑件的尺寸或特征產(chǎn)生改變的時(shí)候，模具里的零件都會(huì)自動(dòng)的發(fā)生相應(yīng)的改變。

3 基于三維平臺(tái)下的塑料模具設(shè)計(jì)案例分析

3.1 合理的分析方案

Pro/ENGINEER的拔模分析功能，可以解析出塑件各個(gè)方向的拔模斜度，厚度分析功能額可以分析出每個(gè)截面的厚度，Plastic Advisor模塊可以在相應(yīng)的條件下，分析出塑料熔體的型腔，并指出熔接痕、澆口以及氣泡產(chǎn)生的方位。這些結(jié)果和數(shù)據(jù)具有十分重要的作用，能夠正確指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員對(duì)于模具方案的設(shè)計(jì)。

3.2 對(duì)成型零件的設(shè)計(jì)

當(dāng)成型零件從PRO/E中分割出來(lái)后，需要建立毛坯工件，并通過(guò)曲面設(shè)計(jì)功能建立不通的模具分割面，并按照相應(yīng)的順序，利用分割面分割出來(lái)各種成型零件。其中Cavity1和Cavity2代表的是兩個(gè)型腔，而Core1—4帶便的是四個(gè)型芯，Slide1和Slide2代表的是兩個(gè)側(cè)型芯。

3.3 選擇和設(shè)計(jì)模架、標(biāo)準(zhǔn)架和抽芯機(jī)構(gòu)

本文選擇了HASCO公司的模具標(biāo)準(zhǔn)，并通過(guò)參數(shù)的修改得到了圖1的標(biāo)準(zhǔn)模架。如圖1所示，進(jìn)行抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)能夠采用“滑塊定義”。通過(guò)滑塊和斜導(dǎo)柱的參數(shù)修改，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的得出抽芯距，選取圖1中的參數(shù)，計(jì)算出來(lái)的抽芯距為32.5mm。同時(shí)，經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)件的不同命令，加入各種標(biāo)準(zhǔn)件，例如澆口套、推件管、定位圈、緊固螺釘、拉料桿等，但是對(duì)于其中需要進(jìn)行修改的標(biāo)準(zhǔn)件，必須進(jìn)行修改后，使其符合相關(guān)的要求。除此之外，需要在模板上設(shè)置通過(guò)孔，并修改其中某些模板，設(shè)計(jì)出潛伏式流道系統(tǒng)和冷卻水孔。設(shè)計(jì)出來(lái)的三維模型如圖2所示。

圖1 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

圖2 三維模型示意圖

4 結(jié)束語(yǔ)

三維平臺(tái)下設(shè)計(jì)塑料模具不僅僅能降低設(shè)計(jì)人員的計(jì)算和繪圖的工作量，而且還可以在最大程度上提高設(shè)計(jì)的水平、效率以及質(zhì)量，以此樹(shù)立企業(yè)良好的形象，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

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