淺談Pro/E塑料模具設計

tags:    時間:2014-03-06 22:58:53
淺談Pro/E塑料模具設計簡介
  在注塑產品的開發過程中,模具的設計和製造決定了塑料件的最終質量和成本。本文以某注塑模具的設計為例,介紹了Pro/ENGINEER的特點以及在注塑模具設計中的應用,為高質量模具……
淺談Pro/E塑料模具設計正文

  在注塑產品的開發過程中,模具的設計和製造決定了塑料件的最終質量和成本。本文以某注塑模具的設計為例,介紹了Pro/ENGINEER的特點以及在注塑模具設計中的應用,為高質量模具的設計和製造提供了一條途徑。 

  Pro/ENGINEER是美國PTC公司出品的CAD/CAM軟體,它以參數化設計的觀念聞名於世,為傳統機械設計與製造帶來了巨大的便利。Pro/ENGINEER提供的參數化設計具有3D實體造型、單一資料庫以及以特徵為設計單位等特點,因此通過使用它設計者可以隨時計算出產品的體積、面積、質心、重量和慣性矩等數據,並且不論在3D或2D圖形上作尺寸修改,其相關的2D或3D實體模型及裝配、製造等也自動修改。由於Pro/ENGINEER在設計中導入了製造的概念,設計人員可隨時對特徵作合理、不違反幾何的順序調整、插入、刪除和重新定義等修正操作。 

一、設計過程 

  典型的注塑模設計過程在Pro/ENGINEER環境下,注塑模設計過程包含以下步驟: 
(1)創建塑料件模型(也稱為三維造型); 
(2)創建毛坯,用來定義所有模具元件的體積; 
(3)根據不同的收縮率、脫模斜度和塑件模型構建型腔、型芯的特徵和尺寸; 
(4)加入模具裝配特徵形成澆注系統,定義分模面及模塊; 
(5)定義模具開啟的步驟及檢查干涉; 
(6)依需要裝配模座,完成冷卻系統設計; 
(7)完成所有零件的零件圖; 
(8)根據加工需要,生成零件的NC代碼。 

二、模具型腔和型芯的設計 

  在設計過程中,首先通過對塑料件模型的不同部位尺寸設定收縮率、構建設計模型、產生型腔及型芯特徵尺寸,然後使設計模型與型腔或型芯毛坯重疊,經過一系列面的生成、延伸及融合等操作形成分模面,最後從毛坯中挖去設計模型,並從分模面切割產生型腔和型芯。 

  分型面的建立是最複雜而又最關鍵的部分,其中複製實體表面是通常使用的命令。在複製實體表面時,應盡量採用Copy→Surf&bnd的方式,通過選擇種子面與邊界面一次選定所需的曲面,而不要使用Copy→Indivsurfs拷貝曲面,再將曲面合併成所需曲面的方式,因為這樣做不僅速度慢,而且容易造成曲面丟失,不能完整選定實體表面。 

  通過上述方法產生的型腔或型芯是整體式的。考慮到製造工藝,還可通過面對體的操作進一步分解型腔或型芯使整體式變為鑲塊嵌入式。 

  模具設計完成後,使用拔模斜度檢查功能可檢查模具有無倒扣現象產生。如有倒扣,說明該件無法脫模,必須進行修改。 

三、模具零件的加工 

  在Pro/ENGINEER的NC模塊下,根據加工需要,可生成數控車削、數控銑削及電火花線切割的NC代碼,具體過程如圖4所示。 

四、其他功能 

  Pro/ENGINEER具有強大的介面功能,能通過IGES、STL、SET、STEP等格式與其他CAD/CAE/CAM軟體實現數據文件的交換。在塑料產品開發中,通常利用這個介面與C-MOLD、MOLDFLOW、Z-MOLD等軟體相連,利用它們的分析模塊,對Pro/ENGINEER中的造型進行分析,以確定模具的結構及注塑工藝。 

  Pro/ENGINEER提供的Pro/PROGRAM是零件與裝配自動化設計的一個重要工具,用戶可經由非常簡單的高級語言來控制零件特徵的出現與否、尺寸的大小與零部件的出現與否、零部件的簡易顯示或完全顯示以及零部件的數量等。當零件或裝配件的Pro/PROGRAM設計完成後,讀取此零件或裝配件時,其各種變化情況即可利用交互方式得到不同的幾何形狀,達到產品設計要求。 

  利用Pro/ENGINEER還可以方便地建立零件庫。在注塑模設計中所需的通用件和標準件都可根據用戶的要求建立,同時用戶所設計的每副模具都可作為模具庫的組成部分,以供後續模具設計應用。 

五、結束語 

  Pro/ENGINEER提供的設計理念將設計、製造、裝配以及生產管理融為一體,賦予“設計”完整的概念。它提供的強大功能尤其是曲面造型和模具設計功能為工程技術人員和生產管理人員在短期內完成高質量的產品開發提供了強有力的工具。 

  此外,將并行工程技術引入P r o /ENGINEER的模具設計中,可以由傳統的模具設計與製造工藝路線(即模具結構設計→模具型腔、型芯二維設計→工藝準備→模具型腔、型芯三維造型→數控加工指令編程→數控加工),改變為由不同的工程師同時進行設計、工藝準備的并行路線,不但提高了模具的製造精度,而且能縮短設計、數控編程時間達40%以上。設計工程師在進行產品三維零件設計時就考慮模具的成型工藝和影響模具壽命的因素,並進行校對、檢查,預先發現設計過程的錯誤。在初步確立產品的三維模型后,設計、製造及輔助分析部門的多位工程師可同時進行模具結構設計、工程圖設計、模具性能輔助分析及數控機床加工指令的編程等工作,而且每一個工程師對產品所做的修改可自動反映到其他工程師那裡,大大縮短了設計、數控編程的時間。另外,Pro/ENGINEER軟體具有的單一資料庫、參數化實體特徵造型技術為實現并行工程提供了可靠的技術保證。
 

 

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