三維平臺下的塑料模具設計淺議

譙春林

（廈門銳來恩施電氣有限公司,福建 廈門 361100）

0 引言

在經濟發達的地區，三維模具計算機輔助設計技術已經發展得比較成熟。目前，隨著塑料產品在社會各個領域中的廣泛應用，這在一定程度上加大了模具設計的任務。而采用三維設計在提高設計者的設計水平和設計效果的同時，還能培養人們正確的設計思維和設計習慣，有利減少設計人員的設計任務，降低工作壓力。

1 基于三維平臺的塑料模具設計的必要性分析

由于在零件設計的過程中，其原始動力是三維實體，例如形顏色、形狀、尺寸、硬度、材料、制造技術以及位置等，甚至還有的三維實體具有非常繁雜的運動關系。加之從一個零件的二維設計圖對三維模型進行構想，已經具有非常大的困難，且存在著很多的不確定性因素，故而給設計人員帶來了巨大的困難。可見，傳統的二維塑料模具設計已經無法滿足于現代化生產的要求了。而采用三維設計不僅能夠便于對產品結構的分析、模具制造評價和數控加工等，且還具有以下幾個優勢:第一，具有形象直觀的特點，能夠減少設計人員換在設計過程中的失誤；第二，能夠提升設計的水平以及效率；第三，能夠為模具CAM打下牢固的基礎；第四，降低成本，節約勞動力和材料，縮短設計和制造的時間，提高產品的競爭能力。

2 基于三維平臺下塑料模具設計的方法

2.1 通用模具的設計

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每個零件進行相應三維模型的建立。在建立過程中，比較常見的方法有自上而下和自下而上這兩種方法，這組要設計人員根據實際情況而選擇。

2.2 標準數據庫下的設計

該方法的使用需要以三維軟件集成中具有標準模架數據庫或者是標準模具零件數據庫為前提條件，例如DME、FUTABA、GB、HASCO等。在設計模具過程中需要先得到型腔和型芯這兩種重要的零件，并選擇相應的標準件和標準模架，最后采用通用方法對每個零件進行合理的修改和設計，這樣不僅節約了設計時間和建模時間，而且還提高了設計質量和設計效率。

2.3 智能模具的設計

該種方法是通過在第二類方法的原有基礎上添加了智能化交互式的型芯和型腔的設計、模具結構的自動配置與輔助設計、模具的檢查以及塑件的分析等性能。該方法的設計具有智能化和參數化等優點，因此即便在設計完成模具以后，塑件的尺寸或特征產生改變的時候，模具里的零件都會自動的發生相應的改變。

3 基于三維平臺下的塑料模具設計案例分析

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方向的拔模斜度，厚度分析功能額可以分析出每個截面的厚度，Plastic Advisor模塊可以在相應的條件下，分析出塑料熔體的型腔，并指出熔接痕、澆口以及氣泡產生的方位。這些結果和數據具有十分重要的作用，能夠正確指導設計人員對于模具方案的設計。

3.2 對成型零件的設計

當成型零件從PRO/E中分割出來后，需要建立毛坯工件，并通過曲面設計功能建立不通的模具分割面，并按照相應的順序，利用分割面分割出來各種成型零件。其中Cavity1和Cavity2代表的是兩個型腔，而Core1—4帶便的是四個型芯，Slide1和Slide2代表的是兩個側型芯。

3.3 選擇和設計模架、標準架和抽芯機構

本文選擇了HASCO公司的模具標準，并通過參數的修改得到了圖1的標準模架。如圖1所示，進行抽芯機構的設計能夠采用“滑塊定義”。通過滑塊和斜導柱的參數修改，系統會自動的得出抽芯距，選取圖1中的參數，計算出來的抽芯距為32.5mm。同時，經過標準件的不同命令，加入各種標準件，例如澆口套、推件管、定位圈、緊固螺釘、拉料桿等，但是對于其中需要進行修改的標準件，必須進行修改后，使其符合相關的要求。除此之外，需要在模板上設置通過孔，并修改其中某些模板，設計出潛伏式流道系統和冷卻水孔。設計出來的三維模型如圖2所示。

圖1 抽芯機構的設計

圖2 三維模型示意圖

4 結束語

三維平臺下設計塑料模具不僅僅能降低設計人員的計算和繪圖的工作量，而且還可以在最大程度上提高設計的水平、效率以及質量，以此樹立企業良好的形象，增強市場競爭力。

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