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塑料模具 |
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基于Pro/E的注射模快速设计 |
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作者：江苏春兰机械制造有限公司 花杏华 |
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摘要：以Pro/E为基础，将"mold模具"功能、"Replace替换"功能和"Emx 4"模块应用在模具开发过程中，实现了注射模的快速设计，免去了一些模具通用件(如导向件、复位支承件、浇口套、定位圈等等)繁锁的重复绘图工作，使得模具开发周期大大缩短，让模具企业及时提供用户满意的产品.
关键词：mold模具模块；Replace替换；Emx 4模块；模具开发周期；快速设计
1 引言
最近几年，我国模具工业的发展非常迅速，新材料、新工艺以及不断增加的模具工厂，不断增强着模具市场的竞争力，随着中低档模具市场的不断成熟和新产品开发周期的越来越短，模具厂的压力也越来越大，缩短模具的开发周期是确保模具工厂在竞争中处于不败之地的一条有效途径。那么如何缩短模具开发周期呢? 下面通过实例介绍一条有效途径。产品见图1 所示零件。
图1 产品图
a—— 35w阀罩b—— 50w阀罩
2 产生模具型芯零件
利用Pro/E 中“mold 模具”功能产生所需的模具型芯零件，就是将part 零件经由分模转换成模具所需的型芯零件(如图2 所示) ，其基本过程是：①建立零件与模块；②将零件与模块组合准备好后，进入mold模块；③设计收缩率、拔模角与模型检验；④建立浇道、流道、浇口、冷却水道；⑤产生分模面；⑥生成型芯、型腔。
图2 模具型芯生成
a—— 35w阀罩型芯b—— 50w阀罩型芯
3 产生整个模架零件
利用Pro/E 中“Emx 4”模块产生整个模架零件，就是从“专家模具基体”中选择适合自己所需的模架各配件，形成完整的模具装配结构，其基本过程是：
(1) 开始新项目：输入项目及设计员名称，装入在Pro/E“mold”中产生模芯组件，同时设置型腔布局(包括型腔嵌件的数量和位置)。
(2) 选择创建适合自己公司的模座及所需零件。
(3) 选择或定义滑块，Emx 以逐渐引导方式让用户可选择合适的滑块零件，而且完成后会自动在零件间放上预定。
(4) 加入顶杆：Emx 便会自动把顶杆与塑件进行剪裁，避免人为错误。
(5) 生成冷却系统：Emx不但能预定及生成冷却系统，还能提供浇口套、O型密封圈等数据库，以供选择。
(6) 加入螺钉：选取螺钉后，用户可用鼠标浮标选择适合的位置。
(7) 仿真开模动作及干涉检查：透过仿真检查，用户可视察模具开合时的动作有否对其它零件造成干涉，以减少错误。
(8) 制作二维图及BOM下料单：Emx 能为模具设计提供不同零件的图纸，而当中也包括BOM，以减少设计者处理二维图纸的时间。
(9) 其它零件：包括支撑柱、浇口套、定位环、定位钉、锁模力计算、成本计算等。
4 所需型芯的更换
利用Pro/E 中“Replace 替换”功能进行所需型芯的更换。
5 新模具的设计
对于外形尺寸相近、结构相似的塑料制品需要开模时，只需重复进行上述第1 步、第3 步的操作，不必重复进行第2 步的重复劳动，就可完成一副新模具的设计了。在此需要提醒读者注意的是：①所有零件的单位一定要统一，否则组合时零件比例会相差很多，单位确认的方法是：set up→units 选择我国通用的单位制mmNs 制；②执行“Replace 替换”功能的两零件的最大外形尺寸长、宽、高最好一致，若相差过大时，就要对其相对应的模框重新进行切出处理。
6 应用实例
图1 所示为某系列空调室外机组上两种型号的阀罩，它们的结构相似，外形尺寸大体上差不多，长×宽×高为234mm×134 mm×61.3mm(见图1a) 和234mm×134mm×60.5mm(见图1b) 。
6.1 型芯的设计
首先对35w阀罩(图1a) 进行型芯设计，New→manufacturing/mold→在名字栏输入“35w”→ok。
(1) 创建参照零件：Mold model →assemble/Refmodel→选择参照零件35w.prt→open→默认坐标系放置/ok → 按参照合并/在参照模型名称栏内输入“35w_REF”→ok。
(2) 创建毛坯：creat→workpiece→manual→part/solid→在名字栏内输入“work”→ok→创建第一特征→ok→protrusion→Extrude/solid→Done 创建330mm×230mm×130mm 的毛坯。
(3) 设计收缩率：Shrinkage→By dim→Set/Reset→All Dims→在信息框内输入0.005 的收缩率→Done→点击Done Return 两次。
(4) 分型面的创建：Parting surf→creat→名字栏默认曲面名称为“part_surf_1”→ok→add→copy→done→选择surf&bnd→pick 选择参照零件35w的内表面，再选取35w 的所有边界面→Done sel/Done→Done→ok，再延拓copy 面的边界至毛坯“work”的表面，Extend→Along Dir→Up to plane→Done→one By one/select→Query sel 查询选取刚才复制的曲面边界→Done sel/Done→Plane/pick 选取毛坯表面→Done/Extend，4 个方向都延拓完成后，点击Done/Return 两次。
(5) 分割模具体积块：Mold volume→split→Twovolumes/All wrkpcs →Done →pick Done 选取分型面“part_surf_1”→Done sel→在名字栏内默认蓝色显示体积块的名称为“mold_vol_1”→ok→在名字栏内默认青色显示体积块的名称为“mold_vol_2”→ok→Done/Return。
(6) 抽取模具元件：Mold comp→Extract→选取“mold_vol_1”、“mold_vol_2”→ 默认元件名称为“mold_vol_1”、“mold_vol_2”→ok→Done/Return。
(7) 铸件的生成：molding→creat→输入铸件名称“PRT0003”→Enter 回车。
(8) 模具的打开：mold opening→Define step/Definemove→pick选取定模型腔“mold_vol_1”→Done sel→选取定模型腔“mold_vol_1”上一条可代表移动方向的边线→在信息栏输入向上移动距离80→Enter回车→Define move→pick选取动型芯“mold_vol_2”→Donesel→选取动模型芯“mold_vol_2”上一条可代表移动方向的边线→在信息栏输入向下移动距离50→Enter回车→Done/Return。至此就得到了如图2a所示的模具型芯结构，同时也得到了如图3a所示的模型树结构。
(9) 重复上述步骤，对50mx 阀罩进行模芯的开制，结果得到如图2b 所示的型芯结构，以及如图3b所示的模型树结构。
图3 模型树
a-35w型芯的模型树 b-50w型芯的模型树
6.2 完善整个模具结构
打开“Emx 4”模块，产生整个模架零件。
(1) 定义新项目：New→在项目名称栏输入“35W”、零件前缀栏输入“35W”、主要单位选择“mm”、模具基体类型选择“组件、模型.ASM”→ok。
(2) 模具组件定义：Define Moldbase Assembly→载入/保存组件→选择“Hasco”中的“Type4”→载入→输入动模框尺寸450×350×90、定模框尺寸450×350×120、动、定模座板尺寸450×450×25→ok→ok。
(3) 装入型芯：component→assemble→mold_vol_1→open→完全约束放置后点击ok，已装入在6.1 步骤设计好的定模型腔，用同样方法装入动模型芯mold_vol_2→ok。
(4) 切出动、定模框的型腔：component→Advutils→cut out→选出树要对其执行切出处理的零件35w_B_plate1.prt 动模框、35w_A_plate1.prt 定模框→Done sel→选出参照零件定模型芯mold_vol_1、动模型芯mold_vol_2→Done sel→点击Done 4 次。此时已完成模具的下列零件的设计(参见图4 模型树)：35w_housing_1.prt 动模座板、35w_ejbpl_mh1.prt 推板、35w_ejepl_mh1.prt 顶杆固定板、35w_risers_mh1.prt 侧支柱、35w_B_plate1.prt 动模框、35w_A_plate1.prt 定模框、35w_topclplate1.prt 定模座板。
(5) 其它零件的载入：在Define MoldbaseAssembly 栏目下继续进行其它零件如：导柱、导套、复位杆、复位弹簧、浇口套、定位环、顶杆、限位柱等的载入设计，直到最终完成整个模具的装配图设计，图5所示即为35w阀罩的装配图。
6.3 Replace 替换通过“Replace 替换”功能进行另一副与之相似制件50w模具的设计。
(1) 首先创建替代组件V1(见图3) ，New→Asm/Interchange→在名字栏输入“V1”→ok→component→add→选择已开制好的定模型腔mold_vol_1→open→add→选择“装配、功能元件”→ok→选择已设计好的定模型腔mold_vol_1_1→open→ 无约束→ok→donereturn。
(2) 用同样方式创建替代组件V2，New→Asm/Interchange→在名字栏输入“V2”→ok→component→add→选择已开制好的动模型芯mold_vol_2→open→add→选择“装配、功能元件”→ok→选择已设计好的动模型芯mold_vol_2_2→open→ 无约束→ok→donereturn。
(3) 关闭“V1”、“V2”两窗口，打开“35w.asm”→component→Adv utils→Replace→pick mdl (选出要替代的元件)→ 从模型树中选取“mold_vol_1”→byinterchange mode→在Browse中选取“V1.asm”下拉目录中的mold_vol_1_1→ok→play→Done，完成了定模型腔的交换；同样方式进行动模型芯的替代，在“35w.asm”窗口中→component→Adv utils→Replace→pick mdl(选出要替代的元件)→从模型树中选取“mold_vol_2”→by interchange mode→在Browse中选取“V2.asm”下拉目录中的mold_vol_2_2→ok→play→Done。所需零件替换完成后，对体积干涉部分再进行“cut out”等处理后，就可进行新文件的保存了。file→save as→输入名称“50w”。至此完成了模具型芯的替换，也就是已完成了第二副模具“50w.asm”的装配图设计了。
7 结束语
对于已熟悉Pro/E的使用者，应该体会到这一点，很多模具外形尺寸大体一致，模具结构也大同小异，只有少数几个零件不同(如动、定模型芯型腔或浇口套等) ，常常需要重复同样的步骤来重复组装整个模具，这样便显得效率低。本文介绍了一种基于Pro/E的模具快速设计方法，也就是说对于外形尺寸相近、结构相似的制件开模时，只需在一副已完善结构的模具上，对少数几个相异零件执行替换，就可完成一副新模具的设计了，这大大提高了外形尺寸相近制品的模具开发速度，让设计者有更多的时间去寻求更精彩的创新设计，从而更有效地缩短模具的设计开发周期。(end)
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(11/3/2006) |
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佳工网友 cql
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于1/17/2007 9:04:00 AM评论说：
这个方法蛮不错,很实用,请问具体在哪个指令下加入模架及所需零件呢?
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对 塑料模具 有何见解？请到 塑料模具论坛 畅所欲言吧！
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