卡环注射模CAD/CAE/CAM

作者：航天科技集团公司烽火机械厂 陈泳

欢迎访问e展厅 展厅 1 塑料模具展厅 注塑模具, 吹塑模具, 挤出模具, 吸塑模具, 瓶胚模具, ... [摘要]结合卡环注射模设计制造案例，阐述运用CAD/CAE/CAM技术完成1副注射模的全过程，详细介绍Pro/E、UG等软件在注射模设计制造中的实际应用，为注射模具设计制造提供一个有效的途径。 关键词 注射模 Pro/E 卡环 1 概述 模具行业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。模具技术水平的高低，决定若产品的质量、效益和新产品开发能力，它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。我国模具工业的技术水平已取得了很大的进步，但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距．许多先进的技术如CAD/CAE/CAM技术的普及率还不高。 企业之间的竞争日益加剧，而作为模具企业生存和发展的根本--模具开发速度的快慢及质量的好坏则是决定该企业是否能在激烈的市场竞争中获胜的关键。塑料产品从设计到生产是一个十分复杂的过程，它包括塑料制品设计、模具结构设计，模具制造和塑件生产等几个主要方面，计算机技术的运用，正在取代传统的手工设计制造方式，井取得了显著的经济效益。 2 采用计算机技术进行注射模设计制造流程 以图1卡环零件为例，卡环是某车型燃油系统配套的一个塑料制品，该零件结构小巧，装配精度要求较高。 塑料注射模计算机辅助设计制造流程：塑件三维建模--模流分析--塑料产品装配--模具结构设计--生成模具工程图--模具关键零件数控加工--关键零件数控电加工--模具装配调试。 2.1 塑件三维建模 Pro／E的PRT模块应用。当接到1副塑料注射模定单时，首先根据客户提供的塑件二维图纸、样品或产品电子数据，利用Pro/E的PRT模块中实体造型模块(solid)和曲而造型模块(surface)将要开模的产品转化成三维造型，如图2所示。Pro/E有极强的参数化、基于特征的建模功能，可构肆任意型面。 造型完成后对塑件进行拔模检查draft check。拔模检查是定义零件与拔模垂直面的拔模角度，根据卡环零件脱模方向做出拔模分析，如图3所示。 2.2 模流分析 Pro/E塑料顾问模块应用。模具设计人员需要了解塑料专业知识，Pro/E塑料顾问模块为模具设计人员提供了可靠、易理解的加工反馈和建议。塑料顾问用于评估注塑工艺性，是节省成本和时间的理想工具。设计人员可以方便地选择材料类型和设置浇口位置，塑料注射模设计顾问则在屏幕上提供了充模动画、描述设计“可模塑性”的图形以及熔合线和气泡等可能出现问题的位置,运用CAE软件模拟塑料熔体在模具型腔中的流动、保压、冷却过程，对制品可能发生的翘曲进行预测等，其结果对优化模具结构和注塑工艺参数有着重要的指导意义，可提高一次试模的成功率。根据选择的浇口位置和聚内烯卡环材料，实际模拟出卡环充模情况，能够顺利充型，如图4所示。 2.3塑料产品装配 Pro/E的装配模块。assembly可实现产品零件装配．运用装配模块所提供的匹配。对齐、插入等功能将产品装配起来(见图5)。再利用analysis功能选择分析中帅模型分析，在mold analysis中选择Global lterference来检查零件相互之间是否干涉，如果存在干涉，应及时与客户协调达成一致意见，这样减少了模具的二次更改，减少了试模后才发现因装配尺寸不协调造成的大量时间、人力和物力的浪费。 2.4 模具结构设计 Pro/E的mold模块应用。首先将要开模的零件通过mold model下的asscmbly调进，在菜单中利用Shrinkage给塑件加上收缩率，根据不同的材料加上不同的收缩率。再用mold model下的crcat workpiece来做毛坏。其次做分型面(见图6)，将零件中的曲直接通过copy即可完成parhng surf的制作，根据实际分校需要一般还需增加部分曲面其做法与surface中一致。接着利用已经做好的分型面用mold volume下的split将毛坏分成两个或几个volume(见图7)。volume生成后选择moldeomp，extract这样就将volume转化为实体型芯、型腔部分，在此基础上调用标准模架库完成模具(包括流道、冷却、顶出、导向、复位部分等)结构设计，完成后再进行干涉检查。采用EMX模具专家系统能史简便地完成后续模架设置工作。 2.5 生成模具工程图下发 使用Pro/E的工程图功能(Drawing)，可以将Pro/E制作的模型枪出成图纸的形式(见图8)。在图纸中，所有的模型视图都是相关的，即当修改了某视图的个尺寸后，系统会自动更新其它相关的视图，Pro/E的 图纸和它所依赖的模型相关，在图纸中修改的任何尺寸都会在模型中自动更新。同样，在模型中修改的尺也会相关到图纸。这些相关性，不仅仅是尺寸的修改也包括添加或删除某些特征。 2.6 模具关键零件数控加工 将型芯程序传输到加工中心进行加工。UG型芯铣削ZELVEL_FOLLOW_CORE可完成沿任意类似型芯的形状进行粗加工大余量去除、对非常复杂的形状产生刀具运动轨迹，确定走刀方式(见图9)。UG定轴铣削FIX_CONTOUR模块功能可实现：产生3轴联动加工刀具路径主要用于曲面加工，它有加工区域、多种驱动方法和走刀方式可供选择，如沿边界切削、放射状切削、螺旋切削及用户定义方式切削，在沿边界驱动方式中又可选择同心圆、平行线和沿成品轮廓走刀等多种走刀方式、提供逆铣，顺铣控制以从螺旋进刀方式、自动识别前道工序未能切除的未加工区域和陡峭区域，以便用户进一步清理这些地方。UC/Veticut切削仿真模块采用人机交互方式模拟、检验和显示NC加工程序，是一种方便的验证数榨程序的方法。由于省去了试切样件，可节省机床调试时间。UG/Postproceasing通 用后置处理器来开发专用的后处理程序，生成适用某个机床的机床数据文件。巾于该型心零件较小，粗铣采用φ4mm球刀，精铣采用φ2mm球刀。 2.7 关键零件数控电加工 CAXA-WEDM是一个专业化的线切编程软件，经过读取DXF或DWG文件可简洁快速生成程序，免去了重新绘制图形的过程。型芯、型腔通过线切割、电火花加工完成清角部位型腔制作。 2.8 装配调试 经过精密加工的零件进入装配调试的工作(见图10)，卡环注射模的装配主要解决型芯型腔密封面的研配问题，这也是本副模具的关键。打红丹粉检测分型面的贴合情况进行仔细研配，只有这样才能达到配合要求，保证产品飞边。 3 结束语 CAD/CAE/CAM的实施使设计人员从以前繁重重复的手工绘图中解放出来，能将更多的精力用于其他创造性的设计工作，设计制造效率大大提高。复杂注射模采用3D标准化设计，设计制造周期缩短20%-30%。在产品、模具开发中应用Pro/E软件建立产品实体模型，在产品制造出来之前就能对产品的外观造型及装配关系等进行分析，同时根据产品模型生成模具型芯、型腔及装配图，其设计数据准确可靠。采用UG软件编程加工可有效缩短制造周期、提高生产率、解决制造瓶颈。通过实施计算机辅助设计制造技术捉高了模具的设计、制造质量和开发速度，有效地降低了设计和开发成本，赢得了众多用户，从而提升了企业市场竞争的能力。 参考文献 1 塑料模设计手册编写组 塑料模设计手册，北京：机械工业出版社 1997 2 宋玉恒 塑料注射模具设计实用手册 北京：航空工业出版社 1994(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (3/28/2005)