proe環境下桶底的三維建模及模具設計

2013-05-28 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

proe軟件具有強大的三維造型功能,特別適合于復雜曲面。本文主要使用了proe零件模塊中的旋轉、混成、陣列、切割、倒圓等實體特征和Merge等曲面特征,構造出桶底的三維數據模型。在此基礎上,完成了桶底的注塑模設計。

來源:CAD世界
關鍵字:注塑模特征模具結構 proe

0 引言

proe可謂是一個全方位的3D產品開發軟件,集成了零件設計、產品裝配、模具開發、數控加工、鈑金件設計、鑄造件設計、造型設計、逆向工程、自動測量、機構仿真、應力分析,產品數據庫管理等功能于一體。其首創的參數式設計給傳統的模具設計帶來了許多新觀念,強調實體模型架構優于傳統的面模型架構和線模型架構。proe還具有良好的數據接口,它可以將圖紙輸出為多種格式,可以方便地和AutoCAD,SolidsWork等進行數據交換。

洗衣機桶底是洗衣機的主要部件,是由復雜曲面組成,桶底的設計好壞將直接影響洗衣機的質量。以proe為軟件平臺建立桶底的三維數據模型,以此為基礎進行注塑模設計,然后在數控機床上完成桶底模具的加工。

1 三維建模

桶底材料為PP塑料,注塑加工成型。桶底形狀基本為旋轉體,由凸臺、加強筋、圓孔等特征組成,采用旋轉、混成、陣列、切割、倒圓等實體特征和Merge等曲面特征,完成了桶底的三維建模。具體步驟如下:

    (1)建立基準面和基準坐標系;
    (2)建立旋轉曲面特征;
    (3)建立拉伸曲面特征;
    (4)建立曲面Merge特征;
    (5)利用曲面生成薄壁實體特征;
    (6)建立Copy曲面特征;
    (7)建立凸臺特征,包括混成擠壓特征、圓孔特征、方孔特征、group特征、用Copy特征創建其余五個凸臺,然后將凸臺伸出桶底的部分切除;
    (8)建立桶底的圓孔特征,包括圓柱體的拉伸特征、柱體上的圓孔特征、group特征、Copy特征創建其余七個圓孔;
    (9)建立桶底外側的旋轉特征;
    (10)建立底部的肋板薄壁拉伸特征;
    (11)倒圓角;
    (12)建立側壁的加強肋特征。完成的桶底三維實體如圖1所示。

2 桶底注塑模設計

2 1 塑件的工藝要求

為了保證在生產過程中制造出理想的塑料制品,應了解零件的用途、使用狀況、外觀要求等。除了合理的選用塑料材料外,還必須考慮塑件的成形工藝性。塑件的工藝分析與模具設計有直接的關系,只有塑件的設計能適應成型工藝要求,才能設計出合理的模具結構。這樣即既夠保證塑件順利成型,防止塑件產生缺陷,又能達到提高生產率和降低成本的目的[2]。

本零件為洗衣機桶底,零件要求無縮癟毛刺變形等缺陷,內表面為鏡面。零件的注塑模澆口不能設在桶底的內壁。

塑件的工藝性應重點考慮如下幾個問題:

(1)脫模斜度

為了便于從模具型腔中取出或從塑件中抽出型芯進行設計時必須考慮塑件內外壁應具有足夠的脫模斜度。設計中取脫模斜度為1′。

(2)孔

在設計模具時應考慮零件上的孔是否能夠一次性注塑成型,如果不能一次成型應考慮在完成注塑加工后再采用其他加工方法將孔加工到要求尺寸。本零件可以一次直接成型。

(3)零件壁厚

合理的確定零件的壁厚是很重要的,零件的壁厚應盡量均勻,避免太薄,否則會因收縮不均勻而使塑件變形產生氣泡。

本零件的壁厚為2 5mm,符合熱塑性塑料制品的最小壁厚。

(4)其它在零件設計過程中應注意的工藝要求如:加強筋、支撐面、圓角等在模具設計過程中可以按照圖紙進行設計。

2 2 注射模具設計

(1)確定成型腔數

考慮到零件尺寸比較大,在注射方向的投影面積也比較大,本零件采用一模一腔的成型方法。

(2)注射機的選擇

在模具設計過程中,為了獲得良好的塑件應選擇合理的注射機。選擇本模具注射機型號為SZY2000型。

(3)選擇分型面

分型面的位置直接影響模具的使用、制造及塑件質量,必須慎重選擇。

本模具選擇如圖2所示分型面。

開模時先從Ⅰ分型面分型,塑件留在動模上以便于使用脫模機構脫模,然后再從Ⅱ分型面分型,凸臺上的通孔由動模上的型芯成型,圓柱上的螺釘孔由定模上的型芯成型。

(4)收縮率和成型尺寸計算

影響收縮率的因素主要有塑料的品種,塑件形狀及壁厚。對于收縮范圍較小的塑料品種,確定收縮值時一般取其平均值,可以不考慮塑件形狀及壁厚;對于收縮率較大的塑料品種,確定收縮率時應根據塑件形狀,尤其是壁厚來選擇收縮值,塑件的各個部位的收縮值也各不同。

(5)澆注系統

澆注系統的作用是將熔融狀態的塑料填充到型腔內,并在填充的過程中將注射壓力傳遞到塑件各部位,而得到要求的塑件。澆注系統一般由澆口、澆道、進料口、冷料穴四部分組成。

本模具設計有以下兩個特點:

(1)本模具采用了點澆口。

(2)澆口自動脫落,節約生產時間,提高生產效率。

最終的模具裝配圖如圖3所示。

開模時在彈簧3的作用下,首先從分型面Ⅰ開模,在澆道拉料桿5的作用下分流道及澆口留在澆道卸件板2上,定模板1繼續滑動。當接觸到止動螺釘7后停止運動,這時分型面Ⅱ開模,在澆道卸件板2的作用下,澆道從澆口套4內脫出,靠自重落下,在定距螺釘碰到定模板1后澆道卸件板2停止運動。這時分型面Ⅲ開模,當動模板9運動到指定位置,這時機床的頂出器推動推板8,在推板的帶動下,由頂桿6推動的卸件板及頂桿聯合將零件頂出。

3 結束語

CAD CAM集成功能很強的軟件Pro E在模具上的應用,縮短了模具的設計和制造周期,增加了模具的價值和市場競爭力。在桶底注塑模設計中成功地應用旋轉、混成、陣列、切割、倒圓等技術完成了三維建模和模具設計,為模具設計提供了一種新方法,特別為同類產品的模具設計提供了簡捷的途徑。

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