Pro/E环境下桶底的三维建模及模具设计
| 0 引言 Pro E可谓是一个全方位的3D产品开发软件，集成了零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、钣金件设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构仿真、应力分析，产品数据库管理等功能于一体。其首创的参数式设计给传统的模具设计带来了许多新观念，强调实体模型架构优于传统的面模型架构和线模型架构。Pro E还具有良好的数据接口，它可以将图纸输出为多种格式，可以方便地和Auto CAD，Solids Work等进行数据交换[1]。 洗衣机桶底是洗衣机的主要部件，是由复杂曲面组成，桶底的设计好坏将直接影响洗衣机的质量。以Pro E为软件平台建立桶底的三维数据模型，以此为基础进行注塑模设计，然后在数控机床上完成桶底模具的加工。 1 三维建模 桶底材料为PP塑料，注塑加工成型。桶底形状基本为旋转体，由凸台、加强筋、圆孔等特征组成，采用旋转、混成、阵列、切割、倒圆等实体特征和Merge等曲面特征，完成了桶底的三维建模。具体步骤如下： (1)建立基准面和基准坐标系； (2)建立旋转曲面特征； (3)建立拉伸曲面特征； (4)建立曲面Merge特征； (5)利用曲面生成薄壁实体特征； (6)建立Copy曲面特征； (7)建立凸台特征，包括混成挤压特征、圆孔特征、方孔特征、group特征、用Copy特征创建其余五个凸台，然后将凸台伸出桶底的部分切除； (8)建立桶底的圆孔特征，包括圆柱体的拉伸特征、柱体上的圆孔特征、group特征、Copy特征创建其余七个圆孔； (9)建立桶底外侧的旋转特征； (10)建立底部的肋板薄壁拉伸特征； (11)倒圆角； (12)建立侧壁的加强肋特征。 2 桶底注塑模设计 2.1 塑件的工艺要求 为了保证在生产过程中制造出理想的塑料制品，应了解零件的用途、使用状况、外观要求等。除了合理的选用塑料材料外，还必须考虑塑件的成形工艺性。塑件的工艺分析与模具设计有直接的关系，只有塑件的设计能适应成型工艺要求，才能设计出合理的模具结构。这样即既够保证塑件顺利成型，防止塑件产生缺陷，又能达到提高生产率和降低成本的目的[2]。 本零件为洗衣机桶底，零件要求无缩瘪毛刺变形等缺陷，内表面为镜面。零件的注塑模浇口不能设在桶底的内壁。 塑件的工艺性应重点考虑如下几个问题： (1) 脱模斜度 为了便于从模具型腔中取出或从塑件中抽出，型芯进行设计时，必须考虑塑件内外壁应具有足够的脱模斜度。设计中取脱模斜度为1°。 (2) 孔 在设计模具时，应考虑零件上的孔是否能够一次性注塑成型。如果不能一次成型，应考虑在完成注塑加工后，再采用其他加工方法将孔加工到要求尺寸。本零件可以一次直接成型。 (3) 零件壁厚 合理的确定零件的壁厚是很重要的，零件的壁厚应尽量均匀，避免太薄，否则会因收缩不均匀而使塑件变形产生气泡。本零件的壁厚为25mm，符合热塑性塑料制品的最小壁厚。 (4) 其它在零件设计过程中应注意的工艺要求如：加强筋、支撑面、圆角等在模具设计过程中可以按照图纸进行设计。 2.2 注射模具设计 (1) 确定成型腔数 考虑到零件尺寸比较大，在注射方向的投影面积也比较大，本零件采用一模一腔的成型方法。 (2)注射机的选择 在模具设计过程中，为了获得良好的塑件应选择合理的注射机。选择本模具注射机型号为SZY2000型。 (3)选择分型面 分型面的位置直接影响模具的使用、制造及塑件质量，必须慎重选择。 (4)收缩率和成型尺寸计算 影响收缩率的因素主要有塑料的品种，塑件形状及壁厚。对于收缩范围较小的塑料品种，确定收缩值时一般取其平均值，可以不考虑塑件形状及壁厚；对于收缩率较大的塑料品种，确定收缩率时应根据塑件形状，尤其是壁厚来选择收缩值，塑件的各个部位的收缩值也各不同。 (5)浇注系统 浇注系统的作用是将熔融状态的塑料填充到型腔内，并在填充的过程中将注射压力传递到塑件各部位，而得到要求的塑件。浇注系统一般由浇口、浇道、进料口、冷料穴四部分组成。 本模具设计有以下两个特点： (1) 本模具采用了点浇口。 (2) 浇口自动脱落，节约生产时间,提高生产效率。 CAD/CAM集成功能很强的软件Pro E在模具上的应用，缩短了模具的设计和制造周期，增加了模具的价值和市场竞争力。在桶底注塑模设计中成功地应用旋转、混成、阵列、切割、倒圆等技术完成了三维建模和模具设计，为模具设计提供了一种新方法，特别为同类产品的模具设计提供了简捷的途径。 |
