塑料注塑模具三维设计系统的实现.pdf

第3 2 卷第5 期 2 0 0 4 年5 月 华南理工大学学报 自然科学版 J o u r n a lo fS o u t hC h i n aU n i V e r s i t yo fT e c h n o l o g y N a t u r a lS c i e n c eE d i t i o n V 0 1 3 2N o 5 M a v2 0 0 4 文章编号 1 0 0 0 5 6 5 x 2 0 0 4 0 5 一o 0 0 5 一0 4 塑料注塑模具三维设计系统的实现 文劲松1崔树标2 徐金榜2李德群2 1 华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心 广东广州5 1 0 6 4 0 2 华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验窒 湖北武汉4 3 0 0 7 4 摘 要 在分析了国内注塑模具设计软件开发过程中存在缺陷的基础上 开展了面向装 配的注塑模具设计方法的研究 采用基于广义环图树的装配模型 运用图形库与数据库相 结合的方法 开发了标准模架库 并提供了建库工具 采用基于特征的设计方法 通过定义 分型面 由塑料制品直接生成成型零件 通过分析模具开模 脱模和合模运动的特点 实现 了模具运动模拟仿真 从而确保了模具结构设计的合理性 同时 在I n t e S o l i d 造型系统上 实现了注塑模具C A D 系统的原型研究 并给出了设计实例 关键词 塑料注塑模具 三雏设计 计算机辅助设计 模具特征 中图分类号 T Q 3 2 0 5 T P 3 9 1 7文献标识码 A 塑料制品在现代生活与生产中的应用越来越广 泛 注塑成型由于生产效率高 产品质量稳定及成本 低的特点已成为塑料制品的主要成型手段 塑料注 塑模具设计制造的特点是 1 小批量 多品种 2 设计具有关联性 3 标准化程度高 4 经验性 强 这些特点使得计算机辅助设计 C A D 辅助 工程 c A E 和辅助制造 c A M 技术已成为模具制 造与使用企业必不可少的工具 目前 模具行业常用的三维c A D 造型软件如 P r o E u G I I 和c A T I A 等都带有专门的注塑模具设 计模块 这些软件由于价格昂贵 每套软件商业价 达到了几十万元人民币 仅仅大型的模具厂家才 使用 而广大的中小型企业要么采用二维设计 要么 使用盗版软件 随着中国加入w T O 这两种作法都 将使企业失去国际竞争能力 二维c A D 软件设计 效率非常低 二维视图的设计方法与后续三维曲面 数控加工方法格格不入 而且不能为c A E 分析提供 初始数据 目前 国内注塑模具三维c A D 的研究主 要集中在塑料制品造型 成型零件的自动生成等方 收稿日期 2 0 0 3 0 7 1 5 基金项目 国家自然科学基金资助项目 5 9 9 7 5 0 3 2 作者简介 文劲松 1 9 6 8 一 男 博士 主要从事高分子材 料成型加工及C A D c A E 的研究 E m a i l w e n j s 2 0 0 2 s i n a c o m 面 真正基于商品化三维c A D 软件的系统还没 有报道 本研究基于华中科技大学C A D 中心开发 的商品化三维参数化特征造型软件I n t e s o l i d 完成 了注塑模具三维设计软件的原型系统 I n t e s 0 1 i d 的 开发底层是美国S p a t i a lT e c h n 0 1 0 9 y 公司的A c I S 包括草图 特征造型 装配和二维工程图4 个基本模 块 能满足开发的基本要求 1系统的整体结构 系统的整体结构如图l 所示 它包括模具数据 管理 成型零件生成 模具装配及运动模拟4 个模 块 开发软件是V C 6 O 其中 制品的造型直接 采用I n t e s 0 1 i d 三维造型功能 C A E 分析采用华中科 技大学模具技术重点实验室开发的H s C A E 3 D 装 配模型采用基于广义环图树的结构 与零件特征造 型系统有机地结合起来 采用实例化 I N s T A N c E 的思想 从而使一个零件可以在装配过程中多次被 使用 模具装配利用I n t e s o l i d 的装配功能 主要是 典型结构的装配 典型结构是指虽然没有形成国家 标准 但在实际生产中普遍采用的结构形式 它包括 多个零件组成的子装配体和单个的