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灯罩 模具设计 及其 仿真 加工 设计

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台灯罩模具设计及其型腔仿真加工设计,灯罩,模具设计,及其,仿真,加工,设计

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袁威威( 长江大学 机械工程学院 材料成型及控制工程 )P r o / E N G I N E E R 在注射模具设计与制造中的应用【 摘要】 : 介绍了P r o / E N G I N E E R与注射模具设计相关的模块, 以及注射成型工艺过程; 探讨了P r o / E N G I N E E软件在注塑模设计中与传统的设计方法相比的优势,以及利用P r o / E N G I N E E进行注塑模设计的具体流程; 借助台灯罩模具设计及制造实例, 分析了P r o / E N G I N E E在注塑模设计中的具体步骤。【 关键词】 :P r o / E N G I N E E R; 注塑模具设计; 台灯罩模具; 模具设计与制造1 .前言计算机技术的快速发展,带动模具设计软件的飞速进步。模具C A D/ C A E / C A M正向三维化、 集成化、 智能化和网络化方向发展。P r o / E是美国P T C公司研制开发,它作为当前最流行的高端三维C A D软件,越来越受到我国工程技术人员的青睐。 它采取参数化技术、 全数据相关、单一数据库、 支持并行操作实体参数化设计软件。 它的单一数据库设计,让所有模块互相连接, 在开发产品的过程中如果对任何一个环节尺寸进行修改的话, 其相关的零件图、 装配图、 制造等模式下的模型也随之改变, 避免了反复修改, 大大缩短了产品开发的周期。P r o / E软件具有强大的曲面造型功能, 能够简单的完成三维实体造型, 直观的体现设计思想。三维产品设计既是趋势, 更是设计软件发展的主流。2 . P r o / E主要模块概述P r o / E NG I NE E有多个专用模块, 涉及机械设计、 工业设计、 功能仿真、 加工制造等, 为用户提供全面的解决方案。 以下简单介绍P r o / E中与注射模设计和制造相关的部分模块和功能。2 . 1模具设计模块的主要功能包括: 创建、 修改、 和分析摸具元件及其组件; 设定注塑摸具的收缩率; 对模腔进行概念性设计; 对摸具型腔、型芯、 滑块和定义模具零件形状的其他元件进行设计; 在模具组件中添加标准元件; 设计注射流道。2 . 2模座设计模块的主要功能: 可以利用这个模块将所设计的模具元件直接装配到标准或是定制的模座中, 对整个模具进行更完全而且详细的设计, 从而大大的缩短模具的开发时间。2 . 3塑料顾问模块的主要功能: 可以进行塑料射出成型的模流分析, 进而掌握塑料在型腔中的填充情况, 便于出现问题后及早对设计进行改进。2 . 4数控编程模块的主要功能:数控编程对模具的加工提供数据,智能的生成工艺流程及工艺卡片数控(NC) 仿真及优化模块。3 .注射成型工艺过程在塑料加工行业中约有9 5 %的产品靠模具生产,注塑制件约占所有塑料制件总 产 量 的3 0 %,注射模具的产量占世界塑料成型模具总产量的一半以上。这主要是因为注射成型工艺能完成复杂精密塑料制作的成型,而且成型效率高。注射成型的工艺过程如图1所示。4 . P r o / E软件辅助注射模具设计计算机辅助设计应用的新技术都是基于注塑工艺及注塑模型。注塑工艺包括开模方向、 拔模斜度、 分模线、 分模面、 收缩率以及浇注系统、生产工艺流程等。工艺选择得正确合适, 不仅可保证零件尺寸、 形状精确, 提高生产率, 也可降低成本。 采用P r o / E软件进行计算机辅助注塑工艺设计和模枋生产操作, 利用软件分析功能进行流道分析, 温度分析和脱模干涉检查, 减少了工艺设计过程的失误。在P r o / E的模具设计模块下,以台灯罩模具的设计和制造为例,介绍P r o / E的C A D / C A E / C A M技术在产品的设计和制造中的应用及过程:产品的实体模型如图2所示是台灯罩塑件的三维实体模型。调入产品模具模型调入产品注塑模型, 建立注塑模型并将设计模型装配到其中, 设计模型在装入注塑模型后, 即作为一个参考模型被替代了, 参考模型是设计模型的一个拷贝, 可直接修改参考模型。设置收缩率根据塑件所采用的塑料材料性质设置制件的收缩率。P r o / E软件在设置收缩率方面的功能非常强大,不仅能对塑件所有尺寸进行比例缩放, 还可以对塑件不同方向、 不同尺寸、 不同特征设置各自的收缩率。设计毛坯工件选择菜单管理器中的 模具模型/ 创建/ 工件/ 手动/ 命令 ,手动创建毛坯工件,如图3所示。设计分型面由 于 分 型 面 的设计不仅与脱模直接相关,还与成形塑件的尺寸精度、表面质量、 飞边大小和制造成本等因素相关, 所以是注射模具设计的关键。在P r o / E环境, 主要是利用复制、 拉伸生成和裙边技术两种方式设计分型面。台灯罩的分型面的设计相对较简单, 所以运用复制、 拉伸生成。如图4所示。浇注与冷却系统的设计。浇注系统是指注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道,由流道、 分流道、 浇口和冷料穴组成。 冷却系统则是存在于型芯、 型腔等部分,通过冷却液的流量及流来控制模温的冷却管道。开模开模模拟之前要对模具体积块进行分割, 并且生成模具元件。P r o /E在以上完成后就能够模拟开模过程, 开模模拟能够更清楚地观看模具型腔、 型芯及浇到系统等的结构。开模见图5所示。整个模具装配和其它模具零件设计调用P T C的标准模架库, 放好型腔、 型芯, 利用P T C公司E MX 4 . 0(模具专家系统进行螺钉、 顶杆、 定位销、 支柱和滑块装置等其它模具零件的设计, 同时完成顶出系统、 冷却系统的设计。5 . P r o / E软件辅助模具制造注塑模具加工的核心在于复杂型面零件的加工,P r o / E软件提供的Ma n u f a c t u r i n g模块可以对复杂面零件进行模拟加工, 调整加工的各种参数, 控制零件的精度, 输出刀轨文件。在P r o / E的NC模块下,根据加工需要, 可生成加工所需要的各种代码, 输出到数控机床上进行直接加工上下模具, 提高模具设计的准确性, 降低模具设计成本, 保证了产品的几何精度。具体过程如图6所示。6 .结束语P r o / E提供的设计理念将设计、 制造、 装配以及生产管理融为-体。赋予设计完整的概念。它提供的强大功能尤其是曲面造型功能为工程技术人员和生产管理人员在短期内完成高质量的产品开发提供了强有力的工具。P r o / E软件在塑料注射模具设计中的便捷、 高效, 为企业节约了模具开发时间、 成本, 提高了企业的竞争力, 为企业带来了巨大的经济效益。参考文献 1 何满才. P r o / E NG I NE E R模具设计与Ma s t e r c a m数控加工 M .人民邮电出版社, 2 0 0 5 . 2 林清安. P r o / E NG I NE E R Wi l d f i r e 2 . 0模具设计 M .北京电子工业出版社, 2 0 0 0 . 3 詹友刚. P r o / E NG I NE E R中文野火版3 . 0模具设计教程 M .机械工业出版社, 2