三维平台下的塑料模具设计浅议

谯春林

（厦门锐来恩施电气有限公司,福建 厦门 361100）

0 引言

在经济发达的地区，三维模具计算机辅助设计技术已经发展得比较成熟。目前，随着塑料产品在社会各个领域中的广泛应用，这在一定程度上加大了模具设计的任务。而采用三维设计在提高设计者的设计水平和设计效果的同时，还能培养人们正确的设计思维和设计习惯，有利减少设计人员的设计任务，降低工作压力。

1 基于三维平台的塑料模具设计的必要性分析

由于在零件设计的过程中，其原始动力是三维实体，例如形颜色、形状、尺寸、硬度、材料、制造技术以及位置等，甚至还有的三维实体具有非常繁杂的运动关系。加之从一个零件的二维设计图对三维模型进行构想，已经具有非常大的困难，且存在着很多的不确定性因素，故而给设计人员带来了巨大的困难。可见，传统的二维塑料模具设计已经无法满足于现代化生产的要求了。而采用三维设计不仅能够便于对产品结构的分析、模具制造评价和数控加工等，且还具有以下几个优势:第一，具有形象直观的特点，能够减少设计人员换在设计过程中的失误；第二，能够提升设计的水平以及效率；第三，能够为模具CAM打下牢固的基础；第四，降低成本，节约劳动力和材料，缩短设计和制造的时间，提高产品的竞争能力。

2 基于三维平台下塑料模具设计的方法

2.1 通用模具的设计

该方法只要是一般的通用三维软件都可以适用，都是采用一般的三维建模的方法对每个零件进行相应三维模型的建立。在建立过程中，比较常见的方法有自上而下和自下而上这两种方法，这组要设计人员根据实际情况而选择。

2.2 标准数据库下的设计

该方法的使用需要以三维软件集成中具有标准模架数据库或者是标准模具零件数据库为前提条件，例如DME、FUTABA、GB、HASCO等。在设计模具过程中需要先得到型腔和型芯这两种重要的零件，并选择相应的标准件和标准模架，最后采用通用方法对每个零件进行合理的修改和设计，这样不仅节约了设计时间和建模时间，而且还提高了设计质量和设计效率。

2.3 智能模具的设计

该种方法是通过在第二类方法的原有基础上添加了智能化交互式的型芯和型腔的设计、模具结构的自动配置与辅助设计、模具的检查以及塑件的分析等性能。该方法的设计具有智能化和参数化等优点，因此即便在设计完成模具以后，塑件的尺寸或特征产生改变的时候，模具里的零件都会自动的发生相应的改变。

3 基于三维平台下的塑料模具设计案例分析

3.1 合理的分析方案

Pro/ENGINEER的拔模分析功能，可以解析出塑件各个方向的拔模斜度，厚度分析功能额可以分析出每个截面的厚度，Plastic Advisor模块可以在相应的条件下，分析出塑料熔体的型腔，并指出熔接痕、浇口以及气泡产生的方位。这些结果和数据具有十分重要的作用，能够正确指导设计人员对于模具方案的设计。

3.2 对成型零件的设计

当成型零件从PRO/E中分割出来后，需要建立毛坯工件，并通过曲面设计功能建立不通的模具分割面，并按照相应的顺序，利用分割面分割出来各种成型零件。其中Cavity1和Cavity2代表的是两个型腔，而Core1—4带便的是四个型芯，Slide1和Slide2代表的是两个侧型芯。

3.3 选择和设计模架、标准架和抽芯机构

本文选择了HASCO公司的模具标准，并通过参数的修改得到了图1的标准模架。如图1所示，进行抽芯机构的设计能够采用“滑块定义”。通过滑块和斜导柱的参数修改，系统会自动的得出抽芯距，选取图1中的参数，计算出来的抽芯距为32.5mm。同时，经过标准件的不同命令，加入各种标准件，例如浇口套、推件管、定位圈、紧固螺钉、拉料杆等，但是对于其中需要进行修改的标准件，必须进行修改后，使其符合相关的要求。除此之外，需要在模板上设置通过孔，并修改其中某些模板，设计出潜伏式流道系统和冷却水孔。设计出来的三维模型如图2所示。

图1 抽芯机构的设计

图2 三维模型示意图

4 结束语

三维平台下设计塑料模具不仅仅能降低设计人员的计算和绘图的工作量，而且还可以在最大程度上提高设计的水平、效率以及质量，以此树立企业良好的形象，增强市场竞争力。

[1]夏春，龙文元，邹祥燕等.塑料模具设计网络教学平台的研制[J].中国科教创新导 刊，2012(26):110-112.

[2]李军,王阳合,陈治平,张苗根.基于三维软件平台的塑料模具设计[J].成都航空职业技术学院学报,2005(03):58-61.

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