proe注射模分型面設(shè)計中靠破孔的研究

2013-05-16 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

徐云杰來源:萬方數(shù)據(jù)
關(guān)鍵字:注射模分型面靠破孔設(shè)計 proe應(yīng)用

針對應(yīng)用proe軟件進(jìn)行注射模分型面設(shè)計中出現(xiàn)的靠破孔問題,以阿爾卡特的OT535手機(jī)為例,歸納總結(jié)了設(shè)計分型面時填補(bǔ)破孔的基本思路和主要方法,解決了分型面設(shè)計中的關(guān)鍵問題。

分型面是模具設(shè)計的術(shù)語,在proe中是指將模具型腔分開以便取出制品的分離曲面,用于分割工件或現(xiàn)有的體積塊來創(chuàng)建模具體積塊。分型面的位置選擇與形狀設(shè)計是否合理,不僅直接關(guān)系模具的復(fù)雜程度,也關(guān)系著模具制件的質(zhì)量、模具的工作狀態(tài)和操作方便的程度,因此分型面的設(shè)計是模具設(shè)計中的重要一步。但現(xiàn)實生活中碰到的很多塑件,比如手機(jī)、家電遙控器面板、鍵盤和顯示器殼體等,上面都有各種各樣的孔洞,不能夠直接用這些曲面來分割模具體積塊,因而在設(shè)計分型面時必須設(shè)法將這些孔洞填補(bǔ)完整,才能分割出模具型芯、型腔和滑塊等成型零件。本文針對注射模分型面設(shè)計中出現(xiàn)的破孔問題,提出了較為完整的解決方案,為加快先進(jìn)軟件的廣泛應(yīng)用提供了一定的專業(yè)基礎(chǔ)。
1 靠破孔的基本思路
零件參照模型在拔模仿向上可能會存在孔洞,分型面不能完全分割型腔,這就需要對破孔(內(nèi)部環(huán))進(jìn)行填補(bǔ),這種填充破孔的操作就稱為靠破孔。修補(bǔ)破孔實質(zhì)上是填補(bǔ)小型芯(成型桿)與主型芯或型腔的直接接觸面。填補(bǔ)破孔的基本思路是:尋找分割破孔的基準(zhǔn)曲線,構(gòu)建填補(bǔ)破孔的基本曲面,再與內(nèi)分型面組合形成分割小型芯(成型桿)、主型芯或型腔等零件的成型表面。
2 靠破孔的方法
破孔的分類可分為3種情況,以阿爾卡特OT535手機(jī)為例(如圖1),第一類孔是破孔在一個完整的曲面內(nèi);第二類孔是破孔在一個完整的曲面內(nèi)但是孔的內(nèi)部有曲面;第三類孔是破孔與兩個或者兩個以上曲面相交;第四類孔是混合孔(圖1中的混合孔與三個曲面相交,并且孔內(nèi)有倒角)。針對不同類型的孔,總結(jié)出如下幾種填充方法。

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2.1 復(fù)制修補(bǔ)法
多孔同時復(fù)制修補(bǔ):在Surface: Copy(曲面:復(fù)制)模型對話框中,定義Fill Loop(填充環(huán)),"聚合填充"|"所有"|"增加"|"選擇第一類孔所在的面" |"完成",可填補(bǔ)破孔,修補(bǔ)的步驟如圖2所示。填補(bǔ)的結(jié)果如圖3所示。這種方法僅適用于第一類孔。
單孔復(fù)制修補(bǔ):在Surface: Copy(曲面:復(fù)制)模型對話框中,定義Fill Loop(填充環(huán)),"聚合填充"| "環(huán)"| "增加"| "選擇第三類孔的邊界種子曲線"|"完成",可填補(bǔ)破孔,修補(bǔ)的步驟和結(jié)果如圖4,圖5所示。這種方法適用于第一類孔和第三類孔。對第一類孔當(dāng)破孔較多時,修補(bǔ)曲面的選擇數(shù)量多,所以不推薦采用這種方法,

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2.2 構(gòu)建曲面修補(bǔ)法
構(gòu)建簡單曲面:用Extrude(拉伸)或Flat(平整)等方式,先單獨構(gòu)建封閉破孔的曲面片,再應(yīng)用曲面操控命令中的Merge(合并)命令,將曲面片與有破孔的內(nèi)分型面合并,可填補(bǔ)破孔,構(gòu)建曲面的結(jié)果如圖6所示。這種填補(bǔ)破孔的方法,原理比較簡單主要適用于第二類孔。第一類和第三類孔也可以采用這種方法,但當(dāng)破孔較多時,構(gòu)建曲面片的數(shù)量多,計算機(jī)的運(yùn)算量大,所需的時間長,操作過程也比較繁瑣。所以這種方式主要適用于少數(shù)破孔的填補(bǔ)。

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構(gòu)建復(fù)雜曲面:圖1中的混合孔與3個曲面相并且孔內(nèi)有倒角,它的邊界由4條空間曲線組由于4條邊界曲線在接合點處相切,所以直接采交用邊界面法不能對其進(jìn)行填補(bǔ)。解決此類問題的主要過程是:
1)根據(jù)產(chǎn)品外形的走勢,利用"Curve "|"Thru Points"建立輔助曲線,如圖7所示,并設(shè)置曲線端點的切線矢量。
2)利用1)中建立的輔助曲線和孔的任一邊界曲線建立第一個邊界曲面。
3)利用2)中所建立邊界曲面的邊界線與孔的另一邊界曲線建立第二個邊界曲面,并設(shè)置第二個邊界曲面與第一個邊界曲面的邊界條件為相切,以此類推。
4)將3個曲面進(jìn)行合并,得到圖8所示的結(jié)果。

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2.3 裙邊修補(bǔ)法
裙邊分型面具有如下的優(yōu)良特征,使它可以輕易的填補(bǔ)曲面的孔洞。

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再結(jié)合分型面曲面延拓的功能,可以得到圖10所示的最終分型面。
I)側(cè)面影像曲線的封閉環(huán)填充曲面中的孔。
2)將由側(cè)面影像曲線創(chuàng)建的基準(zhǔn)曲線延伸到工件界。
裙邊修補(bǔ)的過程:執(zhí)行"模具"| "特征"| "模具組件"| "型腔組件"| "側(cè)面影像"命令,選取需要的環(huán)路,再執(zhí)行"分型面"| "創(chuàng)建"| "增加"| "裙邊"命令,并在選擇側(cè)面影像線,調(diào)整延伸方向和閉合的環(huán)路,將生成圖9所示的裙邊曲面。在通過曲面復(fù)制命令,復(fù)制手機(jī)面板的外表面作為新的分型面,用Merge(合并)命令將兩個曲面合并,這樣就得到了所需要的分型面(如圖10所示)。

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3 結(jié)論
應(yīng)用上述的靠破孔的方法創(chuàng)建分型面并最終分割出的手機(jī)殼體的動定模塊以及鑄件如圖11所示。
分型面是注射模具CAD/ CAM之間的一個重要環(huán)節(jié),而破孔的填補(bǔ)是設(shè)計完整分型面的關(guān)鍵。針對塑件上孔洞的不同特點,選用上述3種不同的修補(bǔ)靠破孔的方法,基本上可以解決分型面中修補(bǔ)靠破孔的問題。

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