呂瑛波 等

摘要： 應用AutoCAD二維軟件，在對狗蹄印門墊的結構、精度和加工工藝性分析的基礎上，測繪客戶提供的產品圖片并設計出工程圖樣，再應用Pro/e4.0三維軟件，設計出客戶認可的產品三維效果圖，然后，完成橡膠模具的設計和加工。該設計方法簡要明了，縮短了模具設計的周期，亦成為橡膠模具設計和加工的主要途徑之一。

Abstract： Using AutoCAD 2D software， based on the the analysis of the structure of dog hoofprint doormat， the accuracy and Processing technology， it mapps product pictures that customers provide and designs engineering drawings， it also designs product three-dimensional

effect diagram using Pro/e4.0 three-dimensional software， and then， completes the design and processing of rubber mold. The design method is clarity and conciseness， shortens mold design cycle， and also becomes one of the main routes of rubber mold design and processing.

關鍵詞： 產品圖片；測繪；橡膠模具；收縮率

Key words： product image；surveying and mapping；rubber mold；shrinkage

中圖分類號：TP317.4；TG76 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）03-0021-02

0 引言

眾所周知，計算機軟件已被廣泛應用于各類模具的設計中，根據產品設計和加工的需要，盡管所用的軟件種類有所不同，但一般情況下，計算機二維軟件用于工程圖樣的設計中，三維軟件用于模具零件的三維實體造型和NC代碼的編制。雖然隨著三維軟件技術的不斷完善，三維圖亦可正確地轉換為工程圖樣，用于生產。但是，三維軟件草圖繪制功能與AutoCAD二維軟件比較則稍遜一籌，后者具有易用、簡單的繪圖命令和修改編輯功能。因此，為了提高模具設計效率，設計者經常將二維軟件和三維軟件混合使用。

在眾多的三維軟件中，Pro/E軟件為設計者提供了最全面、集成最緊密的產品開發(fā)環(huán)境，被認為是模具設計最好的軟件，廣泛用于中、小企業(yè)的模具設計和加工中。

在使用計算機軟件進行模具設計時，設計依據通常分為以下三種情況：

①根據客戶提供的產品圖紙設計模具。②根據客戶提供的實物樣品設計模具。③根據客戶提供的產品圖片設計模具。

第一種情況不需要對產品圖樣進行設計，但需要校核產品圖樣中的每一個尺寸，分析結

構的加工工藝性能，再進行模具設計。后兩種情則需要測繪實物或產品圖片，并設計出客戶認可的產品圖樣，然后，再設計模具。根據測繪對象的結構、精度、材料等不同，測繪方法又可分為以下幾種：

①使用量具對實物進行測繪。②使用測量儀對實物進行測繪。③利用AutoCAD二維軟件對產品圖片進行測繪。

前兩種是我們常用到的測繪方法，而后者隨著網絡技術的發(fā)展，設計者可以根據客戶從網上提供的產品圖片，設計出客戶滿意、結構合理、使用方便的橡膠模具。因此，該測繪方法亦廣泛用于橡膠模具的設計之中。本文通過對狗蹄印門墊橡膠模具的設計，簡要介紹應用CAD/CAM軟件，對產品圖片進行測繪及橡膠模具的設計過程。模具設計的基本步驟為：設計產品圖、確認產品圖、設計模具。

1 設計產品圖

根據客戶提供的產品圖片設計產品圖樣時，一是要滿足客戶的要求，二是在保證使用要求的前提下，滿足加工工藝性的要求。其設計步驟如下：

1.1 設計產品二維圖 類似于狗蹄印橡膠門墊、地毯等日用產品，其精度要求不高，材料是纖維或膠料制成的，

由于材料的剛性較差，使用量具不能準確地對實物進行測繪，這時，就可以利用AutoCAD二維軟件對產品圖片進行測繪與設計。設計過程如下：

測繪產品圖片：

①導入產品圖片。在AutoCAD二維軟件中，點擊【插入】中的【光柵圖像】，進入【選擇圖像文件】對話框，選中產品圖片文件后，點擊【打開】，進入【圖像】對話框，輸入比例因子762（762是狗蹄印橡膠門墊的長度尺寸），點擊【確定】，完成圖片在CAD軟件中的導入。

②測繪圖片。使用AutoCAD二維軟件中的繪圖功能：直線、圓弧、倒圓角等命令描繪圖形，其中【三點圓弧】命令常用于曲線的描繪，線與線之間的交接處要圓滑過渡。

描圖過程中，要仔細觀察客戶提供的產品圖片，分析圖中不同顏色的區(qū)域所顯示的產品結構特征，建立凸模與凹模型腔空間立體感。另外，描圖時還需要考慮到模具NC加工的工藝性能，所設計的內角尺寸不得小于設備可加工的最小尺寸，如：用數控銑加工時，所使用的刀具直徑一般應大于或等于？準2.0mm，控制在R1以上，對于內角過尖的結構，需要修改至可加工的圓角尺寸。最后，標注產品二維圖的外形尺寸，完成產品二維圖的設計。

③設置產品二維圖形中心坐標為原點并保存。

1）關閉原始產品圖片所在的層，得到設計好的二維產品圖，如圖1所示。然后，另存為GTY.dwg文件。

2）用AutoCAD二維軟件打開保存的GTY.dwg文件，

設置圖形中心為坐標原點，然后保存。

1.2 設計產品三維圖

①導入產品二維圖。若使用的是Pro/e4.0，執(zhí)行【文件】中的【打開】菜單命令，進入【文件打開】對話框，在【類型】中選擇【DWG】格式，選中所繪制的GTY.dwg文件后點擊【打開】，將該圖形就導入進三維軟件的設計工作區(qū)，如圖2所示。

②創(chuàng)建基準平面。導入后的圖形，通過基本功能創(chuàng)建三個相互垂直的基準平面，并設置毫米為單位。

③三維實體造型：利用拉伸、剪切等命令完成三維造型，如圖3所示。

2 確認產品圖

產品三維效果圖需讓客戶確認，客戶認可后即可進行橡膠模具設計。

3 設計模具

模具分型：

①插入客戶最終確認的三維圖形。執(zhí)行【文件】中的【新建】菜單命令，在【新建】對話框中進行設置，導入客戶認可的三維產品圖，其步驟如圖4所示。

②輸入膠料收縮率。膠料在壓制、加熱硫化過程中，膠料內部發(fā)生變形和交聯，由此產生熱膨脹力，硫化膠料在冷卻過程中，應力趨于消除，膠料的線型尺寸成比例縮小?？梢?，若模具型腔按照產品圖樣尺寸設計的話，橡膠制品的尺寸就不符合要求。因此，在模具設計中，必須根據橡膠膠料的收縮率來設計模具型腔尺寸，即：模具型腔的尺寸取決于橡膠收縮率的大小。而不同類型橡膠，膠料收縮率不同，因此，必須正確地選擇收縮率。

如圖5所示，點擊【按比例收縮】圖標，在【按比例收縮】對話框中，可以看到有兩種【公式】。默認的方式是【1+S】，選用該方式輸入的收縮率為0.035（本產品膠料收縮率）。而另一種方式則輸入的收縮率為1.035。收縮率的輸入步驟如圖5所示。

③工件的創(chuàng)建。有自動工件的創(chuàng)建，也可以手動繪制。【自動工件】選擇后，只有模具原點顯示待選擇狀態(tài)，工件的尺寸欄都是灰色，是不可編輯。這個時候選擇產品的坐標原點后，【整體尺寸】欄處于編輯狀態(tài)，其中，所顯示的數據是產品縮放后最大的外形尺寸。根據產品的大小和形狀，來設計工件的大小和結構，輸入工件外形的長寬高數據。

④創(chuàng)建分型面。點開任務欄中的分型曲面圖標■，使用軟件的基本功能，根據產品的結構繪制出分型面，如圖6所示。

⑤創(chuàng)建凸模與凹模。使用分型面可以通過體積塊分割功能■，把工件分割成兩個體積塊，使用插入型腔功能■，創(chuàng)建出凸、凹模型腔。把凸模上加導柱、凹模上加導套，以及撬模槽，這樣，模具的凸、凹模型腔就創(chuàng)建完成了，如圖7所示。

4 結束語

利用CAD/CAM軟件技術，不僅能準確、高效地設計和加工出滿足客戶需求的模具，還可以借助于數碼相機拍攝的圖片，研發(fā)出各類栩栩如生的產品圖。尤其是對一些纖維材料制成的柔軟產品和膠料產品的模具設計，凸顯CAD/CAM軟件測繪和設計功能。

參考文獻：

[1]百度文庫-wenku.baidu.com/...1c758f5788f.html-2011-11-11.

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