賈娟娟
(陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西 咸陽(yáng) 712000)
相比于傳統(tǒng)的注塑模具設(shè)計(jì)與加工,標(biāo)準(zhǔn)化的模具設(shè)計(jì)制造有利于保證質(zhì)量,同時(shí)也符合了新時(shí)期的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)。而模具CAD/CAM技術(shù)為標(biāo)準(zhǔn)化的模具設(shè)計(jì)、制造提供了有力的支撐。圖1所示為已知塑料產(chǎn)品,要求設(shè)計(jì)與之相配合的產(chǎn)品,材料:ABS;材料收縮率0.5%;表面光潔無(wú)毛刺、無(wú)縮痕,且制件高度不低于18mm。然后針對(duì)設(shè)計(jì)好的產(chǎn)品,設(shè)計(jì)注塑成型所需的模具,加工成型零件,進(jìn)行裝配和試模。
圖1 塑件三維模型及二維外形尺寸示意圖
觀察所給模型,有兩處需要配合的結(jié)構(gòu),同時(shí)采用“修剪體”命令對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行修剪剖切,測(cè)量壁厚得:頂部平面部分為2.0mm,側(cè)壁為2.5mm,邊沿凸棱1.5mm。
(1)選取產(chǎn)品外輪廓進(jìn)行拉伸并拔模,拉伸高度暫取18,同時(shí)設(shè)置拔模角度為5°,以方便脫模;
(2)頂部輪廓棱邊倒圓R3,既美觀又去除了尖角;(3)抽殼,為了與盒蓋強(qiáng)度相匹配,壁厚取相等數(shù)值2 mm;
(4)與所給盒蓋求差,以便得到兩處相配合的結(jié)構(gòu),如圖2所示;
(5)為了達(dá)到較好的配合效果,將圖2中一處倒圓角0.5,另一處處圓弧面偏置擴(kuò)大0.1。
圖2 設(shè)計(jì)完成的產(chǎn)品
UG中注塑模具的設(shè)計(jì)有兩種方式,一種是在建模環(huán)境下完成分型面及成型零件的創(chuàng)建,標(biāo)準(zhǔn)模架及其他標(biāo)準(zhǔn)件均由HB插件中調(diào)用;另一種是所有工作全部在Mold Wizard環(huán)境下完成。本文采用第一種方法進(jìn)行注塑模具設(shè)計(jì)。模具總體結(jié)構(gòu)規(guī)劃為一模一腔直澆口,推桿推出。
模具三維設(shè)計(jì)之前需要完成以下工作:①調(diào)整產(chǎn)品方向,一模一腔,坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)位于分型面中心,且Z軸指向定模方向;②采用“縮放體”命令設(shè)置產(chǎn)品收縮率為1.005。
通過(guò)曲面補(bǔ)片、創(chuàng)建四點(diǎn)曲面修剪等操作,創(chuàng)建分型面。接著通過(guò)拉伸創(chuàng)建毛坯,并利用分型面拆分,得到型腔、型芯。接著再創(chuàng)建側(cè)分型面,從型腔上拆分出側(cè)型芯。利用HB創(chuàng)建型腔、型芯間的精定位結(jié)構(gòu)虎口。
根據(jù)模仁尺寸從HB中調(diào)用龍記大水口CI-2030-A60-B60-C70型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)模架。為型腔、型芯在動(dòng)、定模模板上開(kāi)框,清角型,并采用快速螺絲為型腔和型芯添加連結(jié)螺釘。
側(cè)抽在HB中稱(chēng)為行位,從“行位鏟基”調(diào)用,調(diào)用過(guò)程中需要設(shè)置較多的參數(shù),匹配側(cè)抽芯的大小。
斜頂機(jī)構(gòu)從HB下的“模具標(biāo)準(zhǔn)件”調(diào)用。斜頂?shù)膶挾刃枰鶕?jù)塑件內(nèi)凸結(jié)構(gòu),自行創(chuàng)建參照來(lái)指定,厚度在HB中調(diào)用斜頂標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)設(shè)定。調(diào)出內(nèi)側(cè)抽機(jī)構(gòu)后進(jìn)行相應(yīng)的修剪,并且要調(diào)用合適的耐磨塊相配合。
澆筑系統(tǒng)的設(shè)計(jì),從“HB”標(biāo)準(zhǔn)件先調(diào)用定位環(huán),再調(diào)用澆口套。主流道凝料是隨澆口套一起調(diào)用出的,通過(guò)布爾運(yùn)算,得到定模板和型腔上安裝澆口套所需孔。
頂出系統(tǒng)調(diào)用時(shí),先通過(guò)草繪點(diǎn)在型芯上表面確定頂桿的中心位置,然后從HB下的頂針系列里面調(diào)用頂針,直徑6,長(zhǎng)度高出型芯上表面,后續(xù)再裁剪。
冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì),從HB調(diào)用“環(huán)繞型運(yùn)水”,設(shè)置合理的參數(shù),便可依次調(diào)出上下模的冷卻水道實(shí)體。用水道實(shí)體修剪動(dòng)定模板和型腔、型芯,再添加水嘴。
模具3D裝配設(shè)計(jì)完成后,如圖3所示。
圖3 注塑模具3D裝配圖
分別導(dǎo)出型腔、型芯、斜頂、滑塊進(jìn)入加工模塊進(jìn)行數(shù)控加工編程,之后再立式銑削加工中心進(jìn)行加工。斜頂?shù)募庸るy點(diǎn)在頭部成型部分,且需要斜度墊塊?;瑝K的加工需要兩次裝夾完成,首次裝夾后通過(guò)加工獲得導(dǎo)滑部分及鎖緊斜面,再次變換方位裝夾后加工獲得側(cè)型芯部分,加工完成后的零件如圖4所示。
本例中外側(cè)抽滑塊的限位機(jī)構(gòu)采用了簡(jiǎn)單的螺釘限位方式,試模時(shí)最好將滑塊側(cè)置于模具的地側(cè),切忌置于天側(cè),否則開(kāi)模后,滑塊在重力作用下,有可能發(fā)生位移,影響后續(xù)合模動(dòng)作;試模過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)開(kāi)模時(shí)塑件不能留在動(dòng)模側(cè),因此在型芯中央增設(shè)了Z型頭拉料桿。
圖4 加工好的型芯、型腔 斜頂、側(cè)型芯滑塊
①塑件設(shè)計(jì)過(guò)程中,于配合結(jié)構(gòu)要充分考慮其可靠性;②模具設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作中調(diào)整塑件方向時(shí),只對(duì)塑件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)平移,切忌旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系;③為了方便控制各零件的顯示/隱藏,需要將各組成零件劃歸不同的圖層,UG中最多可設(shè)置的圖層數(shù)為256。
雖然基于多種軟件聯(lián)合應(yīng)用于模具CAD/CAM技術(shù)是重要的發(fā)展趨勢(shì),但借助UG實(shí)施建模,UG/Mold設(shè)計(jì)模具、UG/CAM進(jìn)行仿真加工及后處理,之后將程序?qū)霐?shù)控機(jī)床進(jìn)行加工制造,不僅減少了模型數(shù)據(jù)傳送所帶來(lái)的數(shù)據(jù)丟失和麻煩,而且大大縮短了模具設(shè)計(jì)、制造周期,從而節(jié)省了成本。