基于Pro/E的塑料模具設計探索構建

宋斌

摘要：隨著我國社會水平的提升，經(jīng)濟步伐的推進，我國的模具產(chǎn)業(yè)也在這個過程中得到了較大程度的發(fā)展。目前，我們對于模具的制造已經(jīng)能夠借助計算機技術的應用對其進行更為高效、精確的設計，大大提升了我們的工作效率。在本文中，將就基于Pro/E的塑料模具設計進行一定的分析與研究。

關鍵詞：Pro/E 塑料模具設計

1 概述

近年來，我國的塑料工業(yè)得到了較大程度的發(fā)展，很多新技術以及新方式都出現(xiàn)在了我們的視野之中。對于以往的注射模具設計來說，其不僅設計水平低、花費時間長，而且所獲得的產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量也較差，已經(jīng)不能夠滿足當今社會人們對于塑料模具的應用需求。此時，Pro/E技術出現(xiàn)了，其通過所具有的模具生產(chǎn)精度高、工藝參數(shù)穩(wěn)定以及設計周期短等特點在目前得到了廣泛的應用。

2 Pro/E軟件特點

2.1 全面并行性 Pro/E軟件具有良好的并行性特點，通過相關模塊的設計能夠有效地幫助我們實現(xiàn)設計產(chǎn)品所需的外形以及裝配等功能?？梢哉f，Pro/E將以往我們進行模具設計工作過程中的很多個部門融合在了一起，比如模具的機械設計功能以及工業(yè)設計功能等等，同時也包括了功能仿真、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、大型裝配體管理以及相關制造信息等等，另外，Pro/E軟件還為我們提供了目前市面上集成性最強、最為全面的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。

2.2 全相關性 對于以往的模具二維設計工作來說，設計人員在設計的過程中往往將很多的時間花費在了模具的圖形繪制以及問題的修改方面，且對于產(chǎn)品數(shù)據(jù)的修改則更是需要浪費設計人員大量的工作量與時間。而通過Pro/E軟件，則能夠根據(jù)物體的三維模型以自動的方式生成二維工程樣圖，以此將設計人員能夠從以往冗長、繁瑣的手工繪圖方式中得到解放，從而能夠?qū)⒏嗟木Ψ诺綄τ诋a(chǎn)品的方案設計、結(jié)構優(yōu)化等工作之中。雖然目前中的很多CAD軟件也能夠完成此項功能，但是Pro/E軟件所使用的是統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，能夠?qū)⒑芏嗟漠a(chǎn)品設計方案在同一個數(shù)據(jù)庫中得到關聯(lián)，并且使我們無論在任何設計階段都能夠?qū)@部分數(shù)據(jù)進行修改，從而以此來大大降低工作人員的工作量。

2.3 完全硬件獨立性 Pro/E軟件可以在目前很多主流的操作平臺中運行，并且無論是在哪一個平臺上運行都能夠保持同樣的外觀，且使我們的實際應用感覺也相同。而對于用戶而言，則可以根據(jù)其自身的需求對硬件進行配置，具有非常好的個性化特點。同時，由于Pro/E所使用的數(shù)據(jù)結(jié)構較為獨特，這就使其所具有的產(chǎn)品信息能夠在不同的平臺中流動。

2.4 新穎的參數(shù)化特征造型 在Pro/E軟件出現(xiàn)之前，市面中常用的CAD軟件所使用的是一種以自由化方式進行設計的技術，當產(chǎn)品模型得到建立之后，我們對其所進行的修改則非常不方便。而在Pro/E軟件中，則實現(xiàn)了良好的參數(shù)化設計，使我們在設計時僅僅通過尺寸驅(qū)動就能夠滿足我們的設計需求。

3 管接頭注塑模具設計

在Pro/E軟件中，具有著很多種應用模塊，而在我們對注塑模具進行設計時則可以通過Pro/E軟件中模架設計系統(tǒng)以及模具模塊來幫助我們更好地完成設計工作，且具有著直觀性好、準確性高以及效率高等特點。下面，我們就通過管接頭注塑模具設計為例對模具的設計全過程進行一定的研究。

3.1 3D模型設計 管接頭中使用的Pro/E零件成型功能，通過我們創(chuàng)建拉伸、鏡像、抽殼、倒圓角以及剪切等命令的使用幫助我們對所需要的實體模型進行設計。對于本制品來說，我們所使用的材料為ABS，這種材料具有著易于機械加工、易于成型的特點，能夠較好地對抗低溫、沖擊等情況，且物理機械性能、電性能、成型工藝、流動性以及綜合性能都非常的好，具有著制件厚度均勻、精度高的特征。另外，其制件結(jié)構對稱，內(nèi)側(cè)有凹陷，需要設置內(nèi)抽芯機構；外側(cè)有凸起，需要設置斜導柱分型與抽芯機構。

3.2 制品注射成型工藝 在模具結(jié)構設計中，使用的是側(cè)澆口、兩點進澆的方式制造，并以一模一腔的方式布局。由于我們所使用的方式為兩點進澆，就能夠在很大程度上減少熔料在模腔中流動的距離，更利于我們對其注射成型。在頂出方式方面，我們則使用了推板的方式進行，且在制件固定位置處使用了頂管方式進行脫膜。門鎖孔方面，我們使用了斜導柱分型的方式完成了側(cè)抽工作，在內(nèi)腔則同樣使用斜頂桿完成側(cè)抽。而在冷卻環(huán)節(jié)中，我們則使用了水冷的方式進行冷卻，且在冷卻水孔中我們使用了直通的方式對其進行布置、不同通道之間使用了軟管進行連接。

3.3 模具設計 在模具設計環(huán)節(jié)，我們使用Pro/E軟件制造模塊中的模具型腔子模塊進行分模設計：第一，打開Pro/E軟件，逐步點擊新建-制造-模具型腔-取文件名，然后進入到分模界面；第二，將工具作為參考零件裝配到軟件界面中，由于我們此次為第一次裝配，對此我們可以使用缺省的方式對其進行裝配；第三，通過控制層圖標的使用對模型基準面進行遮蔽，以此幫助軟件圖樣能夠得到簡化的特點；第四，對本次模具澆注方案進行確定。在此環(huán)節(jié)中，我們也可以對Pro/E軟件的塑料顧問模塊進行應用：在我們對模具初期設計時，需要對澆筑口的可行位置進行分析，之后再根據(jù)其所具有的位置作為我們具體的澆口，并逐步地進行熔接痕的分析、氣泡等工作。通過對該顧問模塊的使用，能夠幫助我們更好地對塑件澆口的最佳位置進行確定，即塑件的中部區(qū)域。而為了能夠幫助我們使模具結(jié)構具有更好的外觀，我們則可以將澆口設置在制件頂部內(nèi)側(cè)，之后再通過塑性顧問模塊對其進行充模狀況分析，而在這個過程中，無論是對于填充時間、壓力降還是填充的質(zhì)量都可以使我們以可視化的方式對其進行觀察。第五，建立工件型芯體積塊和型腔體積塊。在這個環(huán)節(jié)中，可供我們選擇的方式有很多，不僅可以通過手工的方式進行草繪，同時也可以在軟件中設定適當?shù)膮?shù)直接生成相關模型。第六，設置收縮率。在此環(huán)節(jié)中，我們將ABS塑料所具有的收縮率設置為0.01，并以補償公式方式對其進行適當?shù)脑O置；第七，設計分型面。在我們對模具進行分模的過程中，分型面可以說是這個設計環(huán)節(jié)非常重要的一個部分。而我們可以通過以下方式進行操作：在軟件中先新建分型面-將其復制-對外表面進行制作-完成分型面設計。第八，生成模具成型零件。在Pro/E軟件中，我們通過對球形拉料桿體積塊創(chuàng)建、銷體積塊、內(nèi)側(cè)抽體積塊的方式完成模具體積快設計。在體積快設計完成之后，我們則可以通過斜頂桿分型面對我們之前所生成的體積快進行分割。另外，在模具成型零件生成之后，我們也可以借助軟件所具有的仿真功能對型腔進行充填，并最終形成具有單一實體特征的零件。第九，開模仿真。在這個環(huán)節(jié)中，我們需要以模具進料孔-定義間距-定義移動的方式進行設計，并在軟件模型樹中以滑塊的棱作為參考方向進行設計，并將其指向外側(cè)作為正向在軟件中輸入一定的移動距離。之后，我們再以同樣的方式進行第二步仿真工作。第十，模具總裝配設計。在此環(huán)節(jié)中，我們使用EMX軟件對不同模板所具有的尺寸以及類型等進行選定，并將型心以及型腔都裝入到模架之中，再對頂出系統(tǒng)、抽芯滑塊以及澆筑冷卻系統(tǒng)等進行設置，并最終完成導柱、導套以及螺釘?shù)妊b配件的裝配。

4 結(jié)束語

在上文中，我們對于基于Pro/E的塑料模具設計進行了一定的研究與分析，而在實際設計的過程中，也需要我們能夠充分聯(lián)系實際情況以及自身需求，從而以更具針對性的方式設計出滿意的模具作品。

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