基于Pro_E的照相机外壳注射模具设计_张赐成
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基于Pro/E的照相机外壳注射模具设计
张赐成
(五邑大学机电学院,广东江门529000)
摘要 以照相机外壳为例,在介绍了最新的Pro/engineer软件特点和模具设计流程的基础上,运用Pro/E+EMX对该注射与
传统的注射模设计相比,运用Pro/E软件进行模具三维设计,可以大大缩短模具设计周期,降低模具设计成本。关键词 注射模设计;Pro/EEMX;模具;分型面;滑块
中图分类号:TQ320166+3 文献标识码:A 文章编号:1009-5993(2010)01-0034-03
收稿日期:2010-03-19作者简介:张赐成(1980)),男,讲师,主要研究塑胶模具设计。0 引言
传统的模具设计主要靠经验。经过反复的试
模-修模-试模的试错方式来进行新模的开发,效率
很低,即使有经验的工程师设计一副新模具也要花
费数周甚至几个月的时间,并且精度难以保证。而
采用与传统模具设计不同的思路,运用Pro/E+
EMX联合设计,可以大大缩短模具设计周期,提高
产品设计的准确性,降低产品开发和模具成本。本
文以照相机外壳为例,介绍了该软件在注射模开发
中的应用。
1 模具设计的流程[1]
利用PRO/E软件进行模具设计是一个比较
复杂的过程。其设计流程:
(1)在零件和组件模式下,对原始塑料零件模
型进行三维建模。
(2)创建模具模型,包括根据原始塑件,定义
参照模型和模具坯料两部分工作。
(3)设定收缩率。材料在注塑成型后的冷却
过程中都会存在不同程度的收缩,因此,为了弥补
由于材料收缩带来的误差,需要将参照模型放大。
在PRO/E设计中,允许对3个方向定义不同的收
缩率,也可以根据实际需要对某个特征或尺寸定义收缩率。
(4)定义分型面。分型面是一个可以将模具
分割成几个部分的曲面。参照模型的形状越复杂,
则分型面的形状也越复杂。
(5)定义体积块,将模具分割成单独的元件。
(6)抽取模具体积块,以生成模具元件,如上
模型腔、下模型腔等。
(7)设计浇注系统。
(8)模拟开模,并在开模中进行干涉检测。
(9)使用/塑料顾问0功能模块执行模流分析。
(10)装配模座,并进行细部的模座设计。
(11)生成过程图。
2 照相机外壳注射模设计过程
2.1 塑件分析
照相机外壳,如图1所示。该塑件的材料为工
程塑料ABS,属热塑性塑料,流动性好,成型收缩
率较小(一般为0.3%~0.8%)[2],比热容较低,在
料筒中塑化率高,在模具中凝固较快,成型周期短。
但吸水性较大,成型前必须充分干燥。ABS的密
度约1.03~1.07g/cm3[2]。
该塑件的结构形状较复杂,侧向枝节较多,侧
面没有孔,但外表面凸台较多,底边处有开槽。塑
件的外表面要求没有缺陷、毛刺,内部不能有导电
杂质。由于需对外表面进行电镀,所以外表面应比
较光滑,内表面无特别要求。
2.2 浇注系统的设计
注射模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴)34)基于Pro/E的照相机外壳注射模具设计5上海塑料62010年第1期(总第149期)开始到型腔为止的塑料熔体的流动通道。浇注系
统在模具中占有非常重要的地位。其设计合理与
否对塑件的成型起到决定性的作用。应用FeatureyCavityAssemySolidyCut功能建立模具浇注
系统,通过浇口位置分析器,得出最佳浇口位置,并
对浇口尺寸、流道尺寸进行自动优化[2]。由于塑件
外表面形状较复杂,孔槽较多,壁厚较薄,所以根据
实际需要选择一般侧浇口单点进料,产生的浇注系
统如图2所示。
图1 塑件Fig11 Plasticsparts
图2 浇注件
Fig12 Moldingparts
2.3 分型面设计
定模和动模相接触的面称为分型面。模具设
计中分型面的选择很关键,它决定了模具的结构,
应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来确定
分型面。本次设计塑件为照相机外壳,内外表面都
比较复杂,分型面比较多,分步建立如图3所示分
型面组,既可降低模具的复杂程度,减少模具加工
难度,又便于成型后出件。分型面设在塑件外表面
中间最大尺寸处。其优点在于便于脱模,有利于侧
向抽芯,开模时塑件留在动模上。零件中有个大空
和倒扣结构,分别建立分型面,以利于创建镶件。
由于塑件为薄壁件,模具为侧浇口形式,所以采用
单分型面。利用PRO/E软件进行模具设计的过
程中,分型面的选择和设计是将毛坯分割形成模具
零件的关键步骤。首先,对塑件模型的不同部位尺
寸设定收缩率,构建设计毛坯,产生型腔、型芯特征
尺寸,然后通过装配,使设计模型与型腔和型芯毛
坯重叠。由于塑件采用1模4腔的结构形式,在做分型面时,必须先Copy建立单个塑件的分型面,
再做一个主分型面,进行合并(Merge)之后形成整个塑件的分型面。
图3 分型面Fig13 Partingsurface
2.4 模具型腔和型芯的设计
直接与塑料接触构成塑件形状的零件称为成
型零件。其中,构成塑件外形的成型零件称为型
腔,构成塑件内部形状的成型零件称为型芯。为了
保证型芯、型腔的使用寿命,又不浪费价格昂贵的
模具钢,并且型芯、型腔损坏后,便于维修、更换,型
芯和型腔可选用整体嵌入式。针对照相机外壳,利
用PRO/E软件进行模具设计的过程中,分型面创
建完成后,就能够以分型面进行模具体积块分割、
模具零件抽取等操作,快速完成成型零件的设
计[3],即:把已经做好的分型面用MoldVolumey
Split将毛坯分成4个Volume,选择MoldCompy
Extract将Volume转化为实体型腔和型芯部分,
如图4所示。
2.5 抽芯机构和脱模机构设计
在完成动、定模成型零件设计后,利用Pro/E
的外挂模块EMX(模具设计专家)可以直接导入标
准模架完成结构件的设计,并且可以利用EMX中
的滑块装配工具完成抽芯机构的设计。Pro/E
EMX能大大缩短模具设计人员在创建、定制和细
化模架部件以及注射所需的模具组件上的时间。
塑件脱模采用顶杆顶出机构,设置顶杆位置后自动加载顶杆完成脱模机构设计。
图4 型腔和型芯Fig14 Caveandcore)35)基于Pro/E的照相机外壳注射模具设计5上海塑料62010年第1期(总第149期)2.6 模具3D装配图与虚拟开模图
模具3D装配图与虚拟开模图,如图5所示。
其工作过程为:开模时,动模板和定模板首先分开,
在移动过程中斜导柱迫使滑块外移,同时带动侧型
芯完成抽芯,最后由顶杆顶出塑件,实现脱模,合模
时复位杆使顶杆复位[4]。
图5 模具3D装配图和虚拟开模图Fig15 Assemblyandsimulateddrawingof3Dmold3 结束语
运用Pro/E+EMX进行联合设计,可以减少
试模时间,提高生产效率,既弥补了经验不足的缺
陷,又使设计工作变得简单快捷,提高了设计效率,
缩短了模具开发时间,减轻了工作强度,降低了制
造成本。
参考文献:
[1] 刘莹,宋满仓.注塑模具设计的基本程序[J].机械工人,2002(11):42.[2] 李德群,唐志玉.塑料与橡胶模具设计[M].北京:电子工业出版社,2007.[3] 齐晓杰.塑料成型工艺与模具设计[M].北京:机械工业出版社,2006.[4] 谭雪松.Pro/EngineerWildfire模具设计与数控加工[M].北京:人民邮电出版社,2006.
DesignofInjectionMoldfortheShellofCameraBasedonPro/E
ZHANGCi-chen
(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,WuyiUniversity,
Jiangmen529000,China)
Abstract:Taketheshellofcameraasanexample,thelatestPro/Esoftwarecharacteristicsanddiede-
signprocessisintroducedusingPro/EEMXelaboratedtheinjectionmolddesignprocess.Comparedtothetraditionaldesignofinjectionmold,usingthePro/Esoftwarefor3Dmolddesigncouldshortenthe
cycleandreducethemolddesigncostsgreatly.
Keywords:injectionmolddesign;Pro/EEMX;mold;partingsurface;camera
Nanocyl扩大PREGCYL碳纳米管预浸料系列产品
比利时Nanocyl公司日前宣布,它已扩大其应
用于高级复合材料的PREGCYLTM预浸料的产品
组合。
PREGCYL是一组碳纳米管环氧树脂预浸料,
用于航空、汽车、船舶和体育器材的纤维增强复合
材料,可提高材料的结构导电性和强度以及耐久
性,减轻其质量。
今年宣布的新PREGCYL系列,现有产品超
过15个,其中,包括新的织构、质量及纤维类型(如
芳纶、HM碳、HT胺碳和玻璃等)的产品。随着这
些为工业和体育应用开发的新产品的加盟,Nano-cyl意在成为复合材料业CNT增强材料的首选供
应商。
Nanocyl公司表示:可为原始设备制造商
(OEM)客户提供众多的PREGCYL预浸料产品,
帮助其以更低的成本生产性能更高的原料和产品,
更好地满足全球市场的需求。据称,其它OEM客
户也能从中受益,因为对于坚固、轻质的复合材料
应用,PREGCYL预浸料可赋予其安全性、导电性
及增强性方面的优势。
(安 琪))36)基于Pro/E的照相机外壳注射模具设计5上海塑料62010年第1期(总第149期)
