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带侧抽芯机构模具型腔的设计解析

浙江科技学院学报。

第２１卷第３期．２００９年９月

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

Ｖ０１．２１Ｎｏ．３，Ｓｅｐ．２００９

带侧抽芯机构模具型腔的设计

郭晓梅，丁明明

（浙江水利水电专科学校机械电子工程系，杭州３１００１８）

摘耍：

针对具有侧抽芯机构的注塑模型腔的设计，提出了采用Ｐｒｏ／Ｅ软件进行设计的办法．使侧抽芯机构的设计由复杂变得简单。

在分型面的设计中，提出了用分模体积块法来进行分模的技术方法，同时通过一个扣盖的实例详细介绍了多个分型面的设计过程．从而说明采用Ｐｒｏ／Ｅ软件进行设计，不但提高了设计效率，同时也节省了成本，并为其他类似产品的模具设计提供了参考。

关键词：

分型面ｌ体积块Ｉ模具设计Ｉ侧抽芯中圈分类号：

ＴＱ３２０．６６

文献标识码：

Ａ

文章编号：

１６７１－８７９８（２００９）０３—０２７８—０３

Ｄｅｓｉｇｎｏｆｍｏｕｌｄｗｉｔｈｃｏｒｅ－ｐｕｌｌｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ

ＧＵＯＸｉａｏ—ｍｅｉ，ＤＩＮＧＭｉｎｇ—ｍｉｎｇ

（ＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＺｈｅｊｉａｎｇＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙａｎｄＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＣｏｌｌｅｇｅ，

Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００１８，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：

ＴｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆａｄｏｐｔｉｎｇｔｈｅＰｒｏ／Ｅ

ｓｏｆｔｗａｒｅ

ｔｏ

ｄｅｓｉｇｎｉｎｊｅｃｔｉｎｇｍｏｌｄ

ｗｉｔｈ

ｃｏｒｅ－

ｐｕｌｌｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｉｓｕｓｅｄ，ｗｈｉｃｈｍａｋｅｔｈｅｄｅｓｉｇｎｍｕｃｈｅａｓｉｅｒ．Ａｎｄｔｈｅｓｐｌｉｔｐｒｏｂｌｅｍｉｓｒｅｓｏｌｖｅｄｂｙ

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ｔｈｅｍｅｔｈｏｄ

ｏｆｐａｒｔｉｎｇ

ｍｏｕｌｄｖｏｌｕｍｅ．Ａｖｏｌｕｔｅｅｘａｍｐｌｅｗｉｔｈ

ｔｏ

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ｄｅｓｉｇｎ

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ｃａｎ

Ｐｒｏ／Ｅｓｏｆｔｗａｒｅ

ｔｏ

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ｃａｎ

ｉｍｐｒｏｖｅ

ｔｈｅ

ＣＯＳｔ．Ｔｈｉｓａｌｓｏｍａｋｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅ

ｏｔｈｅｒｓｉｍｉｌａｒｍｏｕｌｄｄｅｓｉｇｎｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：

ｐａｒｔｉｎｇｓｕｒｆａｃｅ；ｖｏｌｕｍｅｍｅｔｈｏｄ；ｍｏｕｌｄｄｅｓｉｇｎ；ｃｏｒｅ－ｐｕｌｌｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ

现代工业与日常生活中很多制品都是用模具生产出来的，如汽车、拖拉机、飞机、仪器仪表、家电、轻工、日用五金等行业中的板金件、塑料件、锻件和压铸件等。

所以模具是上述行业的重要工艺装备，而且模具制造的水平往往制约着产品的发展速度，因为模具的设计与质量及生产周期的长短，直接影响到产品的更新换代速度和抢占市场的能力。

目前，

中国的模具制造企业约有２００００家，并每年以１０％～１５％的速度高速增长。

但当采用传统的手工设计模具与常规设备加工模具时，模具设计与加工的质量完全取决于人的经验，要经过反复试模才能获得成功，所以设计与制造周期长。

ＣＡＤ／ＣＭＭ／ＣＡＥ技术是模具生产革命化的重要措施，是现代模具设计方法中最重要的组成部分。

模具的ＣＡＤ设

收稿日期：

２００９・０６—１６

基金项目：

浙江省教育厅科研计划项目（２００６００１１）Ｉ浙江水利水电专科学校科研基金资助项目（ｘｋ２００８—１１）作者简介：

郭晓梅（１９７９一），女，浙江东阳人，讲师，硕士，主要从事模具教学工作。

万方数据　

第３期郭晓梅．等：

带侧抽芯机构模具型腔的设计

计、分析，包括根据产品模型进行模具分型面的设计、确定型腔和型芯、模具结构的详细设计、塑料充填过程分析等几个方面Ｅ，－２３。

利用先进的特征造型软件如Ｐｒｏ／Ｅ、ＵＧ等很容易地确定分型面，生成上下模腔和模芯，再进行流道、浇１：

１以及冷却水管的布置等。

确定了这些设计数据以后，再利用模具分析软件，如Ｍｏｌｄｆｌｏｗ、Ｃｆｌｏｗ进行塑料的成形过程分析。

由此可见，模具ＣＡＤ在整个模具设计过程中占据着承上启下的作用，而在此设计过程中，带有侧抽芯机构的注塑模怎么样进行分型就显得尤为重要，现举一个盖子为例来说明如何用Ｐｒｏ／Ｅ软件进行模具型腔的设计。

ｌ

产品分析

在具有斜向凹凸（或斜向孔）结构塑件的注塑模

设计中，斜向抽芯是设计的关键和难点。

若斜向凹凸（或斜向孔）较深或材料脆硬而使塑件不可强制脱模时，大多数斜向抽芯设计都采用二级传动机构。

常用的方法有：

齿轮一齿轴一齿条二级联合斜向抽芯、液压一齿轴一齿条二级联合斜向抽芯、斜销一齿轴一齿条二级联合斜向抽芯、弯销一斜销二级联合斜向抽芯、拉钩一齿扇一齿条二级联合斜向抽芯等。

上述方法的模具结构都比较复杂，不利于简化模具、降低制造成本。

本研究针对具有内凹和外凸结构的塑件，设计了一种新颖的侧抽芯机构的注塑模。

产品图如图ｌ所示，分析该产品，主要特点为：

１）从产品特征看，主分型面应设置为上下分型，分型面应设置在截面积最大处的地方，如图１所示，这样设置，从外观上讲保持了上表面的光洁性。

２）该盖子具有４个外卡口，前后左右对称布置，因为主分型面是上下分型，因此卡１：

１处需要设置侧抽芯机构，共应有４处外侧抽芯。

３）该盖子具有２个内卡口，此卡口处根据分型特点也需要设置侧抽芯机构，共应有２处内侧抽芯。

根据以上分析，采用Ｐｒｏ／Ｅ软件进行模具型腔的设计时，需要７个分型面对胚料进行分割。

第一个分型面为主分型面，用来分割上下模（凸凹模）；第二、三、四、五个分型面为用来分割外侧抽芯的分型面；第六、七个分型面为内侧抽芯的分型面。

此类产品为复杂分型面的产品，既带有外侧抽芯机构又带有内侧抽芯机构，如果采用传统设计方法，比较费时费力。

现介绍采用Ｐｒｏ／Ｅ来进行模具型腔的设计方法。

万　

方数据图１产品图

Ｆｉｇ．１

Ｐｒｏｄｕｃｔｄｉａｇｒａｍ

２模具型腔设计

２．１造型前参数设计

在造型前，要新建零件目录并进行相应的设置，主要包括：

材料、绘图精度、单位、公差等。

用Ｐｒｏ／Ｅ进行模具型腔的设计，其基本流程如图２所示‘引。

最后铸模出来的产品应与建立模具模型时的产品是完全一样的。

率卜—叫工件（坯料）

设置分型面

图２

Ｐｒｏ／Ｅ模具型腔设计流程图

Ｆｉｇ．２

Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｍｏｕｌｄｄｅｓｉｇｎｂａｓｅｄｏｎ

Ｐｒｏ／Ｅｓｏｆｔｗａｒｅ

２．２分型面设计

分型面也称分模面，它是用多种方法建立的曲面特征，其目的是用来分割工件或现有体积块，从而构建出新的模具体积块。

分型面的设计是模具设计的主要工作，只有设计出正确的分型面才能够顺利地分模，分型面设计的合理与否关系到模具结构的复杂程度、塑料制品的质量，对注塑工艺也有很大的影响。

设计分型面也是用Ｐｒｏ／Ｅ设计模具的一个关键，占用了设计的大部分时间，本例的分型面设计如下。

其分型面的设计大致上有拷面法、补破孔法和分模体积块法３种Ｅ｝６。

。

拷面法，以复制产品的外表面为基础进行创建；补破孔法，不再需要复制产品的外表面，只需要填补产品外表面以外存在的破孔；分模体积块法，则不应单独看待，应与产品连在一起观看，得到的最大外表面就是分型面。

根据前面所述，对于本例中的外壳，需要设置７处分型面，这里采用分模体积块法进行分型面的制作，其７个分型

面的结果如图３所示。

２８０

浙江科技学院学报

第２１卷

图３

７个分型面

Ｆｉｇ．３

Ｓｅｖｅｎｓｐｌｉｔｔｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｓ

２．３模具型腔和抽芯机构的设计

分型面创建完成后，就可以通过分型面拆算出型芯体积，由凸、凹模的体积产生型芯和型腔，同时完成浇道系统的设计，产生浇注件（其中，浇道的创建可由切减等基本命令来实现，因此不放在型腔设计中进行设计）。

其最终结果如图４所示（模拟开模图）。

１一上模；２一外侧抽芯；３一内侧抽芯１４一Ｆ梗

图４模具型腔模拟开模图

Ｆｉｇ．４

Ｍｏｕｌｄｏｐｅｎｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ

对上述结果进行放大，其结构图见图５（ａ）～

（ｄ）所示。

３

结语

根据经验，一副模具从接单、设计、生产直至试模出样品，一般生产周期都比较短暂，对于设计工程师来讲，能否在较短的时间内完成分模及其模具结

万　

方数据图５模具型腔各组成零件实体图

Ｆｉｇ．５

Ｐａｒｔｅｎｔｉｔｙ

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ

构设计，直接影响到整个效益及整个设计成本。

尤其是对于复杂分型面的模具型腔的设计而言，掌握分模技巧，可快速拆取出模具的型芯、型腔及滑块等。

通过本例，为其他复杂分型面的分模提供了一定的参考。

对于这幅模具的其他零部件的生成，则可以采用Ｐｒｏ／Ｅ中三维造型的功能实现，这里就不赘述。

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带侧抽芯机构模具型腔的设计

作者：

作者单位：

刊名：

英文刊名：

年，卷（期：

被引用次数：

郭晓梅，丁明明，GUOXiao-mei，DINGMing-ming浙江水利水电专科学校,机械电子工程系,杭州,310018

浙江科技学院学报

JOURNALOFZHEJIANGUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY2009，21（30次

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采用三维CAD/CAE技术能直接进行产品到模具体积块的设计,缩短了产品的开发周期,模具实体感强、质量高,大大降低了模具的设计和制造成本.

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2011年3月9日