1 引言

    圖1所示為散熱器風(fēng)扇罩，其外形尺寸為130.72×136.75×80.44mm，呈正方形殼體結(jié)構(gòu)，外側(cè)壁的四周設(shè)計(jì)有十個(gè)加強(qiáng)筋，頂部的矩形法蘭中設(shè)計(jì)有4個(gè)通孔，內(nèi)腔的頂部4個(gè)葉片連接殼體側(cè)壁與中間的圓柱，內(nèi)腔的側(cè)壁由八個(gè)柱面構(gòu)成。塑件采用一模一腔布局，其材料為ABS+PC，收縮率為5.5%，表面不允許有披縫、頂白、氣孔和接合線(xiàn)等缺陷，且需要進(jìn)行拋光和電鍍處理。由此可見(jiàn)，在散熱器風(fēng)扇罩模具的分模設(shè)計(jì)中，考慮到葉片幾何表面的加工與修模，應(yīng)分別將成型零件設(shè)計(jì)成鑲件結(jié)構(gòu)，同時(shí)，因型腔的深度與脫模需要，還應(yīng)從型腔中拆分出4個(gè)側(cè)向滑塊。為了滿(mǎn)足塑件的分模與表面質(zhì)量要求，對(duì)于4個(gè)葉片的分型面，則需在每?jī)蓚�(gè)葉片之間創(chuàng)建呈階梯形的分型面，這其中涉及到曲線(xiàn)與曲面的較復(fù)雜設(shè)計(jì)過(guò)程，不利于模具的分模設(shè)計(jì)。PTC/Creo軟件中的體積塊具有呈開(kāi)放邊界的分型面所不可企及的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，通過(guò)體積塊的設(shè)計(jì)與分割，快速實(shí)現(xiàn)模具的分模設(shè)計(jì)。

圖1 散熱器風(fēng)扇罩

2 型芯與型腔的鑲件分型體積塊

    散熱器風(fēng)扇罩模具的分型面通過(guò)葉片的4個(gè)表面與中間圓柱的頂部表面，且葉片位于型芯側(cè)。在創(chuàng)建散熱器風(fēng)扇罩模具型芯體積塊的基礎(chǔ)上，為了實(shí)現(xiàn)葉片之間的分模，通過(guò)指定葉片之間的體積塊曲面中的一定區(qū)域進(jìn)行曲面的偏移與拔模，使其未偏移的表面形成葉片型芯側(cè)的幾何結(jié)構(gòu)，偏移的表面形成葉片型腔側(cè)的幾何結(jié)構(gòu)，完成葉片之間的階梯形分型曲面的設(shè)計(jì)，再通過(guò)體積塊的分割，即可實(shí)現(xiàn)模具中的型芯與型腔的鑲件體積塊。

2.1 創(chuàng)建型芯鑲件的分型體積塊

    （1）在模具體積塊模式中，分別以工具的底表面作為草繪平面創(chuàng)建型芯鑲件分型體積塊“MOLD_VOL_1”中的拉伸體積塊與定位臺(tái)拉伸體積塊，如圖2a所示，前者的深度參照為葉片壁厚的頂部水平窄條形表面，其截面草圖為參照模型底部法蘭下表面內(nèi)側(cè)的圓角矩形的復(fù)制邊線(xiàn)，如圖2b所示；后者的拉伸盲孔尺寸為“10”，截面草圖如圖2c所示。

    （2）分別以圖2a中的拉伸體積塊的終止曲面作為參照與草繪平面創(chuàng)建參照曲面中的“具有拔模”方式的偏移（選擇菜單“編輯”→“偏移”命令），其偏距值為“-24.12”，拔模角度值為“10”，如圖3a所示，截面草圖如圖3b所示，圖3b中，正交的水平與豎直線(xiàn)分別過(guò)系統(tǒng)原點(diǎn)，斜直線(xiàn)分別過(guò)葉片頂部窄條形表面中的同側(cè)左上頂點(diǎn)；小圓與中間圓柱頂部環(huán)形表面的內(nèi)側(cè)邊線(xiàn)重合，大圓與參照模型的左右側(cè)面邊線(xiàn)相切，經(jīng)修剪完成4個(gè)扇形的截面圖。再以中間圓柱的內(nèi)腔頂表面作為草繪平面，繪制圓柱頂部錐形面的內(nèi)側(cè)邊線(xiàn)的截面圓，創(chuàng)建深度控制為工件底表面的拉伸體積塊，如圖3c所示。

2.2 創(chuàng)建型腔鑲件的分型體積塊

    在模具體積塊模式中，分別以工件的頂表面作為草繪平面創(chuàng)建型腔鑲件分型體積塊“MOLD_VOL_2”中的拉伸體積塊與定位臺(tái)拉伸體積塊，如圖4所示，前者的深度控制為頂部法蘭的內(nèi)側(cè)表面，其截面草圖如圖2b所示，后者的截面草圖如圖2c所示，其盲孔尺寸為“10”。

圖2 創(chuàng)建拉伸的分型體積塊

a——體積塊 b——截面草圖 c——截面草圖

圖3 偏移體積塊曲面的與拉伸體積塊

a——拉伸體積塊 b——截面草圖 c——拉伸體積塊

圖4 創(chuàng)建型腔鑲件的分型體積塊

a——拉伸體積塊b——定位臺(tái)拉伸體積塊

3 滑塊與型芯的分型體積塊

    通過(guò)創(chuàng)建4個(gè)側(cè)向滑塊與型芯的分型體積塊，經(jīng)分割操作及其“島”選取以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)模具體積塊的設(shè)計(jì)。

3.1 創(chuàng)建滑塊的分型體積塊

    在模具體積塊模式中，以參照模型底部法蘭的內(nèi)側(cè)表面（呈“C”形的幾何表面）作為草繪平面創(chuàng)建滑塊的拉伸分型體積塊“MOLD_VOL_3”，如圖5a所示，其深度參照為頂部法蘭的內(nèi)側(cè)表面，截面草圖如圖5b所示，圖5b中，兩個(gè)幾何圓為添加的參照，斜直線(xiàn)分別過(guò)系統(tǒng)原點(diǎn)與加強(qiáng)筋的圓角面邊線(xiàn)的圓心（參照幾何），左右側(cè)的水平直線(xiàn)過(guò)頂部法蘭的圓角面邊線(xiàn)的端點(diǎn)，內(nèi)腔中的水平直線(xiàn)的端點(diǎn)為斜線(xiàn)與同側(cè)幾何圓的交點(diǎn)，修剪后的閉環(huán)再經(jīng)鏡像形成截面圖。

3.2 創(chuàng)建型芯的分型體積塊

    在模具體積塊模式中，采用圖5a中的草繪平面與深度參照創(chuàng)建型芯的拉伸分型體積塊“MOLD_VOL_4”，如圖5c所示，截面草圖為工件側(cè)面邊線(xiàn)的復(fù)制圖元。

圖5 創(chuàng)建滑塊與型芯的分型體積塊

a——拉伸分型體積塊 b——截面草圖 c——拉伸分型體積塊

4 模具體積塊的分割

    （1）單擊“體積塊分割”按鈕，選擇“分割體積塊”菜單管理器中的“兩個(gè)體積塊”→“所有工件”→“完成”命令，系統(tǒng)彈出“分割”對(duì)話(huà)框，選取圖3b中的鑲件分型體積塊“MOLD_VOL_1”作為分割曲面并單擊中鍵，勾選彈出的“島列表”選項(xiàng)組菜單中的“島10”至“島15”6個(gè)選項(xiàng)（共計(jì)19個(gè)“島”），連續(xù)單擊中鍵兩次完成工件的分割與體積塊的劃分，在彈出的“屬性”對(duì)話(huà)框中鍵入體積塊名稱(chēng)“CORE_INSERT”，單擊中鍵完成模具型芯鑲件體積塊的創(chuàng)建，如圖6所示；在再次彈出的“屬性”對(duì)話(huà)框中鍵入體積塊的名稱(chēng)“CAVITY_SLIDE_1”，單擊中鍵實(shí)現(xiàn)模具體積塊的創(chuàng)建，如圖7所示。

圖6 創(chuàng)建型芯鑲件的體積塊

圖7 創(chuàng)建模具體積塊

    （2）繼續(xù)執(zhí)行“體積塊分割”操作6次，依次選取分割后的模具體積塊“CAVITY_SLIDE_1”作為被分割的對(duì)象，每次分割出一個(gè)模具體積塊，分別完成下一個(gè)模具體積塊的創(chuàng)建。

    選取圖5c中的型芯分型體積塊“MOLD_VOL_4”作為分割曲面，勾選“島列表”選項(xiàng)組菜單中的“島1”選項(xiàng)，完成模具公型芯體積塊“MOLD_CORE”的創(chuàng)建，如圖8所示。

圖8 創(chuàng)建型芯體積塊

    選取圖4b中的型腔鑲件分型體積塊作為分割曲面，勾選“島列表”選項(xiàng)組菜單中的“島2”至“島6”5個(gè)選項(xiàng)（共計(jì)6個(gè)“島”），完成模具型腔鑲件的體積塊“CAVITY_INSERT”，的創(chuàng)建，如圖9所示。

圖9 創(chuàng)建型腔鑲件的體積塊

    選取圖5c中的型芯分型體積塊“MOLD_VOL_4”作為分割曲面，勾選“島列表”選項(xiàng)組菜單中的“島1”選項(xiàng)，完成模具母型芯體積塊“MOLD_CAVITY”的創(chuàng)建，參見(jiàn)圖8所示。

    選取圖5a中的滑塊分型體積塊“MOLD_VOL_3”作為分割曲面，勾選“島列表”選項(xiàng)組菜單中的“島2”選項(xiàng)，完成滑塊體積塊“CAVITY_SLIDE_2”的創(chuàng)建，如圖10a所示。重復(fù)操作兩次，分別選取“島列表”選項(xiàng)組菜單中的“島1”選項(xiàng)，完成圖10b中的滑塊體積塊“CAVITY_SLIDE_3”與圖10a中的滑塊體積塊“CAVITY_SLIDE_4”的創(chuàng)建。圖7中的模具體積塊經(jīng)多次分割后形成圖10b中的滑塊體積塊。

    （3）運(yùn)用體積塊的創(chuàng)建與編輯方法，繼續(xù)完成各滑塊的滑塊、鎖緊塊與斜導(dǎo)柱的體積塊設(shè)計(jì)，其結(jié)果如圖10c所示，最后經(jīng)抽取完成模具鑲件、滑塊與型芯元件的設(shè)計(jì)。

圖10 創(chuàng)建滑塊體積塊

a——分割后滑塊體積塊 b——分割后體積塊 c——滑塊、鎖緊塊與斜導(dǎo)柱體積塊

5 結(jié)束語(yǔ)

    同模具分型面的設(shè)計(jì)相比，采用PTC/Creo軟件的體積塊設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)模具的體積塊或分型體積塊的創(chuàng)建，尤其適用于具有靠破孔、鑲件、滑塊與斜頂?shù)哪＞叻帜�，再通過(guò)體積塊的分割完成模具體積塊的設(shè)計(jì)要求并能與塑件模型相適應(yīng)，達(dá)到簡(jiǎn)化模具分型面設(shè)計(jì)的目的，值得注意的是，當(dāng)多個(gè)體積塊同時(shí)用于分割操作時(shí)，彼此之間不可相交或曲面、邊線(xiàn)的重合。 

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