1 引言

    模具是制造業(yè)的基本工藝裝備，模具設計制造的效率對產(chǎn)品的開發(fā)效率具有決定性的影響。目前模具制造企業(yè)基本上是承接式生產(chǎn)。制品設計者提供給模具制造者制品實物或制品圖紙，楔具制造者再進行模具的設計制造。若提供的是制品實物，采用逆向工程技術(shù)，通過測量出制品數(shù)據(jù)，并反求出其CAD模型，就可以在模具的設計制造過程中，運用這一數(shù)字模型，設計模具；并基于該模型進行數(shù)控自動編程，從而大大提高了模具的生產(chǎn)效率，降低了模具的制造成本。因此，逆向工程技術(shù)在我國，特別是在注塑模具行業(yè)有著十分廣闊的應用前景。將以某玩具塑料件為例，闡述基于逆向工程的注塑模具快速設計。

2 制品CAD模型重構(gòu)

    依據(jù)掃描數(shù)據(jù)點來構(gòu)建CAD模型，經(jīng)常會遇到這樣的問題：應用激光掃描儀獲得的測量數(shù)據(jù)量非常大，被稱之為“點云”數(shù)據(jù)，就目前的技術(shù)水平，這樣的數(shù)據(jù)還不能被現(xiàn)有的CAD/CAM系統(tǒng)直接用來構(gòu)建實體模型。而采用數(shù)據(jù)精簡方法，不僅費時，而且易于導致特征數(shù)據(jù)點的丟失。依據(jù)制品表面的特性，將該制品表面分為上表面、下表面、側(cè)面和過渡面幾個曲面片，其中，上表面的構(gòu)型較為復雜。經(jīng)過分析，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用了如下的重構(gòu)策略：上表面是一個直紋面，采取“點—線—面”的重構(gòu)方法，即依據(jù)掃描數(shù)據(jù)點提取部分截面線，然后采用截面線來構(gòu)建曲面。側(cè)面的構(gòu)建可以采用同樣的方法。而下表面是—個平面，構(gòu)建就簡單得多。過渡面是—個變曲率半徑的圓弧面，可以直接利用軟件中所提供的變曲率過渡面生成功能來構(gòu)建。將所構(gòu)建的曲面片進行縫合，形成—個完整的曲面。然后以IGES格式導出，輸入到現(xiàn)有的CAD/CAM軟件中。在該曲面的基礎(chǔ)上，進行加厚，并構(gòu)建制品上的圓柱體等結(jié)構(gòu)，形成一個完整的CAD模型。實例證明，采用該方法，所構(gòu)建模型的精度較高，可以滿足模具設計的需要。該塑料制品模型重構(gòu)的關(guān)鍵步驟和重要結(jié)果，如圖1所示。

圖1 重構(gòu)制品CAD模型

3 制品注塑模具的設計

    注射模結(jié)構(gòu)設計主要包括：分型面的選擇、型腔數(shù)目及排列方式的確定、分流道的設計、冷卻水道布局、澆口的位置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設計。分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)設計、塑件的脫模和模具制造工藝有關(guān)。依據(jù)該CAD模型，在對曲面的曲率進行了分析，采用了階梯形式的分型面，如圖2所示。

圖2 分型面的確定

    本例中，制品的尺寸較小，且結(jié)構(gòu)較為簡單，因此型芯、型腔結(jié)構(gòu)采用了整體式結(jié)構(gòu)。在確定型腔數(shù)目時，由于每增加一個型腔，塑件的尺寸精度會降低4%。而本制品的塑件有精度要求，因此型腔數(shù)目不宜過多，要盡量保證成型條件一致。綜合考慮澆注系統(tǒng)、模具結(jié)構(gòu)的復雜程度等因素，擬采用一模四腔、H形排列的方式。如圖3所示。

圖3 型腔排列方式

    本制品模具分流道采用直的、截面形狀為圓形的結(jié)構(gòu)。澆口是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的位置、形狀及尺寸對塑件性能和質(zhì)量的影響很大。澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種，考慮到本制品的結(jié)構(gòu)，將采用限制性澆口。限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動狀態(tài)，迅速而均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進入型腔時的流動特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質(zhì)量，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。具體到這套模具，其澆口形式為側(cè)澆口，如圖4所示。

圖4 澆口形狀及位置

    型芯和型腔時模具結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵性工作部件。本模具結(jié)構(gòu)中，型芯和型腔的模仁采用整體鑲拼式，通過螺釘固定在板上，如圖5所示�；�于上述的討論和設計，完成后的模具結(jié)構(gòu)，如圖6所示。

圖5 型芯及型腔模仁

圖6 模具CAD結(jié)構(gòu)圖

4 結(jié)束語

    在當今產(chǎn)品更新速度不斷加快的時代，逆向工程技術(shù)在模具的快速設計與制造中具有廣闊的應用前景。利用逆向工程技術(shù)，在完成制品CAD模型重構(gòu)的基礎(chǔ)上，快速設計出制品的注塑模具。實踐證明，恰當?shù)闹貥?gòu)方法，可以獲得很高的重構(gòu)模型精度，滿足高精度模具設計的需要。采用逆向工程技術(shù)，可以有效地縮短模具的設計與制造周期，提高產(chǎn)品的競爭能力。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務領(lǐng)域、行業(yè)應用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務管理理念，功能涉及供應鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設首選的ERP管理軟件信賴品牌。

轉(zhuǎn)載請注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.ezxoed.cn/

本文標題：基于逆向工程的注塑模具快速設計

本文網(wǎng)址：http://www.ezxoed.cn/html/support/11121513015.html