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0 引言
Pro E可謂是一個的3D產(chǎn)品開發(fā)軟件，集成了零件設(shè)計、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、數(shù)控加工、鈑金件設(shè)計、鑄造件設(shè)計、造型設(shè)計、逆向工程、自動測量、機構(gòu)仿真、應(yīng)力分析，產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理等功能于一體。其*的參數(shù)式設(shè)計給傳統(tǒng)的模具設(shè)計帶來了許多新觀念，強調(diào)實體模型架構(gòu)優(yōu)于傳統(tǒng)的面模型架構(gòu)和線模型架構(gòu)。Pro E還具有良好的數(shù)據(jù)接口，它可以將圖紙輸出為多種格式，可以方便地和Auto CAD，Solids Work等進行數(shù)據(jù)交換[1]。
洗衣機桶底是洗衣機的主要部件，是由復(fù)雜曲面組成，桶底的設(shè)計好壞將直接影響洗衣機的質(zhì)量。以Pro E為軟件平臺建立桶底的三維數(shù)據(jù)模型，以此為基礎(chǔ)進行注塑模設(shè)計，然后在數(shù)控機床上完成桶底模具的加工。
1 三維建模
桶底材料為PP塑料，注塑加工成型。桶底形狀基本為旋轉(zhuǎn)體，由凸臺、加強筋、圓孔等特征組成，采用旋轉(zhuǎn)、混成、陣列、切割、倒圓等實體特征和Merge等曲面特征，完成了桶底的三維建模。具體步驟如下：
(1)建立基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)坐標(biāo)系；
(2)建立旋轉(zhuǎn)曲面特征；
(3)建立拉伸曲面特征；
(4)建立曲面Merge特征；
(5)利用曲面生成薄壁實體特征；
(6)建立Copy曲面特征；
(7)建立凸臺特征，包括混成擠壓特征、圓孔特征、方孔特征、group特征、用Copy特征創(chuàng)建其余五個凸臺，然后將凸臺伸出桶底的部分切除；
(8)建立桶底的圓孔特征，包括圓柱體的拉伸特征、柱體上的圓孔特征、group特征、Copy特征創(chuàng)建其余七個圓孔；
(9)建立桶底外側(cè)的旋轉(zhuǎn)特征；
(10)建立底部的肋板薄壁拉伸特征；
(11)倒圓角；
(12)建立側(cè)壁的加強肋特征。
2 桶底注塑模設(shè)計
2.1 塑件的工藝要求
為了保證在生產(chǎn)過程中制造出理想的塑料制品，應(yīng)了解零件的用途、使用狀況、外觀要求等。除了合理的選用塑料材料外，還必須考慮塑件的成形工藝性。塑件的工藝分析與模具設(shè)計有直接的關(guān)系，只有塑件的設(shè)計能適應(yīng)成型工藝要求，才能設(shè)計出合理的模具結(jié)構(gòu)。這樣即既夠保證塑件順利成型，防止塑件產(chǎn)生缺陷，又能達(dá)到提高生產(chǎn)率和降低成本的目的[2]。
本零件為洗衣機桶底，零件要求無縮癟毛刺變形等缺陷，內(nèi)表面為鏡面。零件的注塑模澆口不能設(shè)在桶底的內(nèi)壁。
塑件的工藝性應(yīng)重點考慮如下幾個問題：
(1) 脫模斜度
為了便于從模具型腔中取出或從塑件中抽出，型芯進行設(shè)計時，必須考慮塑件內(nèi)外壁應(yīng)具有足夠的脫模斜度。設(shè)計中取脫模斜度為1°。
(2) 孔
在設(shè)計模具時，應(yīng)考慮零件上的孔是否能夠一次性注塑成型。如果不能一次成型，應(yīng)考慮在完成注塑加工后，再采用其他加工方法將孔加工到要求尺寸。本零件可以一次直接成型。
(3) 零件壁厚
合理的確定零件的壁厚是很重要的，零件的壁厚應(yīng)盡量均勻，避免太薄，否則會因收縮不均勻而使塑件變形產(chǎn)生氣泡。本零件的壁厚為25mm，符合熱塑性塑料制品的zui小壁厚。
(4) 其它在零件設(shè)計過程中應(yīng)注意的工藝要求如：加強筋、支撐面、圓角等在模具設(shè)計過程中可以按照圖紙進行設(shè)計。
2.2 注射模具設(shè)計
(1) 確定成型腔數(shù)
考慮到零件尺寸比較大，在注射方向的投影面積也比較大，本零件采用一模一腔的成型方法。
(2)注射機的選擇
在模具設(shè)計過程中，為了獲得良好的塑件應(yīng)選擇合理的注射機。選擇本模具注射機型號為SZY2000型。
(3)選擇分型面
分型面的位置直接影響模具的使用、制造及塑件質(zhì)量，必須慎重選擇。
(4)收縮率和成型尺寸計算
影響收縮率的因素主要有塑料的品種，塑件形狀及壁厚。對于收縮范圍較小的塑料品種，確定收縮值時一般取其平均值，可以不考慮塑件形狀及壁厚；對于收縮率較大的塑料品種，確定收縮率時應(yīng)根據(jù)塑件形狀，尤其是壁厚來選擇收縮值，塑件的各個部位的收縮值也各不同。
(5)澆注系統(tǒng)
澆注系統(tǒng)的作用是將熔融狀態(tài)的塑料填充到型腔內(nèi)，并在填充的過程中將注射壓力傳遞到塑件各部位，而得到要求的塑件。澆注系統(tǒng)一般由澆口、澆道、進料口、冷料穴四部分組成。
本模具設(shè)計有以下兩個特點：
(1) 本模具采用了點澆口。
(2) 澆口自動脫落，節(jié)約生產(chǎn)時間,提高生產(chǎn)效率。
3 結(jié)束語
CAD/CAM集成功能很強的軟件Pro E在模具上的應(yīng)用，縮短了模具的設(shè)計和制造周期，增加了模具的價值和市場競爭力。在桶底注塑模設(shè)計中成功地應(yīng)用旋轉(zhuǎn)、混成、陣列、切割、倒圓等技術(shù)完成了三維建模和模具設(shè)計，為模具設(shè)計提供了一種新方法，特別為同類產(chǎn)品的模具設(shè)計提供了簡捷的途徑。
Pro E可謂是一個的3D產(chǎn)品開發(fā)軟件，集成了零件設(shè)計、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、數(shù)控加工、鈑金件設(shè)計、鑄造件設(shè)計、造型設(shè)計、逆向工程、自動測量、機構(gòu)仿真、應(yīng)力分析，產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理等功能于一體。其*的參數(shù)式設(shè)計給傳統(tǒng)的模具設(shè)計帶來了許多新觀念，強調(diào)實體模型架構(gòu)優(yōu)于傳統(tǒng)的面模型架構(gòu)和線模型架構(gòu)。Pro E還具有良好的數(shù)據(jù)接口，它可以將圖紙輸出為多種格式，可以方便地和Auto CAD，Solids Work等進行數(shù)據(jù)交換[1]。
洗衣機桶底是洗衣機的主要部件，是由復(fù)雜曲面組成，桶底的設(shè)計好壞將直接影響洗衣機的質(zhì)量。以Pro E為軟件平臺建立桶底的三維數(shù)據(jù)模型，以此為基礎(chǔ)進行注塑模設(shè)計，然后在數(shù)控機床上完成桶底模具的加工。
1 三維建模
桶底材料為PP塑料，注塑加工成型。桶底形狀基本為旋轉(zhuǎn)體，由凸臺、加強筋、圓孔等特征組成，采用旋轉(zhuǎn)、混成、陣列、切割、倒圓等實體特征和Merge等曲面特征，完成了桶底的三維建模。具體步驟如下：
(1)建立基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)坐標(biāo)系；
(2)建立旋轉(zhuǎn)曲面特征；
(3)建立拉伸曲面特征；
(4)建立曲面Merge特征；
(5)利用曲面生成薄壁實體特征；
(6)建立Copy曲面特征；
(7)建立凸臺特征，包括混成擠壓特征、圓孔特征、方孔特征、group特征、用Copy特征創(chuàng)建其余五個凸臺，然后將凸臺伸出桶底的部分切除；
(8)建立桶底的圓孔特征，包括圓柱體的拉伸特征、柱體上的圓孔特征、group特征、Copy特征創(chuàng)建其余七個圓孔；
(9)建立桶底外側(cè)的旋轉(zhuǎn)特征；
(10)建立底部的肋板薄壁拉伸特征；
(11)倒圓角；
(12)建立側(cè)壁的加強肋特征。
2 桶底注塑模設(shè)計
2.1 塑件的工藝要求
為了保證在生產(chǎn)過程中制造出理想的塑料制品，應(yīng)了解零件的用途、使用狀況、外觀要求等。除了合理的選用塑料材料外，還必須考慮塑件的成形工藝性。塑件的工藝分析與模具設(shè)計有直接的關(guān)系，只有塑件的設(shè)計能適應(yīng)成型工藝要求，才能設(shè)計出合理的模具結(jié)構(gòu)。這樣即既夠保證塑件順利成型，防止塑件產(chǎn)生缺陷，又能達(dá)到提高生產(chǎn)率和降低成本的目的[2]。
本零件為洗衣機桶底，零件要求無縮癟毛刺變形等缺陷，內(nèi)表面為鏡面。零件的注塑模澆口不能設(shè)在桶底的內(nèi)壁。
塑件的工藝性應(yīng)重點考慮如下幾個問題：
(1) 脫模斜度
為了便于從模具型腔中取出或從塑件中抽出，型芯進行設(shè)計時，必須考慮塑件內(nèi)外壁應(yīng)具有足夠的脫模斜度。設(shè)計中取脫模斜度為1°。
(2) 孔
在設(shè)計模具時，應(yīng)考慮零件上的孔是否能夠一次性注塑成型。如果不能一次成型，應(yīng)考慮在完成注塑加工后，再采用其他加工方法將孔加工到要求尺寸。本零件可以一次直接成型。
(3) 零件壁厚
合理的確定零件的壁厚是很重要的，零件的壁厚應(yīng)盡量均勻，避免太薄，否則會因收縮不均勻而使塑件變形產(chǎn)生氣泡。本零件的壁厚為25mm，符合熱塑性塑料制品的zui小壁厚。
(4) 其它在零件設(shè)計過程中應(yīng)注意的工藝要求如：加強筋、支撐面、圓角等在模具設(shè)計過程中可以按照圖紙進行設(shè)計。
2.2 注射模具設(shè)計
(1) 確定成型腔數(shù)
考慮到零件尺寸比較大，在注射方向的投影面積也比較大，本零件采用一模一腔的成型方法。
(2)注射機的選擇
在模具設(shè)計過程中，為了獲得良好的塑件應(yīng)選擇合理的注射機。選擇本模具注射機型號為SZY2000型。
(3)選擇分型面
分型面的位置直接影響模具的使用、制造及塑件質(zhì)量，必須慎重選擇。
(4)收縮率和成型尺寸計算
影響收縮率的因素主要有塑料的品種，塑件形狀及壁厚。對于收縮范圍較小的塑料品種，確定收縮值時一般取其平均值，可以不考慮塑件形狀及壁厚；對于收縮率較大的塑料品種，確定收縮率時應(yīng)根據(jù)塑件形狀，尤其是壁厚來選擇收縮值，塑件的各個部位的收縮值也各不同。
(5)澆注系統(tǒng)
澆注系統(tǒng)的作用是將熔融狀態(tài)的塑料填充到型腔內(nèi)，并在填充的過程中將注射壓力傳遞到塑件各部位，而得到要求的塑件。澆注系統(tǒng)一般由澆口、澆道、進料口、冷料穴四部分組成。
本模具設(shè)計有以下兩個特點：
(1) 本模具采用了點澆口。
(2) 澆口自動脫落，節(jié)約生產(chǎn)時間,提高生產(chǎn)效率。
CAD/CAM集成功能很強的軟件Pro E在模具上的應(yīng)用，縮短了模具的設(shè)計和制造周期，增加了模具的價值和市場競爭力。在桶底注塑模設(shè)計中成功地應(yīng)用旋轉(zhuǎn)、混成、陣列、切割、倒圓等技術(shù)完成了三維建模和模具設(shè)計，為模具設(shè)計提供了一種新方法，特別為同類產(chǎn)品的模具設(shè)計提供了簡捷的途徑。
關(guān)鍵詞：數(shù)控機床
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SAMPE中國第二十屆國際先進復(fù)合材料展覽會
展會城市：北京市展會時間：2025-06-18