1概述
隨著塑料制品在各種家用電器、視聽設備、辦公器具、玩具以及汽車零件等的大量采用和大型塑料制件的不斷開發,對塑料注射模具的技術要求越來越高,要求其設計、制造周期也越來越短。傳統的模具設計方法已不能適應丁業產品不斷開發和及時更新換代與提高質量的要求。因此,模具CAD/CAE/CAM軟什得到了廣泛應用。SolidWorks軟件是一套功能強大、易學易用和功能創新的三維CAD/CAE/CAM軟件,它采用人們熟悉的Windows界面,初學者經過一周的學習就可進行模具設計,它以參數化和特征建模技術,為設計人員提供了良好的設計環境。本文著重介紹SolidWorks軟件中的一個插件IMOLD在塑料成型模具中的應用。以汽車中空氣過濾器為例,具體介紹具有復雜曲面外形的塑料制品的整個注塑模設計過程。
2 SolidWorks軟件系統主要功能的介紹
美國SolidWorks公司是一家專門從事二維機械設計軟件開發的高科技公軟件。SolidWorks最大的特點是易學易用,容易掌握。對硬件的要求較低。另外,在世界范圍內有數百家公司基于SolidWorks開發了專業的工程應用系統作為插件集成到SolidWorks的軟件界面中,其中包括模具設計、制造、分析、產品演示、數據轉換等等,使它成為具有實際應用解決方案的軟件系統。
2.1三維零件設計功能
SolidWorks軟件系統提供了無與倫比的、基于特征的實體建模功能.通過拉伸、旋轉、薄壁特征、高級抽殼、特征陣列以及打孔等操作來實現產品的設計。曲面設計功能對三維實體造型系統尤為重要,SolidWorks軟件系統提供了眾多的曲面創建命令,同時還提供了多個高級曲面處理和過渡的功能如混合過渡,剪裁,延伸和縫合等,而且是完全參數化的,從而能夠生成由復雜曲面產生的實體。通過可視化的三維設計,保證了產品設計合理性、高效性。設計人員在較短時問內,將設計思維在計算機中以立體造型的形式轉化出來,從而使設計人員能將注意力始終集中于創造性的設計活動中,提高設計質量和設計效率。SolidWork的三維零件設計是目前最方便的設計工具。
2.2裝配件設計功能
通過對設計模型的裝配,可以發現零件設計尺寸是否正確、整個裝配體的零件之間有沒有產生干涉,于涉量有多少。SolidWorks軟件系統提供了完善的產品級的裝配特征功能,以便創建和記錄特定的裝配體設計過程。實際設計中,根據設計意圖有許多特征是在裝配環境下在裝配操作發生后才能生成的.設計零件時無需考慮的。在產品的裝配圖作好之后,零件之間進行配合加工比如:零件焊接、切除、打孔等功能。在裝配圖打開的情況下,剛以直接設定零件的輕化,以提高系統性能。
2.3工程圖繪制功能
SolidWorks軟件系統提供全相關的產品級二維工程圖,現實世界中的產品可能由成千上力個零件組成,其工程圖的生成至關重要,其速度和效率是各3D軟件均要面臨的問題。SolidWorks采用了生成快速工程圖的手段,使得超大型裝配體的工程圖的生成和標注也變得非常快捷,并且產生各種視圖的功能比較齊全。如:剖視圖、軸測圖、局部放大圖等都能自動生成。各種尺寸標注、形位公差、焊接符號等注釋都可以自動產生。更重要的是,還能同Excel聯結,自動產生各種圖表。如:明細欄、標題欄、明細表等。而且SolidWorks提供GB標注標準,可以生成符合國內企業需要的工程圖,用于指導生產。
2.4 IMOLD插件功能
IMOLD是應用于SolidWork。軟件中的一個W indow,界面的第三方軟件,用來進行注塑模的三維設計工作。它是由眾多的軟件工程師和具有豐富模具設計、制造經驗的工程師合作開發出來的,它的設計過程最大程度的滿足了加工的需要。在開發過程中利用了UG中的MoldWizard模具設計技術并進一步加強了它的功能。IMOLD軟件提供給模具設計者一系列必需的工具,來對任何類型的產品進行模具設計。它完全集成于SolidWorks的界面中,成為一個造型設計的整體,模具設計師通過它可以在一個裝配方案中進行包括設計方案管理、模具設計過程、加工和模具裝配的整個處理過程。它的無縫集成的特點使得用戶在工作時不需要離開Solid Works軟件或使用其它的設計軟件。
IMOLD插件的主要功能有:①數據準備,數據準備模塊的功能是進行原始模型文件的調用、定位、復制等操作,以便為后續的設計提供合乎要求的三維模型;②方案控制,在模型數據準備階段后,所有的設計方案都將從這一步開始進行。可以通過它開啟一個已經存在的設計方案或者創建一個新的設計方案,在它的設置界面中還可以對設計方案所用的單位、塑料材料及相關文件的命名進行定義,還可以針對材料、外形等因素對零件設置不同方向上的不同收縮率;③型芯/型腔創建;④整體布局設計;⑤澆注系統設計;⑥模架設計;⑦頂桿設計;⑧滑塊設計;⑨冷卻系統設計等。
3應用實例
汽車過濾器分為底殼和上殼,所進行的模具設計是底殼模具的設計。汽車過濾器底殼所用的材料為硬質聚丙烯,其外形較為復雜,并且側抽芯較多。所用軟件為SolidWorks2003,底殼零件如圖I所示。現以汽車過濾器底殼為例說明SolidWorks軟件及IMOLD插件的塑料注射模具設計過程,其設計過程如下:
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