塑料注塑模具CAD設計軟件對比

1、pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。 計算機輔助技術 文章編號：1005-3360（2010）02-0078-04 塑料注塑模具CAD設計軟件對比 Comparison of CAD Softwares for Plastic Injection Mould 蔣易立， 文勁松 Jiang Yili, Wen Jinsong 廣東 廣州 510640 - 華南理工大學聚合物新型成型裝備國家工程研究中心， - National Engineering Research Center of Novel Equipment for Polymer Pro

2、cessing, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China 摘要 : 介紹了Solidworks與Pro/E在注塑模設計中的使用流程和主要功能。通過實例比較了二者在模具設計過 程中的優(yōu)缺點， 并且提出了改進軟件的方向。對實際工作中的模具設計人員和二次開發(fā)人員有一定的參考 作用。 The application methods and main functions of Solidworks and Pro/E softwares were introduced. The characteristics of th

3、e two softwares during mould design were compared through the examples. The improvement direction of the softwares was presented, which would be helpful for mould design engineers and secondary development engineers. 注塑模； 分模工具； 二次開發(fā) Solidworks； Pro/E； 中圖分類號 : TP391.7 文獻標識碼 : B Abstract : 關鍵詞 : Key w

4、ords : Injection mould; Solidworks; Pro/E; Mould parting tool; Secondary development 模具是重要的制造裝備， 在消費品、 電器電子、 汽車、 飛機制造等工業(yè)部門中占有重要地位。據(jù) 國際生產(chǎn)技術協(xié)會預測， 21世紀機械制造工業(yè)的零 件， 其粗加工的75%和精加工的50%都將依靠模具 所以塑料 完成1。塑料零件的90%是由模具完成2， 模具對于整個塑料行業(yè)有著至關重要的地位。注 塑成型作為一種重要的成型加工方法， 生產(chǎn)的制品 精度高、 復雜度高、 一致性好、 生產(chǎn)率高， 有很大的 市場需求和良好的發(fā)展前景， 占塑料

5、模具總量的一 注塑模具的設 半以上3。隨著計算機技術的發(fā)展， 計方法已經(jīng)由傳統(tǒng)的手工繪圖設計逐步向計算機 輔助設計 （CAD） 方向發(fā)展， 給模具生產(chǎn)帶來了深 使用的注塑模具CAD 刻的變革4。在實際生產(chǎn)中， 軟件主要有Pro/E 、 、 這些軟件在 UG Solidworks等， 功能和使用方法上有各自的特點， 既有優(yōu)勢也有不 足?；诖?， 本文列舉兩種具有代表性的模具設計 CAD軟件 Pro/E和Solidworks。比較它們的功 能與特點， 為模具設計人員提供參考， 同時提出了 軟件二次開發(fā)方向， 使開發(fā)出的CAD軟件更符合模 具設計人員的需要。 1.1 Pro/E模具設計 實用 Pro

6、/E中的Mold design模塊提供了方便、 的三維模具設計與分析的各種工具， 可輔助設計人 員實現(xiàn)從產(chǎn)品三維建模到模型裝配、 分型面設計、 澆注系 統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)布置等步驟， 從而完成模具成 型 （即凹模和凸模） 部分的設計5。 Pro/E模具設計工具條主要功能如圖1所示。 模具設計基本流程是： 圖1 Pro/E模具設計工具條 Fig.1 Tool bar for Pro/E mould design 1 Pro/E及Solidworks分模工具及分模流程 78 收稿日期：2009-11-13 （1） 對零件進行檢測， 并按照需要進行修改； 塑料注塑模具CAD設計軟件對比 （2） 載入?yún)⒖剂?/p>

7、件， 設計模具布局， 設置收縮率并建 立模具工件； 設計澆注系統(tǒng)； 設計分模面， （3） （4） 包 括設計分模面、 補孔和建立側(cè)型芯面； 分割模具 （5） 體積塊并進行開模仿真。 Pro/E模具設計流程如圖2所示。這里的模具 設計主要是指模具構件設計， 包括澆注系統(tǒng)、 工件 等， 也就是模具型腔內(nèi)的基本結構， 其中最為重要 的是分型面的設計 。分型面的建立方法主要分 自動和手動兩種， 自動創(chuàng)建分型面法通過側(cè)面影像 （自動創(chuàng)建分型線） 和裙邊曲面來實現(xiàn)， 手動創(chuàng)建主 要是應用填充、 拉伸、 旋轉(zhuǎn)、 復制等面操作來完成分 型面的設計 。對于零件中有內(nèi)孔或側(cè)孔的情況， 需要在分型面建立過程中進行修

8、補。側(cè)抽芯的設 計也要先拉伸零件邊界到模腔表面來建立一個封 閉的曲面， 再分割出體積塊來實現(xiàn)。在完成分模操 作后， 可以利用EMX提供的標準件庫和標準模架 庫， 完成模具總體裝配設計。 7 6 Solidworks模具設計工具主要包括曲面工具、 分析診斷工具、 修正工具和分模工具四個模塊。 （1） 曲面工具： 包括平面區(qū)域、 等距曲面、 延展 曲面、 直紋曲面、 填充曲面和縫合曲面等命令， 主要 是對分型面和零件做一些修補或進行分型面的手 工設計。 （2） 分析診斷工具： 包括拔模分析、 底切分析、 分型線分析等命令， 主要是對零件結構進行分析。 （3） 修正工具： 包括分割線、 拔模、 移動

9、面、 比例 縮放等命令， 主要針對前面的分析來對零件進行修 改， 并設置收縮率。 （4） 分模工具： 包括插入模具文件夾、 分型線、 關閉曲面、 分型面、 切削分割、 型芯等命令， 主要用 來完成模具設計操作9。 圖4 Solidworks模具設計流程圖 Fig.4 Flow chart for Solidworks mould design 圖2 Pro/E模具設計流程圖 Fig.2 Flow chart for Pro/E mould design Solidworks模具設計流程如圖4所示。 Solidworks 的分模方法與UG類似， 通過分型線延展的方式來 設計分型面， 然后建立工件

10、并切削分割。自動分模 過程較為簡單， 基本上是按照工具條的設計步驟一 步步來進行操作。主要包括以下步驟： (1載入模型 進行分析診斷， 并設置收縮率； (2按照分析對零件 進行修 改， 使其符合模具設計需要； (3設計分型線； 并對通孔和側(cè)孔進行填補； (4延展分型面， (5切削 分割出上下模腔； (6設計側(cè)型芯。 1.2 Solidworks模具設計模塊 （Solidworks Solidworks有其特有的智能特征技術 ， intelligent feature technology， SWIFT）而且公司一 直致力于改進軟件界面。所以不僅軟件得到了簡 化， 而且效率大大提高 。Solid

11、works模具設計工具 條如圖3所示。 8 1.3 兩個軟件分模功能對比 可以滿足 Pro/E的優(yōu)點是手動分模功能強大， 設計者的各種需求。其中不僅包含了Solidworks沒 圖3 Solidworks模具設計工具條 Fig.3 Tool bar for Solidworks mould design 有的澆注系統(tǒng)設計， 而且還包括一模多腔布局設計 和鑄模模擬開模等功能， 可以便于觀察設計結果。 79 塑料注塑模具CAD設計軟件對比 與Pro/E相比， Solidworks最大的特點就是操作 簡單方便。Solidworks從UG的Mold Wizard中借鑒 了分型線創(chuàng)建分型面這一分模的基本

12、思路， 使得分 型面設計更快速。而且Solidworks在需要復雜特 征選取和定義的操作中都會采用左側(cè)的對話框來 進行交互操作， 選取的線和面都在對話框列表中列 出， 并在零件上用不同顏色顯示。Pro/E的選取基 本都是按設定好的步驟菜單一步步進行， 操作較為 繁瑣且可視化不夠。但是， 對于較為復雜的零件， 往往不能簡單通過分型線自動查找和延展來創(chuàng)建 分型面。所以對于這種情況， Solidworks就沒有其 方便快捷的優(yōu)勢了。 使用此分型面進行體積塊分割， 分割出側(cè)型芯塊。 留下的部分工件再進行分模。這時可以直接使用 裙邊曲面分模， 也可以先將零件外表面復制， 再沿 底面繪制草繪圖形填充曲面，

13、 然后合并這兩個曲面 作為分型面。顯然， 裙邊曲面要快捷些， 建立的裙 邊曲面如圖6 b） （ 所示。通過裙邊曲面可以分割出 型芯型腔組件。進行開模仿真如圖6 c） （ 所示。 2 實例分析 以電話機聽筒外殼 （圖5） 為例對兩種軟件分 模方法進行對比， 主要討論分型面設計和分模步 驟。該電話機外殼材料為ABS， 外形最大尺寸為 左 194 mm×22.5 mm×60 mm。聽筒上部有通孔， 側(cè)有一側(cè)孔， 整體為一薄壁殼體。分模中需要修補 上部通孔， 同時側(cè)面的孔需要添加型芯來完成側(cè)向 分模。 (a型芯面繪制 (b裙邊曲面繪制 (c模具開模 圖6 Pro/E分模示意圖 Fi

14、g.6 Schematic drawing of Pro/E mould parting 2.2 Solidworks分模過程 采用Solidworks進行分型時， 首先導入零件并 設置好收縮率。然后采用典型的簡單分模方法， 即 (a 外部 “分型線分型面關閉曲面分割體積塊側(cè)型 芯塊設計” 。分模 后其示意圖如圖7所示。 (b 內(nèi)部 圖5 電話機聽筒外殼 Fig.5 Phone shell 2.1 Pro/E分模過程 采用Pro/E分模時， 由于零件上側(cè)面和頂面都 有孔， 所以無法用簡單的陰影曲面或者裙邊曲面的 方法來設計分模面， 而需要增加設計型芯面。首先， 先繪制型芯面， 如圖6 a） （

15、 所示。繪制好型芯面后， 圖7 Solidworks分模示意圖 Fig.7 Schematic drawing of Solidworks mould parting 3 結語 Pro/E和Solidworks這兩款軟件在注塑模設計 上都有著廣泛的應用。Pro/E的模具設計菜單靈活 80 塑料注塑模具CAD設計軟件對比 性強， 手動設計功能強大， 設計者可以完全按照自 己的意圖進行設計， 但是操作較為繁瑣， 可視化不 夠好， 對于簡單零件的分模不夠快捷。 與Pro/E相比， 易于操作， 對 Solidworks的模具設計更為簡單明了， 于簡單零件模具設計有優(yōu)勢， 但是對于較為復雜的 零件， 自

16、動分模功能就無法設計出滿意的模具結構 了。而且Solidworks沒有澆注系統(tǒng)設計和與Pro/E 類似的鑄模功能， 所以無法直觀檢查制品的設計情 況。 在對比了兩軟件的分模特點后， 就Pro/E而言， 提出以下幾點二次開發(fā)方向： （1） 簡化設計步驟。將操作清晰化、 流程化。 使設計者可以直觀地進行設計。 （2） 強化分型線設計操作。增強Pro/E的自動 分模功能， 實現(xiàn)自動補面等功能。 （3） 澆注系統(tǒng)設計標準化、 自動化， 并且能與工 藝結合起來， 使得設計更合理。 參考文獻： 1 何濤. 模具CAD/CAMM. 北京: 北京大學出版社, 2006. 2 王慶五,仇亞琴,張昱. Solid

17、works 2006中文版模具設計專家指 導教程M. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2006. 3 尹春輝. 注塑模具計算機輔助工藝設計系統(tǒng)的研究和開發(fā)D. 大連: 大連理工大學 ,2005: 5-6. 4 李名堯. 模具CAD/CAMM. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2004. 5 陶筱梅,杜小清. Pro/ENGINEER在塑料模具設計中的應用J. 塑料科技, 2008, 36(11: 74-77. 6 林清安. Pro/ENGINEER 2000i2模具設計M. 北京: 北京大學 出版社, 2001. 7 銘卓科技. Pro/ENGINEER Wildfire 4.0模具設計實例詳解M. 北京

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