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Cimatron在牙刷制造中“一条龙”服务方案
2017-04-07
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作者:曾波      
 
       前段时间公司开会研讨准备开发一款单色牙刷,要求简洁流畅,形状打破常规。公司没有提供任何的形状参照,得靠自己想象。由于公司里面没有专门的产品设计工程师,这个任务自然就落在了作者的身上,当天下午就动手画了十几张造型图,让领导们过目。由于完全没有素描功底,画的图可谓不忍直视,下面就将当时留的底稿奉上,就是这一张被领导说勉强可以。

 

       尽管用铅笔画的不好,但我依然充满信心,因为有我们Cimatron强大的曲面造型能力,只要把3D画出来我就不担心了。下面就从造型开始吧!GO!

第一步在草绘里面将FRONT视图画出来,如下图 

 

       注意红色线是我事先设定的分型线,到时造型的时候从分型面往两边拉伸拔模即可得到刷柄的侧面!而且分模的时候也不需要使用以最大轮廓打断,直接就可以拉分型面来切出前后模芯。

然后是TOP视图

 

下一步将红色线沿Y轴扫掠一组面,然后将TOP的线投影到这组面上,就得到了刷柄的最大外形这一圈3D线,投影这种方法其实就是求相贯线的最快捷的方法!很多曲面造型的关键就是要找到在空间上的3D相贯线!然后画出截面,用网格曲面铺面即可。

 

用这一圈3D线将曲面裁剪,得到如下曲面,注意所有圆角均先要去除,拔模后再使用实体圆角倒圆!

 

下一步用导动指令画出顶部曲面,顶部曲面设计成由尾部弧面变化到头部直线的效果,如下图

 

注意红色过渡面需要两头分别接顺弧面及平面。然后组合曲面,以待后面使用。

 

下一步就是要做出刷柄底部弧面,使用多截面单导向线指令(导动曲面)

 

然后用扫掠曲面,使用之前裁剪出的曲面最大边界扫掠,分别扫掠至前面步骤做出的顶部及底部曲面(拉伸参数改为使用参考!)如下,记得参数的拔模里面要加入2度!

 

用修剪指令将上端及下端参考面修剪,即可得到如下上端和下端曲面

 

用缝合指令把上下端曲面缝合为实体,用导动曲面做出尾部曲面,然后用CUT切除,如下

 

最后倒圆,得到如下效果图。

 

造型经过最后调整,加上防滑纹及LOGO,公司开会讨论定出如下产品图!


进入分模阶段,我比较习惯在零件界面直接对产品排位,好处是不用建布局坐标系,当然缺点是想修改布局就不太方便了。我的排位如下图,一模出12穴。

 

点击模具设置向导,进入模具设计模块,如下图

 

注意放缩水!激活零件,用快速分模把产品分成两部分。

在尾部处需要使用到曲线---最大轮廓,把最大点找到,建立一个水平面,然后用曲面打断为两部分,(这里没有按最大轮廓打断,而是用平面来近似!这样做出来的分型面很漂亮!)如下图

 

将分割出来的面分别附加到前后模芯上,如下图

进入XZ草绘平面,用增加几何把分型线找出来,如下图

 

然后用扫掠曲面将分型面扫掠出来

 

用曲面打断和曲面裁剪指令将不需要的面去除掉,再用分模工具里面的分型面属性将分型面分配到前后模上去,如下图

 

激活主装配,使用装配新增加组件,建立一个前模和后模的组件

 

激活前模,进入草绘,画一个480*140的矩形,完成并退出草图,拉伸一个长方体,如下图

 

再使用切除当前指令  用分型面将长方体切除,即可得到前模!同样方法得到后模。最后加上精定位和流道以及浇口(大水口进胶)如下图

  

后模上面的刷针孔,最后采用慢走丝割,在后模上切出孔的效果如下

 

刷针孔的直径为0.8,定制公差为负0.01的托针,装配好后,采用快走丝或者磨床切割片取长度!

因为有现成的模架可以共用,所以工作量就只有前后模芯加工,接下来就是第一时间订料了,前模481*141*50  4CR13光板料  ,后模481*141*45  4CR13光板料。


进入NC编程阶段,这也是Cimatron软件最为强大的模块。

前后模开粗,料位单边留0.6,最大外形圆角加工到位,如下图

 

开好粗后,发外深孔钻运水,钳工攻完所有的牙,顶针穿线孔也要钻出来,刷针孔后端的避空加大孔也要先钻。然后发真空淬火,HRC44-48 变形量要求0.1以内,淬火完成的照片如下

 

淬火回厂后在大水磨上将底部见光,然后上CNC中粗及精加工,程序截图如下

 

精加工分型面做到位,料位单边留0.1,最后采用电火花加工到位。前后模电极如下

 

电火花加工完后如下

 

 接下来就是发外慢走丝割刷针孔,以及顶针孔和水口顶针孔。因为有好几百个刷针孔,所以慢走丝这里光是穿孔都需要一点时间的,而且不能出错!慢走丝OK后再发外抛光,要求镜面!抛好后回厂电火花加上LOGO,大功告成,当然这中间试过模,做过一些小修改。

  

刷针

 

由于这款牙刷是单色的,工艺还是比较简单的。经过刷柄注塑,植毛,高周波包装,最后成品如下

  

       听销售说我们这款牙刷上市后销量还不错。的确,每一款塑料产品的后面,都凝聚了许多的技术。其中CIMATRON在这里面所带来的效率和安全的提升,可谓功不可没!在我们这款牙刷制造的过程中,Cimatron软件参与了从产品设计到模具设计、电极设计、NC编程全套过程!我从IT版用到E版,一晃眼已然十四年有余。时光荏苒,但我们对Cimatron的热爱从未改变。祝愿Cimatron在以后会变得更加的强大和优秀,祝同行们用Cimatron软件不断前行!


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