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CimatronE一模多腔快速分模技巧
2019-05-27
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此文转自《模具制造》杂志2019年第4期
 

作者:漳州职业技术学院 机械工程学院   胡滨铠,林明山

摘要:借助数字化工具CimatronE对案例载体进行快速分模,重点阐述了两种环境下一模多腔进行快速分模的新方法。该方法为模具设计和制造者提供了便捷的分模渠道,显著提高设计效率,缩短产品研发周期,降低成本,为企业带来了显著的经济效益,具有一定的推广及应用价值。

关键词:CimatronE;一模多腔;快速分模;新方法

      注塑、铸造等产品塑性成形过程中的分模设计是模具设计中最为关键的一环,对材料的要求越来越高。良好的分模设计直接影响着模架选择、模具零件加工、产品成形以及制造成本[1]。借助CAD/CAM/CAE软件可以显著提高模具设计的水平和效率,缩短新产品模具开发周期,降低制品生产成本[2-4]CimatronE是一款面向模具行业的优秀CAD/CAM/CAE软件,是目前全球供模具行业的首选软件,其快速分模功能越来越表现出独具特色,为模具设计者提供了2个模块,一是快速分模设计模块,二是模具设计工程模块,分模设计可以单独在快速分模模块中进行,也可以在模具设计工程模块中进行[5]。对于NC编程人员来说,不需要进入模具设计工程,而通过分模设计功能分模出型腔和型芯零件,就可对其进行数控加工编程,可以节省大量的制造时间,大大方便设计人员和NC编程人员。以下介绍该软件的一模多腔快速分模技巧。

 

一. 分模设计环境下的分模

分模设计主要任务一是断开模型,二是设计型芯、型腔、抽芯等成形零件,在断开模型前要确定好分模面。分模面的选择是模具设计的关键,直接关系到模具成型零件的结构、尺寸精度、表面质量、飞边大小、脱模难易和制造成本[6]。图1 a)所示塑件,材料为ABS,长**高为43.5mm*23mm*16.5mm,根据零件有一对穿透孔及一个侧开口的结构特点,选择零件侧开口对称断开,以此断开面作为分型面,图1 b)所示。

CimatronE分模设计主要流程是进入分模环境-建立分模文档-加载分模零件-快速断开分模面-创建分模面设计成型零件。

                                                                     a)塑件                                                                           b)分型面选择

                            1分模分析

1. 单腔分模

选择CimatronE分模设计模块,在分模设计向导中,主要设置分模零件的名称、单位及缩水率等。在分模设计向导中的参数设置时要注意,若选择“工作零件”则分模文档只能把成型零件作为零件的方式加载到下一步的模具设计工程中;若选择“分型面装配”则可以把整个分模文档加载到模具设计工程模块中,实现关联性的参数化设计。在这里选择“分型面装配”,并设置缩水率为1.005

点击分模设计向导工具条中的“读取工作零件”命令,选择资料文档中的分模零件“塑件”,并在把分模文件命名为“塑件”,之后进入分模设计环境。把零件加载进来后,由于零件的默认放置位置是以零件几何中心为坐标系原点,这个位置对分型面设计不合适,需要把工件坐标系调整到分型面上。单击设计环境中的“编辑工作坐标系”命令进入坐标系编辑,先通过系统的“分析/测量”工具,测得布局坐标系原点到分型面的距离为-8.291如图2a)。选择“特征向导”里的坐标系矢量调整命令,在弹出的XYZ增量参数设置对话框中,Z值输入-8.291,使零件坐标系移动到分型面位置,如图2b)所示。

  

              a)                                                                                    b)

                               图工艺分析

      点击快速分模,由于该塑件在垂直方向有通孔和水平方向抽芯,需将该塑件预处理成如图3所示,再通过虚拟分许,两个方向,垂直面分配至上面,如图4所示;点击新开模方向,方向沿着Y轴负方向,分出侧抽芯方向,最终分模如图5所示。接着创建内外分型面,该塑件上下各有一个内通孔,通过封闭岛屿命令,将内通孔创建出内分型面。如图6所示

                

             图3分模面预处理                                     4分模方向

      

   分模方向                          分型面

 

2. 多腔分模

2.1阵列式布局多腔

    CimatronE软件打开软件,先将零件阵列成四个,保存如图7所示。接着进入快速分模界面,将阵列成四个的零件倒入分模设计环境。系统默认放置位置为零件几何中心。快速分模完成如图8所示。

              

7分模布局预处理                          快速断开分模面

        同上原理进行一模四腔内外分型面的创建,先创建一个,如图9a所示,通过阵列创建结果如图9b所示。再分别创建出型腔、型芯及侧抽芯等主要零部件。此方法对于只要求设计到主要零件,然后去加工,该方法比较便捷。

                  

a)单腔(个)分型面                                          b)四腔分型面

创建分型面

 

2.2 编辑坐标系布局多腔

建立的布局这、坐标系可以被编辑,通过编辑功能可以对坐标系进行移动和旋转。编辑坐标系布局多腔主要过程是:零件导入-草图编辑-布局坐标系编辑-零件定位编辑,最终编辑结果如图11b所示。

 

二、模具设计工程环境下的分模

      选择CimatronE模具设置向导模块,在模具设计向导中,主要设置装配名、创建模架子装配和布局零件,如图10所示在布局零件一栏可以加载所需型腔数,默认下为单腔。这里选择多腔环形布局,默认四腔环形阵列,如图11a所示,该布局对于简单无抽芯零件比较适用,若带有抽芯零件的塑件,会导致四周都有滑块,给加工制造困难,故需将该布局改进成如图11b所示。在右侧模具设计向导中,找到快速分模,弹出分模对话框,主要设置分模零件的名称、单位及缩水率等。由于此设计界面是一个装配界面,在分模设计之前要先激活所加载的零件,再进行快速分模,向导中的参数设置时要注意,根据材料设置缩水率,该塑件为ABS材料,设置缩水率为1.005

     

                                 10 布局零件

 

模具工程环境下,进行四腔布局完,就可以开始创建内外分型线和内外分型面,附属分型面和调整坐标系,再进行主要零件包括型腔、型芯、抽芯及镶件等的创建,创建出主要零部件如图12所示。这种方法可以直接在模具装配模式下进行整套模具设计,对于做完整模具设计人员来说,此方法较为推荐。

                          

      a)加载布局                                b)调整布局

11 零件布局图

   

12 模具主要零件

三、小结

随着塑料行业各种新材料、新工艺和新方法的应用和发展,塑料制品的结构复杂性越来越高,应用计算机辅助设计技术有利于实现模具智能化设计能够较好的对零件进行分模。分模环境下的分模适合设计到创建出主要零件为止;模具设计工程环境下的分模适合完整模具设计,二种方法可互通,也可将分模环境下的创建出主要零部件导入模具设计工程环境,可继续进行完善模具设计。该方法对于模具设计人员来说,可提高设计的效率,缩短开发产品的周期,降低生产成本,而CimatronE塑件快速分模技术在这方面的表现具有独特的优势,因此,开展这项技术研究具有重要意义及广阔的应用发展前景。

 

参考文献

[1]朱智文,蒋晓斌,马国亭.注射模分模设计[J].模具制造,201112):32.

[2]胡滨铠,林明山.基于CimatronE异体结构塑件的模具设计[J].漳州职业技术学院学报,2018,20(3):83.

[3]任长春,江云鹏.基于CimatronE的薄壁卡盖注射模设计[J].模具制造,2011,10:55.

[4]赵敏颖.浅谈CimatronE的快速分模[J].模具制造,2010,9:3.

[5]林明山.CimatronE的注塑模具设计与数控编程[M].机械工业出版社,2015:111.

[6]李占君,王霞.基于Pro/ECimatronE的注塑模具设计与加工[J].现代塑料加工应用,2011(3)

基金项目:福建省教育厅科技计划项目(JAT160871

作者简介:胡滨铠(1983- ),男,福建漳州人,讲师,硕士,主要从事机械、模具设计与制造方面的教学和科研工作。

 
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