腳盆注塑模具設(shè)計(jì)【含三維SW模型】【含CAD圖紙】

喜歡就充值下載吧，資源目錄下展示的全都有，下載后全都有，dwg格式的為CAD圖紙，有疑問(wèn)咨詢(xún)QQ：414951605 或1304139763 基于Windows的三維塑料注塑模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)摘要三維實(shí)體建模革命已經(jīng)是設(shè)計(jì)的主流。高端的三維實(shí)體造型系統(tǒng)已經(jīng)在工程師工作站，大型航空航天，消費(fèi)電子產(chǎn)品，汽車(chē)企業(yè)里使用很多年，還有許多小公司，現(xiàn)在做著從工作站到PC 機(jī)的轉(zhuǎn)換。這樣做的原因之一是為了達(dá)到轉(zhuǎn)變靈活，并且基于Windows/NT平臺(tái)，軟件開(kāi)發(fā)人員必須開(kāi)發(fā)一種人們能負(fù)擔(dān)得起，而且易于使用的應(yīng)用程序。高端用戶(hù)發(fā)現(xiàn)，中程固體模型如SolidWorks，正符合他們的需求。SolidWorks被選定為用于處理Windows的設(shè)計(jì)環(huán)境平臺(tái)，它有強(qiáng)大的裝配能力，易與使用，學(xué)習(xí)快速，以及實(shí)惠的價(jià)格。Windows的本地三維塑料注射模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)已被用于一種通過(guò)NT接口的Visual C + +代碼的商業(yè)軟件，SolidWorks 99和API 。該系統(tǒng)為設(shè)計(jì)師提供了一個(gè)互動(dòng)式電腦輔助設(shè)計(jì)環(huán)境，這既可以加快模具設(shè)計(jì)過(guò)程，又可以促進(jìn)其標(biāo)準(zhǔn)化。 關(guān)鍵詞：注塑模具; Windows; CAD; 零件1. 導(dǎo)言塑料零件被廣泛的使用在一系列大范圍生產(chǎn)中，從消費(fèi)產(chǎn)品到機(jī)械，汽車(chē)和航空飛機(jī)，注塑過(guò)程已被確認(rèn)作為一個(gè)重要的制造工藝。模具設(shè)計(jì)過(guò)程一般是一種新產(chǎn)品發(fā)展的關(guān)鍵。傳統(tǒng)上來(lái)看，模具設(shè)計(jì)一直是非常“莫名其妙”的藝術(shù)，在成為一個(gè)可以相對(duì)精通它的人之前需要積累多年的經(jīng)驗(yàn)。由于最初學(xué)習(xí)這種藝術(shù)十分困難，所以越來(lái)越少的人能從在這領(lǐng)域有經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的專(zhuān)家那里受益了。要改變目前的狀況，其中一種方法就是使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ CAD ）系統(tǒng)。CAD作為日常術(shù)語(yǔ)已具有了非常廣的能力范圍，并已應(yīng)用到一系列領(lǐng)域，從作為學(xué)校教學(xué)的教具，到三維機(jī)械設(shè)計(jì)。目前，大多CAD系統(tǒng)只提供幾何造型功能，為草圖繪制模具設(shè)計(jì)減小困難，但并沒(méi)有為模具設(shè)計(jì)者提供必要的知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)鑄模。因此，許多“附加”的軟件，例如： IMOLD ，已被開(kāi)發(fā)為高水平的3D建模平臺(tái)用來(lái)減輕模具設(shè)計(jì)過(guò)程的困難。這樣的安排在許多方面都是有利的。這種三維建模平臺(tái)提供了插入軟件與庫(kù)的功能，還有作為一個(gè)既定的用戶(hù)界面和風(fēng)格的設(shè)計(jì)。其結(jié)果是，開(kāi)發(fā)時(shí)間因?yàn)檫@些“附加”而大大減少。IMOLD （智能模具設(shè)計(jì)） 1 是一個(gè)基于知識(shí)下的，運(yùn)行在綜合繪圖SolidWorks平臺(tái)下的應(yīng)用軟件，并實(shí)現(xiàn)了以使用用戶(hù)為條件的功能。它可用于Unix和Windows 操作系統(tǒng)。多年來(lái)，模具設(shè)計(jì)工程師必須處理兩個(gè)不同的系統(tǒng)，UNIX和PC。前者是廣泛應(yīng)用在工程中，而后者主要用于中小型企業(yè)。 工程師們還需要將它運(yùn)行于企業(yè)中，例如辦公室中的文字處理，電子表格和項(xiàng)目管理工具，但這些并不是UNIX的工作范圍。幸運(yùn)的是，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的顯著發(fā)展，在過(guò)去十年中已提供了一種方法來(lái)改變這種狀況。最顯著的變化是在計(jì)算機(jī)硬件區(qū)域，即實(shí)際的電子部分與數(shù)據(jù)處理，信息存儲(chǔ)和顯示技術(shù)，速度和記憶兩方面。這些都使我們能更有效地利用固體建模功能在PC機(jī)的CAD / CAM 系統(tǒng)。隨著提供更多的先進(jìn)低成本的軟件于Windows ，越來(lái)越多的工程師開(kāi)始使用PC去完成他們的工作。因此，開(kāi)發(fā)新的基于Windows平臺(tái)上的模具設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件已經(jīng)有很高的需求。高端用戶(hù)發(fā)現(xiàn)，中程固體模型，如SolidWorks，正符合他們的需求。從開(kāi)始作為一個(gè)本地的Windows應(yīng)用程序，如今SolidWorks已成為Windows下的一個(gè)3D機(jī)械設(shè)計(jì)軟件。其獨(dú)特的綜合生產(chǎn)水平，易用性和經(jīng)濟(jì)性是無(wú)與倫比的。SolidWorks 99，第七次公司主要發(fā)布的機(jī)械設(shè)計(jì)軟件用于Windows NT ，Windows 98和超越提供的平臺(tái)，它是將更多的功能集成于一個(gè)集成模塊的固體建模軟件。常用的，如點(diǎn)擊，拖放，剪切和粘貼，數(shù)據(jù)共享與其他導(dǎo)致其生產(chǎn)收益的Windows軟件。其易用性和廉價(jià)性可以在沒(méi)有廣泛進(jìn)行培訓(xùn)的公司使用并能夠安裝系統(tǒng)透射電鏡在每一個(gè)工程師的桌面上。它其中一個(gè)應(yīng)用是在模具設(shè)計(jì)中的塑料工業(yè)。這一最新的應(yīng)用程序技術(shù)為模具設(shè)計(jì)過(guò)程增添了一個(gè)全新的層面。2. 注塑模具設(shè)計(jì)注塑模具使用溫度依賴(lài)性變化的材料特性，通過(guò)使用鑄模以獲得最終形狀的零散部分完成或接近完成的產(chǎn)品。在這種類(lèi)型的制造過(guò)程中，液體材料被用來(lái)填充和塑造內(nèi)腔造型 2 。首先，建立一個(gè)模型需要模具設(shè)計(jì)模型和載方塊。設(shè)計(jì)模型代表成品，而載方塊代表模具組件的總量。注塑模具設(shè)計(jì)涉及有關(guān)結(jié)構(gòu)和功的組成部分模具的廣泛經(jīng)驗(yàn)知識(shí)（啟發(fā)式知識(shí)）。一個(gè)新的模具開(kāi)發(fā)典型過(guò)程可分為四個(gè)主要階段：產(chǎn)品設(shè)計(jì)，模具的能力評(píng)估，細(xì)節(jié)零件設(shè)計(jì)，凸、凹模設(shè)計(jì)以及模具細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。最開(kāi)始，一個(gè)產(chǎn)品的觀念是一些人齊心協(xié)力想出的（通常是結(jié)合營(yíng)銷(xiāo)和工程）。開(kāi)始的主要重點(diǎn)是分析市場(chǎng)機(jī)會(huì)和擬定合適的戰(zhàn)略。在第一階段，首先了解與進(jìn)程相關(guān)的制造業(yè)的信息，然后設(shè)計(jì)制作詳細(xì)的幾何參數(shù)。設(shè)計(jì)的概念是轉(zhuǎn)化為采用適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)信息制造。第二階段在脫模方向和分型線(xiàn)的位置添加檢查模具的能力。否則，零件的形狀將被再次修改。第三階段，部分幾何參數(shù)是用來(lái)建立模具的型芯和型腔，以用于構(gòu)成零件。一般收縮和膨脹需要被考慮以便模具在高溫處理時(shí)形成正確的尺寸和形狀。澆道，氣孔也需要添加。將幾何數(shù)據(jù)和分型信息結(jié)合是至關(guān)重要的一點(diǎn)。第四階段涉及整體機(jī)械結(jié)構(gòu)的模具，包括注塑機(jī)的連接模具，一種用于填充，冷卻，排出和模具裝配的機(jī)構(gòu)。3. 方法論對(duì)于上述所有，SolidWorks 99已經(jīng)被作為該平臺(tái)的新模具設(shè)計(jì)投入應(yīng)用。圖1所示為Windows三維注塑模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)與IMOLD的比較。用戶(hù)的應(yīng)用程序也可建立和運(yùn)行作為一個(gè)獨(dú)立的exe.文件或用戶(hù)的DLL 或擴(kuò)展DLL的SolidWorks。Solid Works的加載項(xiàng)管理器可以讓用戶(hù)在任何時(shí)候控制第三方軟件裝載在他們的SolidWorks上。一個(gè)軟件包不止加載一次，還可以設(shè)置停留在SolidWorks上。3.1. SolidWorksSolidWorks最近成為了基于Windows操作系統(tǒng)的三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件，它提供了一個(gè)最有力和直觀的一流機(jī)械設(shè)計(jì)解決方案。對(duì)于SolidWorks，零件的形成是通過(guò)建立一個(gè)“基本特征” 并增加其他功能，如主體，切割，打孔，框架等。該基本特征可能是一種擠壓，旋轉(zhuǎn)，彎曲配置，或高拋。要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)基礎(chǔ)特征，需要繪制一個(gè)二維幾何圖形并且移動(dòng)圖形到空間中來(lái)創(chuàng)造一個(gè)容塊。幾何圖形可以被繪制在結(jié)構(gòu)平面或其表面部分。基于特征的固體建模程序被用于二維設(shè)計(jì)的方法雖然已經(jīng)過(guò)時(shí)，但由于基于Unix的固體建模軟件很昂貴，所以我們采用基于微軟Windows下的Solidworks ，它的成本價(jià)格低于之前的固體建模程序 3 。3.2 Parasolid作為三維內(nèi)核SolidWorks使用Parasolid作為一個(gè)三維內(nèi)核。 Parasolid內(nèi)核建模工具包，是公認(rèn)的世界領(lǐng)先的，生產(chǎn)驗(yàn)證的核心固體建模。設(shè)計(jì)上作為一種精確的邊界代表性建模工具，Parasolid提供強(qiáng)大的固體建模，廣泛的單元模型和集成面/層建模能力和被設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)單的一體化的CAD / CAM / CAE系統(tǒng)，加快了投放市場(chǎng)的時(shí)間。其大量的功能被作為庫(kù)的示例和面向?qū)ο蟮某绦蚪涌?。它?shí)質(zhì)上是一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)，可以用來(lái) 4 ：（一）建立和操縱固體物體; （二）計(jì)算質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并進(jìn)行干擾檢測(cè);（三）用若干不同的表示方法輸出的物體; （四）存儲(chǔ)對(duì)象某種數(shù)據(jù)庫(kù)或存檔以及稍后的檢索;（五）支持自形成表面。3.3 API 5 SolidWorks的應(yīng)用編程接口（API）是一個(gè)對(duì)于SolidWorks的OLE編程接口。它包含數(shù)百個(gè)功能，可以被稱(chēng)為Visual Basic,VBA（ Excel， Access等）,C ， C + + ，或SolidWorks的文件宏觀調(diào)控。這些功能提供編程直接訪(fǎng)問(wèn)SolidWorks功能，如創(chuàng)建一條線(xiàn)，擠壓，或核實(shí)參數(shù)表面。API的界面采用了面向?qū)ο蟮姆椒?。全部該API函數(shù)的方法或?qū)傩裕m用于一對(duì)象。圖2是一個(gè)詳細(xì)的鑒于SolidWorks的應(yīng)用程序接口。SolidWorks的功能，通過(guò)公開(kāi)的OLE自動(dòng)化調(diào)度和使用派遣，也可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的COM對(duì)象來(lái)進(jìn)行。 調(diào)度接口 6 將打包不明確點(diǎn)并重新賦值為變量，這樣的語(yǔ)言如Basic便可以處理他們。COM執(zhí)行讓您應(yīng)用更多的可直接接觸的基本對(duì)象和其他的部分，提高其性能。4. 執(zhí)行實(shí)際上，SolidWorks API接口使用對(duì)象導(dǎo)向和API函數(shù)允許一個(gè)選擇的一種面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言，例如：Visual C + +，作為的編程語(yǔ)言的方法。使用這種方法，應(yīng)基于Windows的三維注塑模具設(shè)計(jì)，應(yīng)用在Windows NT上通過(guò)接口的Visual C + +代碼的商業(yè)軟件， SolidWorks 99 。在此應(yīng)用程序的模具設(shè)計(jì)過(guò)程分為幾個(gè)階段，提供模具設(shè)計(jì)一致的方法去創(chuàng)建模具設(shè)計(jì)。這個(gè)概述框架的顯示如圖 3 。每一個(gè)階段可以被視為一個(gè)獨(dú)立的模塊的工程。這幾個(gè)模塊已被研制成功并使用在SolidWorks上。其中兩個(gè)，模具基礎(chǔ)模塊和顯示模塊如下。4.1 模具基礎(chǔ)模塊模具基礎(chǔ)模塊可以自動(dòng)創(chuàng)建參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)模具基地，以及其所有組成部分和配件，如HASCO ，DME， HOPPT ，LKM和FUTABA。該模塊可通過(guò)設(shè)計(jì)師輕松定制模具基地常用屬性。主要特點(diǎn)包括提供標(biāo)準(zhǔn)模具的基礎(chǔ)部件，例如支持支柱和澆道襯套， 2板和3板模具基地，和定制非標(biāo)準(zhǔn)模具基地。模具基礎(chǔ)模塊由四個(gè)主要部分組成，即組件庫(kù)（包括標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)），設(shè)計(jì)平臺(tái)，部分從動(dòng)功能，結(jié)構(gòu)和連接管理。在這里，部分從動(dòng)的功能提供了SolidWorks以支持該應(yīng)用程序。模具基礎(chǔ)模塊詳細(xì)顯示如圖 4 。（ 1 ）構(gòu)件庫(kù)在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的世界，為了加強(qiáng)模具設(shè)計(jì)能力，降低設(shè)計(jì)成本和周期時(shí)間，減少人力， 自動(dòng)化成為實(shí)現(xiàn)它的主要因素。換句話(huà)說(shuō)，它必須有計(jì)算機(jī)軟件，這個(gè)可以輕松地創(chuàng)建，修改和分析模具的設(shè)計(jì)組件，并更新變化設(shè)計(jì)模型。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須提供一個(gè)三維構(gòu)件庫(kù)用來(lái)儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)零部件數(shù)據(jù)，其尺寸都存儲(chǔ)在Microsoft Excel中。指定適當(dāng)?shù)某叽?，這些構(gòu)件便可以生成并插入裝配結(jié)構(gòu)。這個(gè)庫(kù)是完全可定制的并且設(shè)計(jì)師能夠增加自己需要的部分進(jìn)入庫(kù)。（ 2 ）尺寸驅(qū)動(dòng)SolidWorks提供強(qiáng)大的尺寸驅(qū)動(dòng)功能客觀支持參數(shù)化設(shè)計(jì)。這是邏輯之間的關(guān)系在尺寸設(shè)置儲(chǔ)存在Microsoft Excel的幾何參數(shù)。當(dāng)一整套尺寸被集成為相應(yīng)參數(shù)的幾何形狀時(shí)，準(zhǔn)確模型將可獲得。（ 3 ）設(shè)計(jì)平臺(tái)平臺(tái)的設(shè)計(jì)使得設(shè)計(jì)師可以建立多種部分配置參數(shù)指定的Microsoft Excel電子表格。設(shè)計(jì)平臺(tái)中保存文件的一部分，是用來(lái)存放尺寸，提供的功能和約束成形性能的，其中包括一些部分宣傳材料，注釋?zhuān)涂蛻?hù)使用必要條件。當(dāng)適當(dāng)?shù)某叽绫惶砑?，在設(shè)計(jì)平臺(tái)中將包含所有用以創(chuàng)建一個(gè)精確的模型裝配的必要信息。（ 4 ）結(jié)構(gòu)與管理這是一些結(jié)構(gòu)關(guān)系模具的基礎(chǔ)組件。當(dāng)通過(guò)設(shè)計(jì)平臺(tái)提供某些參數(shù)設(shè)置后，這個(gè)分模塊將幫助模具設(shè)計(jì)師插入這些組件到裝配的結(jié)構(gòu)中，從而自動(dòng)生成一個(gè)特定的模具基地裝置。4.2 分模一些分模算法 7-10 已在前面講過(guò)。這一過(guò)程中，分模模塊用來(lái)處理建立型芯和型腔。它是電腦輔助注塑模具設(shè)計(jì)系統(tǒng) 11 最重要的模塊。建立模具模型需要有一個(gè)設(shè)計(jì)模型，載方塊，可用的分型面。設(shè)計(jì)模型代表了成品，而載方塊代表模具組件總數(shù)。為了分開(kāi)方塊可形成型芯和型腔，設(shè)計(jì)模型首先要從方塊中減去。然后將方塊通過(guò)分型面分成兩半，通常被稱(chēng)為型芯和型腔。當(dāng)熔融塑料注入型腔的時(shí)候，最終產(chǎn)品即由兩個(gè)對(duì)立的模具半凝固后，模具半擺脫部分沿分模方向D-D分開(kāi)。那么實(shí)際的零件便可以獲得。圖 5顯示分模設(shè)計(jì)進(jìn)程。（ 1 ）確定脫模方向在沿相反方向的型芯和型腔脫開(kāi)便是便是脫模方向（圖6（a）條），產(chǎn)生分模線(xiàn)。脫模方向應(yīng)首先確定。分模的方向影響分模線(xiàn)的方向，從而影響復(fù)雜的模具的確定。在大多數(shù)情況下，分模的方向在確定的同時(shí)應(yīng)考慮幾何方向和生產(chǎn)問(wèn)題。（ 2 ）“通過(guò)”黑洞的認(rèn)識(shí)和補(bǔ)丁當(dāng)產(chǎn)生一些通過(guò)生產(chǎn)而成的漏洞時(shí)，設(shè)計(jì)者必須指出漏洞的分模位置和產(chǎn)生了分型面的漏洞。這個(gè)被稱(chēng)為“補(bǔ)丁”。表面需要并通過(guò)不定進(jìn)行修復(fù)。由于上模具和下模具通過(guò)型腔連接，模具是不能分開(kāi)型芯和型腔的。而且不能自動(dòng)創(chuàng)建無(wú)補(bǔ)丁的洞（見(jiàn)圖6條（b）。（ 3 ）確定分型線(xiàn)和擠壓方向在成型時(shí)，一組部分的曲面成型由型芯與其他組的型腔組成。因此分型線(xiàn)之間的交叉關(guān)系使兩組表面形成型芯和型腔。所以分模線(xiàn)應(yīng)選在最大邊回路的表面。從分模的邊界線(xiàn)分開(kāi)型芯或型腔的阻礙。擠壓方向路徑的分型線(xiàn)將在模糊時(shí)被跟隨。這是垂直的脫模方向，而不是平行的分開(kāi)表面正常的側(cè)面的鑄模（見(jiàn)圖6（c）段）（ 4 ）生成分型面分型面是型芯和型腔相交的表面。分型面可以作為分裂的表面用以將模具分為兩半。兩種方法可用于產(chǎn)生分型面。掃描方法：在分型面生成由擠壓的分型線(xiàn)向外推至外邊界的型芯和型腔（見(jiàn)圖6 （d）項(xiàng)） 。輻射的方法：在SolidWorks的分型面上也可以用輻射所產(chǎn)生的分型線(xiàn)與指定的輻射距離相結(jié)合達(dá)到延長(zhǎng)以外的外表面的載箱（見(jiàn)輻射表面圖6（e）。（ 5 ）建立載模塊載模塊可以將目標(biāo)維起來(lái)，另外增加合適的空間圍繞其周邊進(jìn)行計(jì)算。載模塊的尺寸，模具的強(qiáng)度，和成型參數(shù)是決定物體尺寸的基礎(chǔ)，可以有效地確定模具裝配尺寸（圖6（f）段）。（ 6 ）生成型芯和型腔為了創(chuàng)建型芯和型腔，載模塊必須分成兩個(gè)不同的模具半。首先，設(shè)計(jì)模型應(yīng)從模塊中減去。從而，一個(gè)空的空間內(nèi)才能獲得載模塊。然后分型面和修補(bǔ)表面被用作分裂面，將載模塊分成兩個(gè)半模具的型芯塊和型腔塊。最后，模擬模具開(kāi)模過(guò)程和檢查干擾模具組件，模具半脫離部分表面不受任何外界干擾，沿方向d-d分模（圖6（g段）。5 結(jié)束語(yǔ)本文介紹了塑料注射模具設(shè)計(jì)技術(shù)和方法以及CAD注射模具的基本概念。通過(guò)Windows NT平臺(tái)，該方法已實(shí)施在SolidWorks99和API 。這使作為平臺(tái)的Windows的本地設(shè)計(jì)環(huán)境具有強(qiáng)大的裝配能力，易用性強(qiáng)，快速學(xué)習(xí)，而且價(jià)格便宜。CAD原型塑料注塑模具的設(shè)計(jì)使用Visual C + +已經(jīng)通過(guò)Windows NT平臺(tái)被發(fā)展和實(shí)施于SolidWorks99和API。這原型已開(kāi)發(fā)和測(cè)試了幾個(gè)模塊，如數(shù)據(jù)籌備，填充設(shè)計(jì)，模具基地分模設(shè)計(jì)，模具設(shè)計(jì)等，已經(jīng)獲得了良好的效果。該程序?yàn)樵O(shè)計(jì)師提供了一個(gè)交互式CAD程序和Windows的本地設(shè)計(jì)環(huán)境，這既可以加快模具設(shè)計(jì)流程又可以增加標(biāo)準(zhǔn)化的便利性，同時(shí)又加速了模具制造。這一項(xiàng)目是一個(gè)面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言（Visual C + +），以確保其進(jìn)一步發(fā)展和推廣。 這種方法主要針對(duì)注塑模具設(shè)計(jì)過(guò)程，但它也可以用于壓鑄模具設(shè)計(jì)。參考資料1 IMOLD Version 3.0, Manusoft Plastic Pte Ltd., 1998.2 Y.S. 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