基于Pro/E毒消柜控制面板的注塑模具设计
梁江波 葛正浩 厉成龙 丁英杰
（陕西科技大学 陕西•咸阳 712081）
摘 要:借绍利用Pro/E软件对消毒柜控制面板注塑模具进行辅助设计的过程,重点阐述应用Pro/E模具模块分模的流程。指明采用模具CAD/CAM软件Pro/E来实现模具三维设计,可以大大缩短设计和制造周期,提高产品设计准确性,降低设计成本。
关键词: Pro/E模具；分模；消毒柜控制面板；EMX4.1模架设计专家系统
3D design of disinfectant tank’s faceplate injection mould based on Pro/Engineer
Liangjiangbo Gezhenghao Dingyingjie Lichenglong
（Shanxi University of Science & Technology, Xianyang, Shanxi, 712081,China）
Abstract Introduce the process of designing the injection mould for disinfectant tank’s faceplate
based on Pro/Engineer. Expanded the process of parting module on emphases. directed that 3D softwares have got extensive application. the softwares of Pro/E,can shorten the period of mould design and manufacture, it also lowered the product cost.
Key words ：Pro/E；mould；parting module；disinfectant tank’s faceplate；manufacture
1 引 言
Pro/E是美国PTC公司开发的基于PC平台的CAD/CAM/CAE一体化软件,也是目前我国模具行业中应用最为广泛的设计软件之一。Pro/E有许多应用模块,在注塑模具设计中应用Pro/E制造模具模块和模架设计专家系统(EMX)可以非常方便快捷的设计出模具的全部内容。不仅效率高,而且直观性好,准确性高。本文以消毒柜控制面板注塑模设计为例介绍了由制件到注塑模具的设计成型过程。
2 制品实体造型
消毒柜控制面板采用Pro/E零件模块的成形实体功能,通过创建拉伸、抽壳、复制、阵列、倒圆角、剪切、加强筋等特征命令建立实体如图1-1。
图1-1 消毒柜控制面板的零件模型
3 制品的结构特征分析
制品的材料为ABS，这种通用塑胶易于成型和机械加工，具有优良的物理机械性能和低温抗冲击性，良好的电性能、耐磨性、尺寸稳定性、耐化学性，染色性，优良的流动性和良好的综合性能，成型工艺性好。
该制件为ZLD-38型消毒柜的控制面板,如图1-1所示。其上有6个固定孔，用螺钉将其固定在壳体上；有三个按键孔、一个VFD显示孔和一个侧向的门开关孔。控制电路板和电磁门开关在装配时要安装在其腔体内。可见面要求平整、光滑、色泽均匀一致，无气泡、裂纹、收缩、融合纹等注塑缺陷，分型面无飞边、毛刺；壁厚偏差一致，脱模斜度应不大于0.5。在将其安装在壳体上后，其上表面要贴pop贴。为了提高其强度在其内部设有加强筋。
4 零件成型工艺性分析
在模具结构中，采用侧浇口，两点进浇，采取一模两腔的布局，由于采用两点进浇，故减少了熔料在模腔内流动的距离，便于注射成型。顶出方式采用推板脱模，制件的固定柱采用顶管脱模方式。门锁孔采用斜导柱分型抽芯机构完成侧抽，内腔的控制板卡采用斜顶杆完成内侧抽。冷却方式采取水冷形式，冷却水孔布置采用直通式布置,各通道在模具外用软管连接，具体的结构见模具设计部分。
5 模具设计
利用Pro/E软件制造模块(CAM)中的模具型腔子模块进行分模设计,设计步骤如下:
(1)打开Pro/E,新建→制造→模具型腔→取文件名(kzmb.mfg) →进入分模界面。(2)将工件作为参考零件装配到界面上,由于是第一次装配,所以可以用缺省装配。(3)通过控制层的图标把参考模型的基准面遮蔽,从而使图面简化。(4)建立工件体积块。可以通过手动草绘,也可通过自动设定参数直接生成。如图1-2所示。
图1-2 工件体积块 图1-3 模具体积块 图1-4 分型面1
(5)设置收缩率。通过用比例方式,对所有尺寸用公式S=1+α进行设置。
(6)创建模具体积块。通过创建球形拉料杆体积块、销体积块、内侧抽体积块，最终生成模具体积块。如图1-3所示。(7)设计分型面。在分模过程中,分型面的设计是最为关键。本例的分型面的建构步骤如下：①新建分型面→复制→制件所有外表面→填补外表面上的所有孔；②与零件底面重合处拉伸一平整曲面；③将复制曲面与拉伸曲面合并,并选对保留侧。分型面设计完成如图1-4、图1-5、图1-6、图1-7所示。
图1-5 分型面2 图1-6 分型面3 图1-7 分型面4
(8)拆模。步骤为:模具体积块→分割→2个体积块→所有工件→选取分型面,将工件分割开来,并分别定义名称rest、rest1、 rest2、rest3。将生成的体积块抽取生成模具成型零件,步骤为:模具元件→抽取。
(9)开模仿真。步骤为:模具进料孔→定义间距→定义移动。如图1-8所示。
图1-8 制件开模仿真图
6 用塑料顾问做模具的流动模拟分析
打开制件文件kzmb_molding.prt，单击应用程序菜单下的塑性顾问，单击 按钮，启动塑料顾问应用程序。对填充质量和压力降做出可视化分析，如下图所示。
图1－9 填充质量示意图 图1-10 预期质量示意图 图1-11 压力降示意图
在菜单条中依次点击Results→summary，打开“Results summary”对话框，制件的加工参数和流动的相关参数见图1-12。
图1-12 加工参数与流动的相关参数
7 制品注射模具的3D总装配设计
调用模架专家系统EMX4.1,选好模架类型和各模板尺寸, 把型腔和型心装进模架，设计完成浇注冷却系统、顶出系统及抽芯滑块装置，并装配好螺钉、导柱、导套等标准件如图1-13所示。
图1-13 完成后的模具总装配模型 图1-14 模具开模状态图
8 开模仿真
.依次点击EMX4.0→模具基体→装配元件→在弹出的“装配元件”对话框中按下 ，将所有的元件装配到模具总装配模型中去，完成后的模具开模状态图如图1-14所示。
9 结束语
本文以消毒柜控制面板为例介绍了利用Pro/E建立实体模型,并进行模具设计的整个过程。通过设计发现基于Pro/E的模具设计有如下优点:①能直接根据产品的三维数据生成模具的型心和型腔,提高设计的准确性。②利用标准模架库,减少了模具标准件的绘制,提高了效率。③实现了全三维的设计,直观,可靠。④统一的数据库使零件修改、模具修改非常方便。⑤根据加工要求可通过数控模块生成刀轨文件,通过后
置处理生成数控程序。
参考文献:
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[5] 申开智.塑料成型模具，中国轻工业出版社，2002.
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