基于三维造型的收音机上盖注塑模具CAD/CAM

    塑料制品在近些年来已广泛使用，在许多地方，它已有替代金属制品的趋势。由于注塑模具生产具有效率高、产品质量好、节约原材料等优点，已成为塑料制品的主要成型方式，因此对注塑模具生产进行研究已成为促进现代塑料制品生产的重要手段。传统的注塑模具设计与加工主要是根据模具设计工程师的经验，一套成熟的注塑模具需要经过反复的试模和调整才能真正投入使用。而现代的三维软件采用了基于特征的先进参数化技术，是一个集成了三维造型设计、加工、以及分析和绘图等功能的综合设计系统，具有三维实体设计、资料库数据单一和以特征为设计单位等特点，它通过参数化的数据驱动，全关联的单一数据，强大的模块化功能，从而使模具设计工程师能随时获得注塑模具的重量、质心、惯性矩、体积、面积等参数，而且当在三维立体图或二维工程图上进行数据修改时，相应的二维工程图或三维立体图及装配、制造等一系列数据也自动修改。由于大多数三维造型软件具有导入制造的功能，可以根据特征随时做一些顺序上的重新定义、插入、删除、调整等修改工作，在CAD/CAE/CAM方面真正实现了有机的合成，因此，从根本上实现了注塑模具制造的快速响应。

1 Pro/E在注塑模具设计和加工方面的基本功能概述

    作为Pro/E三维造型的核心技术功能，行为建模技术与参数化技术是互相渗透的。在Pro/E三维造型软件中，它具有基于Web零件库、参数化特征建模技术、装配部件、运动特性、疲劳载荷、塑性特点等分析及仿真动画、概念设计、模流分析设计等功能。Pro/E中具有独特的参数化设计概念及单一数据库设计功能，其根本特征就是将图形中的任何一个尺寸看作单独的、可变的数据，只要用户重新修改或定义这些数据，它的模型就可以再生改变。模具设计工程师可以利用Pro/E中的三维造型架构功能及参数化设计，运用数学逻辑运算建立尺寸间的相互关系，然后通过对前面定义数据的修订，用户就可以在较短的时间内非常容易地获得模型如面积、重量、体积等相关特性，而且大大减少了在设计过程中一些不必要的失误。

    Pro/E中的集成功能也是一项重要的功能，通过内置的单一图形数据库，可以实现CAE、CAM、CAD等单元间的相互转换和传递，在CAE/CAM过程中可以完全利用CAD所绘制的三维图形，这样也可以大大减少中间建模时间和误差。

    Pro/E中的分析功能又是一项重要的功能，通过该功能，实现对注塑模具的结构、性能、加工精度、模流情况、设计过程中的温度等相关数据进行适当的优化和设计，这样在正式制造之前就可以发现问题，从而缩短了注塑模具整体生产时间，而且也提高了注塑模具的整体制造精度。

2 Pro/E软件下注塑模具基本设计过程

    1)注塑模型的建立。当建立好的注塑模型装配到设计模型中后，它作为一个参考模型被替代了。参考模型相对设计模型来说，它们之间本质上是建立了一个关系的拷贝，只对注塑模型进行修改，相应的参考模型中也会改变；当然也能对参考模型直接进行修改，然后运用注塑模型Regenerate的功能，最后也可以得到想要的结果。

    2)开模最优方向的确定。参考模型中的拔模斜度及圆角，这一部分应根据工艺过程的实际需要进行修改。

    3)参考模型分模线和注塑模型分模面的生成。从注塑参考模型或参考模型中可以进行分模线的确定。利用开模功能，这些注塑特征可用于确定分模面的位置。

    4)模具收缩率的设置。利用软件中的Shrine功能可为整个注塑模型的收缩率进行设置。

    5)对注塑模型上的特征进行操作。如修改浇口、加工孔等特征，以便进行装配，沿分模面确定开模步骤，通过检查干涉并修改模型。

    在Pro/E中，注塑模具的整体设计过程如图1所示。

    图1 注塑模具设计过程图