摘要：Pro/E軟件具有強(qiáng)大的三維造型功能，特別適合于復(fù)雜曲面。本文主要使用了Pro/E零件模塊中的旋轉(zhuǎn)、混成、陣列、切割、倒圓等實(shí)體特征和Merge等曲面特征，構(gòu)造出桶底的三維數(shù)據(jù)模型。在此基礎(chǔ)上，完成了桶底的注塑模設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：Pro/E；注塑模；特征；模具結(jié)構(gòu)

0　引言

Pro/E可謂是一個(gè)全方位的3D產(chǎn)品開發(fā)軟件，集成了零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、數(shù)控加工、鈑金件設(shè)計(jì)、鑄造件設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、逆向工程、自動(dòng)測(cè)量、機(jī)構(gòu)仿真、應(yīng)力分析，產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)管理等功能于一體。其首創(chuàng)的參數(shù)式設(shè)計(jì)給傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)帶來(lái)了許多新觀念，強(qiáng)調(diào)實(shí)體模型架構(gòu)優(yōu)于傳統(tǒng)的面模型架構(gòu)和線模型架構(gòu)。Pro/E還具有良好的數(shù)據(jù)接口，它可以將圖紙輸出為多種格式，可以方便地和AutoCAD等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換[1]。

洗衣機(jī)桶底是洗衣機(jī)的主要部件，是由復(fù)雜曲面組成，桶底的設(shè)計(jì)好壞將直接影響洗衣機(jī)的質(zhì)量。以Pro/E為軟件平臺(tái)建立桶底的三維數(shù)據(jù)模型，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行注塑模設(shè)計(jì)，然后在數(shù)控機(jī)床上完成桶底模具的加工。

1　三維建模

桶底材料為PP塑料，注塑加工成型。桶底形狀基本為旋轉(zhuǎn)體，由凸臺(tái)、加強(qiáng)筋、圓孔等特征組成，采用旋轉(zhuǎn)、混成、陣列、切割、倒圓等實(shí)體特征和Merge等曲面特征，完成了桶底的三維建模。具體步驟如下：

(1)建立基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)坐標(biāo)系；
(2)建立旋轉(zhuǎn)曲面特征；
(3)建立拉伸曲面特征；
(4)建立曲面Merge特征；
(5)利用曲面生成薄壁實(shí)體特征；
(6)建立Copy曲面特征；
(7)建立凸臺(tái)特征，包括混成擠壓特征、圓孔特征、方孔特征、group特征、用Copy特征創(chuàng)建其余五個(gè)凸臺(tái)，然后將凸臺(tái)伸出桶底的部分切除；
(8)建立桶底的圓孔特征，包括圓柱體的拉伸特征、柱體上的圓孔特征、group特征、Copy特征創(chuàng)建其余七個(gè)圓孔；
(9)建立桶底外側(cè)的旋轉(zhuǎn)特征；
(10)建立底部的肋板薄壁拉伸特征；
(11)倒圓角；
(12)建立側(cè)壁的加強(qiáng)肋特征。完成的桶底三維實(shí)體如圖1所示。

2　桶底注塑模設(shè)計(jì)

2 1　塑件的工藝要求

為了保證在生產(chǎn)過(guò)程中制造出理想的塑料制品，應(yīng)了解零件的用途、使用狀況、外觀要求等。除了合理的選用塑料材料外，還必須考慮塑件的成形工藝性。塑件的工藝分析與模具設(shè)計(jì)有直接的關(guān)系，只有塑件的設(shè)計(jì)能適應(yīng)成型工藝要求，才能設(shè)計(jì)出合理的模具結(jié)構(gòu)。這樣即既夠保證塑件順利成型，防止塑件產(chǎn)生缺陷，又能達(dá)到提高生產(chǎn)率和降低成本的目的[2]。

本零件為洗衣機(jī)桶底，零件要求無(wú)縮癟毛刺變形等缺陷，內(nèi)表面為鏡面。零件的注塑模澆口不能設(shè)在桶底的內(nèi)壁。

塑件的工藝性應(yīng)重點(diǎn)考慮如下幾個(gè)問(wèn)題：

(1)脫模斜度
為了便于從模具型腔中取出或從塑件中抽出型芯進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮塑件內(nèi)外壁應(yīng)具有足夠的脫模斜度。設(shè)計(jì)中取脫模斜度為1′。

(2)孔
在設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)考慮零件上的孔是否能夠一次性注塑成型，如果不能一次成型應(yīng)考慮在完成注塑加工后再采用其他加工方法將孔加工到要求尺寸。本零件可以一次直接成型。

(3)零件壁厚
合理的確定零件的壁厚是很重要的，零件的壁厚應(yīng)盡量均勻，避免太薄，否則會(huì)因收縮不均勻而使塑件變形產(chǎn)生氣泡。
本零件的壁厚為2.5mm，符合熱塑性塑料制品的最小壁厚。

(4)其它在零件設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的工藝要求如：加強(qiáng)筋、支撐面、圓角等在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中可以按照?qǐng)D紙進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2 2　注射模具設(shè)計(jì)

(1)確定成型腔數(shù)
考慮到零件尺寸比較大，在注射方向的投影面積也比較大，本零件采用一模一腔的成型方法。

(2)注射機(jī)的選擇
在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了獲得良好的塑件應(yīng)選擇合理的注射機(jī)。選擇本模具注射機(jī)型號(hào)為SZY2000型。

(3)選擇分型面
分型面的位置直接影響模具的使用、制造及塑件質(zhì)量，必須慎重選擇。
本模具選擇如圖2所示分型面。

開模時(shí)先從Ⅰ分型面分型，塑件留在動(dòng)模上以便于使用脫模機(jī)構(gòu)脫模，然后再?gòu)蘑蚍中兔娣中?，凸臺(tái)上的通孔由動(dòng)模上的型芯成型，圓柱上的螺釘孔由定模上的型芯成型。

(4)收縮率和成型尺寸計(jì)算
影響收縮率的因素主要有塑料的品種，塑件形狀及壁厚。對(duì)于收縮范圍較小的塑料品種，確定收縮值時(shí)一般取其平均值，可以不考慮塑件形狀及壁厚；對(duì)于收縮率較大的塑料品種，確定收縮率時(shí)應(yīng)根據(jù)塑件形狀，尤其是壁厚來(lái)選擇收縮值，塑件的各個(gè)部位的收縮值也各不同。

(5)澆注系統(tǒng)
澆注系統(tǒng)的作用是將熔融狀態(tài)的塑料填充到型腔內(nèi)，并在填充的過(guò)程中將注射壓力傳遞到塑件各部位，而得到要求的塑件。澆注系統(tǒng)一般由澆口、澆道、進(jìn)料口、冷料穴四部分組成。

本模具設(shè)計(jì)有以下兩個(gè)特點(diǎn)：

(1)本模具采用了點(diǎn)澆口。
(2)澆口自動(dòng)脫落，節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

最終的模具裝配圖如圖3所示。

開模時(shí)在彈簧3的作用下，首先從分型面Ⅰ開模，在澆道拉料桿5的作用下分流道及澆口留在澆道卸件板2上，定模板1繼續(xù)滑動(dòng)。當(dāng)接觸到止動(dòng)螺釘7后停止運(yùn)動(dòng)，這時(shí)分型面Ⅱ開模，在澆道卸件板2的作用下，澆道從澆口套4內(nèi)脫出，靠自重落下，在定距螺釘碰到定模板1后澆道卸件板2停止運(yùn)動(dòng)。這時(shí)分型面Ⅲ開模，當(dāng)動(dòng)模板9運(yùn)動(dòng)到指定位置，這時(shí)機(jī)床的頂出器推動(dòng)推板8，在推板的帶動(dòng)下，由頂桿6推動(dòng)的卸件板及頂桿聯(lián)合將零件頂出。

3　結(jié)束語(yǔ)

CAD/CAm集成功能很強(qiáng)的軟件Pro/E在模具上的應(yīng)用，縮短了模具的設(shè)計(jì)和制造周期，增加了模具的價(jià)值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。在桶底注塑模設(shè)計(jì)中成功地應(yīng)用旋轉(zhuǎn)、混成、陣列、切割、倒圓等技術(shù)完成了三維建模和模具設(shè)計(jì)，為模具設(shè)計(jì)提供了一種新方法，特別為同類產(chǎn)品的模具設(shè)計(jì)提供了簡(jiǎn)捷的途徑。