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基于Pro/E的塑料水龙头弧形抽芯模具设计(一)

2017-09-14 11:53  by:有限元  来源:广州有道有限元

   随着塑料工业的发展,塑料逐渐代替了金属。近年来,作为替代金属水龙头的塑料水龙头得到了广泛应用。随着计算机技术的发展,CAD技术日臻完善,而三维软件Pro/E作为综合性软件,具有模具设计功能,使得传统模具设计方法转向了现代模具设计方法,应用该方法能够大幅度提高产品质量,缩短研发与生产周期,降低生产成本。本文以塑料水龙头的模具设计为例,介绍了Pro/E模具设计的过程及水龙头模具弧形抽芯结构的设计。


1、塑料件结构分析

    塑料水龙头零件结构如图1所示,所用材料一般为硬聚乙烯。从图1可以看出,在水龙头出水口处有一段60°弯管与两截直管连接,弯管直径比直管小,且两直管有外螺纹,在它们连接处的中间有一个用来开关水的阀,内部结构较复杂。通过对其结构分析可知,成型这种管状件的模具,其型芯不能用简单的直线或弧线动作进行抽芯。具有直线与弧线双重动作的抽芯机构,其直型芯只能沿轴线方向脱出,弯型芯应沿弧形方向脱出。

图1 塑料水龙头零件结构

2、 用Pro/E软件设计模具简介

    在Pro/E的模具设计模块下,注塑模具的设计和制造过程包含以下步骤:(1)创建塑件模型;(2)创建毛坯,用来确定所有模具元件的体积;(3)根据模具装配特征设计浇注系统,确定分型面及模块;(4)根据不同的收缩率和脱模斜度,依据塑件模型构建型腔、型芯特征或尺寸;(5)设计模具推出和抽芯机构,检查运动机构是否存在干涉问题;(6)依需要装配模座,完成冷却系统设计;(7)完成所有零件的零件图。在以上7个步骤中,第1步、第3步和第5步尤为重要:第1步是模具设计的开始,模具设计的合理性及准确性依赖于产品的准确性;第3步决定塑件成型后能否完全从模具中脱出、充模的合理性和各模腔充填时的均衡性;第5步决定塑件脱模时受力的均衡性。

3、塑料水龙头注塑模具设计

3.1、创建塑件模型

    采用Pro/E造型功能可以设计出水龙头的三维图形如图2所示,但是在进行模具设计之前需要对三维图形进行前处理,包括产品的剖面修补、修改公差和脱模检查等   。剖面修补后通过信息特征的几何检查,看看有没有几何重叠,没有几何重叠后就可以进行分模了,而脱模检查可以分析零件哪些结构妨碍分模需要去掉,图3为分模前处理结果。从图3可以看出,分型面不需要去圆角,也不需设计脱模斜度,因为主分型面两侧为半圆,即无需脱模斜度,由于圆管的特殊结构,内部为型芯也无需脱模斜度,只需在分模处对3个型芯进行脱模斜度设计即可。

图2 水龙头的三维图

图3 脱模检查

3.2 创建毛坯及确定分型面和浇注系统

    分型面的设计不仅与脱模直接相关,还与成型塑件的尺寸精度、表面质量等因素有关,是模具设计的关键。Pro/E有两种方式设计分型面:一种是复制零件曲面,主要针对零件特征较少的零件;另一种是分型面生成技术中的裙边技术,主要针对形状复杂的零件。塑料水龙头的模具分型面符合第一种方式,弧形弯管不能用拉伸去做侧抽芯,用复制曲面的方法得到侧抽芯的分型面。

    利用Pro/E的分模技术分模后,建立浇注系统,根据零件的结构特点,采用一模四腔形式建立如图4所示的浇注系统。

图4 浇注系统的建立






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