塑料產(chǎn)品從設計到成型生產(chǎn)是一個十分復雜的過程,它包括塑料制品設計、模具結構設計、模具加工制造和模塑生產(chǎn)等幾個主要方面,它需要產(chǎn)品設計師、模具設計師、模具加工工藝師及熟練操作工人協(xié)同努力來完成,它是一個設計、修改、再設計的反復迭代、不斷優(yōu)化的過程。傳統(tǒng)的手工設計、制造已越來越難以滿足市場激烈競爭的需要。計算機技術的運用,正在各方面取代傳統(tǒng)的手工設計方式,并取得了顯著的經(jīng)濟效益。
塑料模具CAD集成技術是一項先進的模具制造技術,它的制造包括塑料產(chǎn)品的造型設計、模具的結構設計及分析、模具的數(shù)控加工、拋光和配試模以及快速成形制造等,各個環(huán)節(jié)所涉及的CAD單元技術又包括產(chǎn)品外形的快速反求、結構分析與優(yōu)化設計、輔助制造、加工過程虛擬仿真、產(chǎn)品及模具的快速成形、輔助工藝過程和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術等。塑膠模具CAD集成技術,就是把塑膠模具在制造過程中所涉及的各項單元技術集成起來,統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫和文件傳輸格式,實現(xiàn)信息集成和數(shù)據(jù)資源共享,從而大大縮短模具設計的制造周期,提高制模質(zhì)量。
二、塑料制品及模具結構設計
進行塑膠模具設計制造的第一步是塑料產(chǎn)品的設計,F(xiàn)代設計方法是設計者在電腦上直接建立產(chǎn)品的三維模型,根據(jù)產(chǎn)品的三維模型進行模具結構設計及優(yōu)化設計,再根據(jù)模具結構設計三維模型進行加工編程及編制工藝計劃。而商品化三維CAD造型軟件如Pro/Engineer、UG、CATIA等為設計師提供了方便的設計平臺,其強大的曲面造型和編輯修改功能以及逼真的顯示效果使設計者可以運用自如地表現(xiàn)自己的設計意圖,真正做到所想即所得,而且制品的質(zhì)量、體積等各種物理參數(shù)一并計算保存,為后續(xù)的模具設計和分析打下良好的基礎。同時,這些軟件都有專門的注塑模具設計模塊,提供方便的模具分型面定義工具,使得復雜的成型零件都能自動生成,而且標準模架庫、典型結構及標準零件庫品種齊全,調(diào)用簡單,添加方便,這些功能大大縮短了模具設計時間。這種方法使產(chǎn)品模型、模具結構、加工編程及工藝設計都以3D數(shù)據(jù)為基礎,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,不僅能快速提高設計效率,還能保證質(zhì)量,降低成本。同時,還提供模具開合模運動仿真功能,這樣就保證了模具結構設計的合理性.
三、模具的設計與分析
CAD對模具的設計與分析,包括根據(jù)產(chǎn)品模型進行模具分型面的設計、確定型腔和型芯、模具結構的詳細設計、塑料充填過程分析等幾個方面。利用先進的特征造型軟件,如,PRO-E和UG等很容易地確定分型面,生成上下模腔和模芯,再進行流道、澆口以及冷卻水管的布置等。
在塑膠模具設計和分析這一階段應用了許多新的電腦輔助技術,如參數(shù)化技術、特征造型技術和數(shù)據(jù)庫技術等。塑料模具中有許多標準件,如,標準模架、頂出機構、澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等都可以采用基于數(shù)據(jù)庫管理的參數(shù)化特征造型設計方法進行設計或建立標準件庫,這樣既可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,又可以滿足用戶對設計的隨時修改,使模具的設計分析快速、準確和高效。參數(shù)化特征造型不僅可以完整地描述產(chǎn)品的幾何圖形信息,也可以獲得產(chǎn)品的精度、材料及裝配等信息,其所建立的產(chǎn)品模型是一種易于處理、能反映設計意圖和加工特征的模型。因此,參數(shù)化特征造型技術是模具制造過程中最重要的技術之一.
目前,塑膠模具的設計和制造一般采用通用機械的CAD或CAM軟件與專用塑料模CAE軟件相結合。
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