CAD-CAE-CAM软件在空调器面板模具设计及制造中的应用

来源：现代模具作者：发布时间：2008-04-09

关键字：CAD/CAE/CAM|注射模|特征|模具结构|模具开发

　　摘要：本文以挂机面板注射模具设计及制造为例，结合自己多年的注射模具开发经验，精辟地介绍了Pro/ENGINEER软件中的零件模块、模具模块、装配模块、Plastic Advisor塑料模设计顾问、高级加工模块在注射模具设计及制造过程中的使用方法和程序，希望对模具设计人员有一定的帮助和借鉴作用。中国塑料模具网

　　随着我国空调器制造行业的迅速发展和产品市场竞争力的不断提升，空调器产品的外形也变得越来越复杂，为缩短产品的开发周期，降低产品开发成本，丰富产品的品种，除了要拥有自身的核心技术外，还必须利用国内外先进的CAD/CAE/CAM集成技术软件。Pro/ENGINEER正是这样一种全方位的3D产品开发设计软件,集成零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、钣金件设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构仿真、应力分析、产品数据库管理等功能于一体。通过利用Pro/ENGINEER软件进行产品三维造型、CAE流动分析、模具设计与NC加工编程等一体化设计，从而缩短了产品的开发周期，提高了模具质量，降低了模具在开发与制造过程中的成本，为企业创造了良好的经济效益。中国塑料模具网

　　面板是挂机的主要部件,是由复杂曲面组成,面板的设计好坏将直接影响到空调器的外观和产品质量。采用Pro/ENGINEER Wildfire2.0软件建立面板的三维数据模型,以此为基础进行CAE流动分析、注塑模设计及数控编程,然后将后置处理的程序传送至数控机床上完成面板模具的实际加工。中国塑料模具网

　　1 产品设计 中国塑料模具网

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　　(1) 建立基准面和基准坐标系; 中国塑料模具网

　　(2) 建立面板外形特征(使用Protrusion、Cut 、COPIED_GROUP 、Round 、Curve、Surface、Surface Merge、Surface Extension、Transformed Surface、Offset等命令); 中国塑料模具网

　　(3) 建立薄壁(壁厚为2.5mm)实体特征(Shell); 中国塑料模具网

　　(4) 建立中间进风栅特征(使用Protrusion、Curve、Surface、Surface Merge、Surface Extension、Transformed Surface、Cut、Offset、Round、Sweep、Datum Point、Draft等命令); 中国塑料模具网

　　(5) 建立勾卡特征(使用Protrusion、Cut、COPIED_GROUP、Round、Curve等命令); 中国塑料模具网

　　(6) 建立面板背部的加强筋特征(Protrusion、Round); 中国塑料模具网

　　(7) 加未注脱模斜度1°特征(Draft); 中国塑料模具网

　　(8) 倒未注圆角R0.5(Round); 中国塑料模具网

　　(9) 进行拔模斜度和厚度检测; 中国塑料模具网

　　(10) 对产品进行渲染。最后完成的面板三维实体如图1所示。中国塑料模具网

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图1挂机面板三维模型中国塑料模具网

　　2 应用Plastic Advisor塑料模设计顾问进行流动分析 中国塑料模具网

　　2.1 浇注系统设计 中国塑料模具网

　　浇注系统的作用是将熔融状态的塑料填充到型腔内,并在填充的过程中将注射压力传递到塑件各部位,从而得到所需的塑件。浇注系统一般由浇口、流道、进料口、冷料井四部分组成。本模具设计采用10个侧浇口进料，浇口随五个大斜顶顶出时自动脱落,节约生产时间,提高生产效率。其具体形状如图2所示，在Pro/ENGINEER塑料顾问选件中建立浇注系统，并进行相关流动分析。中国塑料模具网

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图2挂机面板浇注系统中国塑料模具网

　　2.2 主要工艺概要 中国塑料模具网

　　其主要工艺概要为：(1)Material Supplier: LG Chemical(2)Material Grade: ABS AF303 中国塑料模具网

　　(3)Injection Time:1.69 sec(4)Max Injection Pressure:100.00 Mpa(5)Mold Temperature:60.00 deg.C 中国塑料模具网

　　(6)Melt Temperature:230.00deg.C(7)Injection Pressure:74.88Mpa(8)Filling Clamp Force:541.39tonne 中国塑料模具网

　　(9)Clamp Force Area:1534.88 sq.cm(10)Weld Lines:Yes(11)Air Traps:Yes 中国塑料模具网

　　2.3 流动分析 中国塑料模具网

　　流动分析可得到填充时间、注射压力、熔体前沿的温度、气穴及熔接痕位置等，并直观地显示在计算机屏幕上，从而帮助工艺人员找到产生缺陷的原因。图(3)、(4)、(5)、(6)、(7)是流动分析得到的部分结果。由图可见，填充时间为1.69sec，注射压力为74.88 Mpa，填充较为均匀，但存在熔接痕和气穴等工艺缺陷，不过在实践中可通过模温调节系统和排气系统等消除，在这里就不再赘述。中国塑料模具网

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图3 Fill Time 中国塑料模具网

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图4 Injection Pressure 中国塑料模具网

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图5 Flow Front Temp 中国塑料模具网

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图6 Weld Lines 中国塑料模具网

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图7 Air Traps 中国塑料模具网

　　3 模具结构设计 中国塑料模具网

　　3.1 建立分模文件、装配参考零件(Ref Model)、创建工件(Workpiece) 中国塑料模具网

　　Create a new object→在Component Creat对话框中，Type栏选Manufacturing, sub-type栏选Mold Cavity，输入文件名kfr32gt-mb-mold，点OK按钮确定。Mold Model→Assemble→Ref Model→open kfr32gt-mb.prt→在Component Placement对话框中点缺省按钮(Assemble component at default location)→再点OK按钮即可。Mold Model→Create→Workpiece→Manual→输入工件名称→Create features→OK→protrusion，根据面板的实际尺寸创建出一个合理的工件即可。中国塑料模具网

　　3.2 设置收缩率(0.5%) 中国塑料模具网

　　Shrinkage→By Dimension→Set/Reset→All Dims→ Enter shrink ratio 'S' (Formula: 1 + S ) for all dimensions： 0.005→Done Scale。