基于SolidWorks的复杂零件注塑模分型设计

    随着各种家用器具、视听设备、办公器械、玩具以及汽车零件等大量采用塑料产品，并向小型化、精密化、形状复杂化(三维曲面)的方向发展，对塑料模具的技术要求也越来越高，设计、制造周期也越来越短;因此，模具CAD/CAM软件得到了广泛应用。SolidWorks作为目前微机平台上的主流三维设计软件，简单易用，本文将以风扇为例，具体介绍SolidWorks在注塑模具三维设计中的应用，并针对产品结构较为复杂的情况，研究了模具型芯、型腔的设计方法。
    
     1、使用SolidWorks进行零件分型
    
     SolidWorks 2006提供了非常强大的模具设计功能，归纳起来主要通过以下三种方式来创建:
    
     (1)形状相对简单，分型面为规则平面的零件
    
     新建一个能包容塑件分型面模具基体零件，建立一个临时装配体，并把设计零件配合到模具基体中。用恰当的缩放系数，利用型腔特征，按一定比例从基体中间去设计零件的体积，建立出一个型腔;利用分割耳具通过分割模具基体建立两个派生零件，这两个零件将用于上模和下模。
    
     (2)分型面为单一曲面的简单零件
    
     将设计零件进行比例缩放，利用设计零件的分型线建立一个延展曲面.此曲面分割上、下半模。在装配体的关联中建模，通过复制设计零件的曲面来形成模具一侧的形状。
    
     (3)分型面不规则的复杂零件
    
     分型面不规则，零件中细节较多的情况，可采用压凹(Indent)特征工具，准确地建立零件分型面及型腔、型芯。以下将结合风扇零件，重点研究压凹(Indent)在模具分型方面的应用。
    
     2复杂零件分型设计实例
    
     图1所示为常见家用风扇，叶片由两条螺旋线放样而成，中心圆柱内孔周围分布多条筋。其分型面属于不规则曲面，由叶片上表面或下表面--相连构成，因此，分型面确定有一定难度，型芯型腔的分型设计也不能使用常规方法。
    

     2.1建立分型面
    
     (1)使用直纹曲面特征将叶片表面曲面拉伸到一定长度，然后借助基准面等辅助工具剪裁曲面的前后边界线，即叶片前沿、后沿处的分模线。
    
     (2)在每相邻的两叶片之间，利用曲面放样来生成叶片间过渡曲面。
    
     (3)缝合曲面与风扇顶面，生成分型面如图2所示。
    

     2.2生成型腔零件
    
     型腔包含细节较少，按一般方法，如新建实体，使用分型面切除;从分型面开始拉伸新实体;或建立基体零件使用型腔特征，这几种方式都可以完成。型腔零件图如图3。
    

     2.3使用压凹特征构造型芯
    
     (1)压凹特征
    
     压凹特征属于零件建模特征，可以在目标实体上生成与所选工具实体的轮廓相同或等距的袋套或突起特征，可变形或从目标实体中切除材料。如果更改用于生成凹陷的原始工具实体的形状，则压凹特征的形状将会更新。
    
     (2)构造型芯
    
     风扇的型芯部分包括筋、孔的细节，这样单纯利用曲面操作不可能完成，又由于分型面不规则，使用[型腔带征之后无法正确分型。而利用压凹，则可以很好地克服这些困难。
    
     风扇零件的型芯可通过两次压凹来完成。
    
     1)第一次压凹利用分型曲面对已做好的圆柱实体进行压凹.如图4。分型曲面是平滑的曲面，只能压出大体的轮廓。
    
     2)第二次压凹使用设计好的风扇实体对图4实体进行压凹。生成型芯如图5所示。
    

     3结论
    
     像风扇这类带有复杂曲面的制品的注塑模具设计，如果借助于传统的设计方法，需要预先制作模型，然后根据模型进行模具设计和加工。这样要消耗大量的时间，而且模具的精度也不理想。由于风扇工作时高速旋转，如果精度不高，叶片之间尺寸不对称、质量不均匀，都有可能会影响风扇正常工作。SolidWorks软件在注塑模具设计中的应用，成功地弥补了传统设计方法的不足，制品几何造型、分型面的创建、模具的结构设计、成型零件的NC程序编制，都是基于同一数据库进行的，既方便.又易保证制品的精度。