基于Pro_E的塑料水龙头弧形抽芯模具设计

基于Pro_E的塑料水龙头弧形抽芯模具设计 基于的塑料水龙头弧形抽芯模具设计Pro/E Design on Arc Core-pulling Mould for Plastic Tap Based on Pro/E 摘 要 : 以水龙头注塑模具设计为例,介绍了用进行模具设计的过程以及利用软件进行水龙头注塑模Pro/EPro/E具 设计的关键步骤。完成了水龙头注塑模具弧形抽芯结构的创新设计,经过仿真模拟分析证实与实际工 作过 程一致,该模具具有结构简单、紧凑、工作可靠等优点。利用计算机软件设计模具与传统设计方法相比, 提高 了模具设计的准确率,缩短了设计和制造周期,降低了成本。 Abstract : Taking injection mould design for the plastic tap as example, the design process and key steps of the tap injection mould design using Pro/E were introduced. The innovation design of the arc core-pulling structure of tap injection mold was completed, and the simulation analysis con,rmes that it is consistent with the actual working process. The mould has advantages of simple and compact structure and reliable working. Compared with the traditional mould design method, the method of using computer software to design mould can improve the accuracy of mould design, shorten the design and manufacturing cycle and reduce the cost. 中图分类号 : 文献标识码 : 关键词 : 模具设计,,水龙头,弧形抽芯TQ320.52 A Pro/E Key words : Mould design; Pro/E; Tap; Arc core-pulling 随着塑料工业的发展，塑料逐渐代替了金属。 与弧线双重动作的抽芯机构，其直型芯只能沿轴线 近年来，作为替代金属水龙头的塑料水龙头得到了 方向脱出，弯型芯应沿弧形方向脱出。 广泛应用。随着计算机技术的发展，技术日臻 CAD 完善，而三维软件作为综合性软件，具有模具 Pro/E 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，介绍了模具设计的 Pro/E 过程及水龙头模具弧形抽芯结构的设计。 图龙头零件结构塑料水1 Fig.1 Plastic tap parts structure 塑料件结构分析1 用软件设计模具简介2 Pro/E 塑料水龙头零件结构如图所示，所用材料1 一 般为硬聚乙烯。从图可以看出，在水龙头出1在的模具设计模块下，注塑模具的设计 Pro/E水口 处有一段?弯管与两截直管连接，弯管直60[1]和制造过程包含以下步骤:创建塑件模型;(1)(2) 径比直 管小，且两直管有外螺纹，在它们连接处创建毛坯，用来确定所有模具元件的体积;根据 (3) 的中间有 一个用来开关水的阀，内部结构较复杂。模具装配特征设计浇注系统，确定分型面及模块; 通过对其 结构分析可知，成型这种管状件的模具，根据不同的收缩率和脱模斜度，依据塑件模型构 (4) 其型芯不 能用简单的直线或弧线动作进行抽芯。建型腔、型芯特征或尺寸;设计模具推出和抽芯(5) 具有直线 收稿日期,2013-08-21 基于的塑料水龙头弧形抽芯模具设计Pro/E 机构，检查运动机构是否存在干涉问;依需要 (6)分型面的设计不仅与脱模直接相关，还与成型 装配模座，完成冷却系统设计;完成所有零件的 (7)塑件的尺寸精度、表面质量等因素有关，是模具设 [3]零件图。在以上个步骤中，第步、第步和第713计的关键。有两种方式设计分型面:一种Pro/E 步 尤为重要:第步是模具设计的开始，模具设51是 复制零件曲面，主要针对零件特征较少的零件;计的合 理性及准确性依赖于产品的准确性;第3另 一种是分型面生成技术中的裙边技术，主要针步决定塑 件成型后能否完全从模具中脱出、充模对形 状复杂的零件。塑料水龙头的模具分型面各模腔充填时的均衡性;第步决定的合理性和 5符合第 一种方式，弧形弯管不能用拉伸去做侧塑件脱模时受 力的均衡性。 抽芯，用复 制曲面的方法得到侧抽芯的分型面。 利用的分模技术分模后，建立浇注系统， Pro/E塑料水龙头注塑模具设计3 根据零件的结构特点，采用一模四腔形式建立如图 所示的浇注系统。4 创建塑件模型3.1 采用造型功能可以设计出水龙头的三维 Pro/E 图形如图所示，但是在进行模具设计之前需要对 2 三维图形进行前处理，包括产品的剖面修补、修改 [2]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 图浇注系统的建立4 些结构妨碍分模需要去掉，图为分模前处理结果。 3Fig.4 The establishment of the gating system 从图可以看出，分型面不需要去圆角，也不需设计 3弧形抽芯结构的设计3.3 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，只需在分模处对个型芯进行脱模斜度设 3 计即可。 ᕗᕗᕗ㣟 䘎ᕗ ח?ᕗ (a)弧形抽芯结构示意图 图水龙头的三维图2 ??ᕗ䬰䖤 Fig.2 The three dimensional figure of tap 㞄ᕗ䘎 оᕗ ᕗᕗ (b)弧形抽芯三维结构 图弧形抽芯结构设计5 Fig.5 The design of arc core-pulling structure 通过分析水龙头的结构可知，需要有两个侧向 直抽芯和一个侧向弧形抽芯结构。由于斜导柱具 图脱模检查3 Fig.3 Demolding check 有较高的可靠性，故考虑使用斜导柱作为抽芯的传 [4]力零件，要实现弧形抽芯，需借鉴图的结构。 5(a)创建毛坯及确定分型面和浇注系统3.2 要实现弧形和直线的动作，需对其进行改进，将弧 91 基于的塑料水龙头弧形抽芯模具设计Pro/E 形型芯和铰链做在一起，另一端用销轴固定在下模 模一侧、滑块在动模侧的抽芯机构，这种机构工作 型腔上，让铰链绕其旋转，便可进行弧线移动，再用 效率高，可实现较大距离的抽芯。顶出机构采用常 拉杆将铰链和侧滑块连接起来，即可进行直线移 用的顶杆顶出机构，结构简单，方便可靠。将设计 动，实现弧形型芯的脱模，其弧形抽芯三维结构如 好的定模部分和动模部分调入标准模架，进行装配 图所示。即得到如图所示的模具装配图。5(b) 8 弧形抽芯动作的可靠性采用三维模型进行抽 芯动作的仿真模拟，以销轴为定点圆心，以铰链长 为半径进行弧形移动;在斜导柱侧向移动的同时， 拉杆两端也随之转动，从而保证了弧形抽芯是连续 平滑的，不会出现卡死现象。图为弧形抽芯仿真 6 模拟的瞬间，从图可以看出，仿真模拟完全可以完 6 成弧形抽芯动作，且可靠准确，达到了设计目的，简 化了模具结构。 1-动模座板;2-推板底板;3-推杆固定板;4-复位杆;5-动模板;6-斜导柱; 7-塑件;8-滑块;9-螺钉;10-定模扳;11-定模座板;12-定位环; 13-紧固螺钉;14-浇口套;15-销轴;16-拉杆 图龙头模具总装图塑料水8 Fig.8 The assembly drawing of plastic tap mould 注塑成型结束后，注射机开模机构带动模具开 模，同时斜导柱与滑块产生相对运动，实现水68 龙 头直型芯的侧向移动，同时斜导柱带动弧形抽 块进行相对运动，在销轴的作用下使弧形芯滑 15 侧型芯 转动，由于拉杆的作用，使弧形侧型芯进16 行直线运 动，动定模分型后，靠推杆图中未画出使()图拟结果弧形抽芯的仿真模6 Fig.6 The simulation results of the arc core-pulling 塑件脱模。 塑料水龙头总体模具设计3.4 结语4 利用模具设计功能设计了塑料水龙头Pro/E 模 具，着重介绍了分型面的创建、浇注系统的建立、 形抽芯结构的设计等。用可有效提高模弧 Pro/E 具的 设计效率，节省了成本。本模具抽芯机构的 设计对 于其他兼有直线抽芯与圆弧抽芯或仅有 圆弧抽芯 的模具设计具有参考作用。 参考文献: [1] 何满才. Pro/Engineer模具设计与Mastercam数控加工[M]. 图动模部分7 Fig.7 Dynamic model part 北 京: 人民邮电出版社 2005., 弧形抽芯关键技术解决后，利用的模具 Pro/E[2] 李先雄,康亚鹏. Pro/ENGINEER Wildfire模具设计指导[M]. 北 设计模块功能，分模后创建模具的脱模机构以及其 京: 清华大学出版社 2005., 他相关结构，设计出模具的动模部分如图所示。 7[3] 谭加才,刘军安,关跃奇 基于.Pro/E的注塑模CAD/CAE/CAM[J]. 从图可以看出，模具的侧向抽芯采用弧形抽芯结 7机械研究与应用 2004(4):, 69-70. 构，利用斜导柱作为导向零件，建立了斜导柱在定 [4] 屈华昌. 塑料成型工艺与模具设计[M]. 北京: 机械工业出版社, 2005. 92