探究基于Pro/E中空吹塑模具的設計

侯紅娟 張曉梅 孫亞萍 張明東

摘 要 現如今，塑料的應用范圍愈加廣泛，基于Pro/E中空吹塑模具可以制造出不同容量、形狀的中空容器以及塑料玩具、工業中空制品等，在工業生產中應用十分廣泛。本文首先提出吹塑模具形成方法以及流程，進而以飲料瓶為例探究Pro/E中空吹塑模具設計方法。

關鍵詞 Pro/E;中空塑模具;設計方法

引言

塑料是人們日常生活中最常見的材料，并且在很多領域塑料都可以取代金屬材料。中空制品加工中聚合物吹塑成型是非常重要的加工流程，可以將擠出或注射成型的半熔狀管坯放到各類模具當中，使用空氣壓縮技術通過管坯讓材料膨脹并緊貼模具表面，之后采用冷卻脫模技術將材料與模具分離，得到最終的塑形產品。Pro/E軟件是美國參數技術公司設計出的一款一體化三維軟件，該軟件可以進行參數化調節，也是最早應用參數化設計的應用者，在當今三維造型軟件領域中具有非常高的地位。如今，Pro/E在各大工業生產領域中都得到了推廣，也是主流的CAD/CAM/CAE軟件。Pro/E中空吹塑模具設計可以有效避免傳統設計方案的煩瑣性、精度不高等缺陷，具有非常大的應用價值。

1吹塑成形方法與Pro/E中鼓吹塑模具設計流程

中空吹塑成型方案非常多，如擠出吹塑、多層吹塑、注射拉伸吹塑等。以注射拉伸吹塑為例，其成型流程為：①將熔塑加入到模具當中快速冷卻，成型半透明或透明的胚;②將注射型胚螺紋部分隨著模具螺紋成型塊一起隨著轉盤進入到加熱環節將型坯加熱;③加熱后的型胚轉移到拉伸吹塑工藝環節，拉伸到標準長度的2倍，并吹塑成形;④完畢之后將拉伸吹塑制品轉移到最后一道工序，將羅文成形塊半合部位打開，將制品取出，完整制作。

Pro/E中空吹塑模具設計流程為：零件設計→調整設計模型→創設模具型腔（零件撥模厚度不達標要重復上一個環節）→添加至冷卻系統→創建導柱和導套→打開模具、模擬干涉檢查[1]。

2基于Pro/E中空吹塑模具設計

下文最為常見的塑料飲料瓶為例。

2.1 三維實體造型

借助Pro/E中的實體建模技術，創設實體各項特征以及參數，包括陣列、旋轉、掃描、倒圓角等。絕大部分飲料瓶底部都具有一定規則性特點，所以可以直接輸入關系式得到。

2.2 設計模型調整

吹塑模具的應用機理是通過壓縮空氣將材料均勻黏附到兩瓣型腔內壁中，所以內腔向內偏移距離就是零件薄壁，所以可以不設計內腔成型零件，模型設計要將空心飲料瓶設置為實心形式，這樣后續模具設計更加方便。中空吹塑轉角位置、凹槽部位要采用一定的圓弧過渡，可以提高成型率和避免該部位過薄。螺紋位置采用梯形、半圓弧型的截面。很多設計人員采用粗牙或降細牙螺紋，但是經實踐證明該方法成型率不高。

2.3 創建模具模型

以最終調整的模型為依據進行模型創建，在實際操作中，需要點擊Pro/E軟件，菜單欄中選擇“模具模型”，并創建工件指令，可以采用手動創建也可以采用自動創建。自動創建模型可以有效提升創建效率，根據參照模型最大輪廓尺寸、位置創建工件，也可以通過“自動工件”功能，將形狀上調整為“標準矩形”，輸入個方向尺寸（單位為“mm”），隨后設置各個方向收縮率?；跓崦浝淇s原理，塑料在熔化塑性并冷卻之后勢必會發生形態尺寸變化，因此必須要考慮到收縮率的問題。模具創建過程中，想要設置收縮率需要選擇“模具”中的“收縮”功能鍵，點擊后會彈出設置窗口，可以按尺寸或按比例進行設置。

2.4 創建模具型腔

飲料瓶口采用錐形?？?，并配置分型面，是指把工件、模具零件分割成若干個模具體積塊分割面，在操作過程中需要滿足以下幾點要求：①分型面需要和被分割工件或模具呈現為完全相交，再進行分割;②分型面不得和自身相交，否則不會將分型面無法生成。模型對稱中心作為分型面，在剪口切刃邊緣設置為圓角，?？诿總€側面設置撥模角，直到可以滿足設計標準為止。

2.5 添加冷卻系統

草繪水線回路，采用開放端點，結合設計要求設置相應的條件。冷卻系統設計原則為：①由于需要設置很多冷卻水孔，盡可能放大孔徑，這樣塑料可以保證冷卻的均勻性。②盡可能保證稅控和型腔表面各個位置都要保持相同距離，排列需要和型腔相吻合。③制件壁厚位置，最好加強澆口的冷卻等級。

在實際操作中，其主要流程如下：打開Pro/E軟件，在“模具”菜單當中點擊“特征”、點擊“型腔組件”、點擊“水線”，之后系統中就會彈出“水線”動畫框，其中有三個選項，分別為“直徑”、“回路”、“末端”選項，將水線直徑輸入之后，最后就可以創建水線回路。

2.6 創設導柱導套

根據所需創建的實體特征環境，進行導柱、導套設計。在模具上確定導柱、導套位置與尺寸。之后將這些分塊內容進行拼組，最終進行開模操作[2]。

3結束語

綜上所述，在Pro/E軟件當中設置吹塑模型，并在軟件中的模型進一步設計，可以采用現有實體模型進行模具設計，與傳統設計方法不同，無須先制作模型，并且可以提升模具制作精度。在模具設計中采用Pro/E軟件，彌補了傳統設計方案的缺陷，通過創設幾何模型并創建分型面，設計模具結構當中，編制成型零件NC程序，這些都可以在相同平臺或數據庫中進行，實施中非常便捷，還可以提升模具制造精度。

參考文獻

[1] 姜文博，孫海波.基于Pro/E的注塑模具優化設計[J].南方農機，2016，47（1）：593-594.

[2] 李道喜.Pro/E在擠出吹塑模具設計中的應用[J].模具制造，2015，15（1）：599-600.