Creo/Mold一體化設計在塑料件模具分型中的應用

韓先征，夏繼梅

應用 Application

Creo/Mold一體化設計在塑料件模具分型中的應用

韓先征1，夏繼梅2

（1. 青島職業技術學院，山東省青島市 266000；2. 山東勞動職業技術學院，山東省濟南市 250000）

注塑模具分型主要就是通過曲面把工件實體分開成多個實體的過程。對于復雜設計模型的模具分型面多且復雜，設計生成分型面過程會使用多種工具和方法。以Creo/Mold軟件設計塑件模具為例，系統介紹了模型分析、鑲件設計、分型面生成及模具零件生成與操作的全過程，通過案例操作展示出Creo/Mold模具設計與建模環境的互操作性和一致性，闡述了關鍵的過程和步驟并給出設計者在總體上應遵循的原則。

模具分型；拔模；分型面成型方法；體積塊；Creo/Mold

1 引言

塑料模具分型是模具設計與制造過程中的關鍵步驟。若塑件模型的形狀能在模具里固化成型后直接從型芯頂出，或者具有較單一分型面的模具分型較為簡單。如果塑件模型包含復雜的破孔、含有內外側倒扣或者分型面需多個復雜曲面的情況，模具的分型就必須遵循一定的策略和過程才能順利進行。Creo/mold是美國 PTC（參數技術公司）公司Creo軟件的模具設計專業模塊，與其基礎模塊具有透明、方便的互操作性在本文案例中得到驗證。塑件模具中將設計側滑塊、斜頂和鑲塊結構，包含了模具分型的多數典型形狀。這個設計過程如下。

1）設計模型的拔模斜度檢查。

2）創建模具裝配，引用設計模型，創建工件毛坯。

3）創建倒扣區域滑塊或者鑲件的體積塊。

4）創建分型面/分型線。

5）分型并抽取成模具零件。

6）創建流道/充模（模型）。

本文將以電器盒蓋零件為例，系統介紹其模具建模及分模過程。

2 設計模型分析檢查

模型零件具有對稱的形狀，外形和內部結構的剖切圖如圖1所示。

首先分析模型的拔模斜度。在“模具”工具表里選擇“拔模斜度”工具，如圖2所示。

圖1 設計模型

圖2 “模具”工具表

圖3為拔模分析設置的參數。圖4為分析結果云圖，藍色的為型腔區域，紅色的為型芯區域，灰色的為豎直區域。對設計模型第二個檢查的是模型壁厚。參看圖2，選擇“厚度”工具，分析對話框如圖5所示，設定檢測的最小壁厚1.5 mm，最大壁厚3.5 mm，超出此范圍的顯示成“藍色”或“紅色”，分析的結果如圖6所示。

圖3 拔模分析對話框

圖4 拔模分析云圖

圖5 壁厚分析

圖6 壁厚分析結果

3 分模過程

首先應創建模具模型，在模具模型里要裝配引用的模型和工件。為了分模順利進行，需在軟件的環境配置文件中，將模具模型的準確度選項：enable_absolute_ accuracy設置為“YES”。在Creo模具分型中，采用的基本順序是先創建滑塊、嵌件，補破漏孔、再創建分型面。先分出鑲拼的體積塊，再分出型腔的“體積塊”。圖7為“模具”工具表包含的主要工具。

圖7 分型面和模具體積塊工具

從模具體積塊工具表（如圖8所示）可以直觀地看出，創建模具體積塊的方法和建模基礎模塊中的實體造型方法一樣，這個特點使得掌握Creo建模的人可以方便地掌握模具分型。本例中使用常用的“拉伸”工具創建的3個體積塊和1個斜頂體積塊，如圖9所示。

圖8 模具體積塊工具表

鑲塊零件的體積塊創建完成以后，下一步的操作就要進行“補孔”，如圖10所示。“分型面”工具表里選擇“關閉”工具。從該工具表里也可以看出，分模使用的“分型面”的創建工具和實體建模的高度類似性。

圖9 模具體積塊

圖10 “分型面”工具表

在“關閉”工具的“操控板”里，不要勾選“封閉所有內環”，而是選取孔所在曲面，再選擇孔的邊，如圖11所示。對于零件上處于多個面上的孔可以采用“分型面”工具表里的“填充環”工具或其他創建曲面工具，如零件中的一個方孔則采用“邊界混合”面補孔。

創建主分型面，在“分型面”工具表里選擇“輪廓曲線”工具，如圖12所示。在對話框里“環選擇”選項里應選擇需要的輪廓線，不需要的選擇“排除”，如圖13所示。

圖11 補孔

圖12 “輪廓曲線”對話框

圖13 選擇并生成“輪廓曲線”

完成“輪廓曲線”后就可以創建“裙邊曲面”。選擇“分型面”工具表里選擇“裙邊曲面”工具，如圖14所示。

圖14 裙邊曲面

最后一步就是模具分型，首先把“工件”體積塊減除“嵌件”體積塊，選擇“分割體積塊”工具，在主窗口右側的“菜單管理器”里選擇“一個體積塊”和“所有工件”選項，如圖15所示。在分割體積塊對話框里選擇定義作為工具的“分割曲面”，圖16所示。非勾選4個“孤島”體積塊為保留。

圖15 分割體積塊

圖16 “體積塊”分割

選擇已完成的“裙邊曲面”和“補孔”曲面為工具，分割上一步生成的體積塊成2個體積塊，即型腔和型芯，如圖17所示。分割完成后，型芯和型腔體積塊的著色圖，如圖18所示。

圖17 “體積塊”分割

4 注模和模具零件抽取

抽取模型零件，即把當前的“體積塊”賦予模具零件生成實體，該模具共抽取5個模型，分別為型腔、型芯、側滑塊1、側滑塊2和斜頂。抽取模具零件后，設置模具特征的“顯示”與“遮蔽”，“視圖”→“模具顯示”，如圖19所示，把所有的體積塊和分型面遮蔽。模具零件著色“透明”顯示的模具裝配如圖20所示。

圖19 模具特征顯示/遮蔽

圖20 模具零件透明顯示

在CREO/Mold里需要創建的模具特征是流道、水線和頂桿孔，如圖21所示。對于澆口的創建可以在“模型”工具里選擇“拉伸”或“旋轉”工具創建模具裝配的特征，該特征應在模具零件生成之后。

“充模”操作就是成型模具型腔和澆口的塑件，選擇“模具”→“創建鑄模”。整個模具裝配的爆炸圖，如圖22所示。

圖21 模具特征

圖22 模具裝配爆炸圖

5 結語

[1] 韓先征，蘇慧，趙水等．Creo基礎與應用實踐[M]．西安：西安電子科技大學出版社，2017．

[2] 舒詩友．復雜分型面的分型技巧[J]．智能制造，2015（4）：62-63．

[3] 李奇，朱江峰，張國文．模具構造與制造[M]．北京：清華大學出版社，2011．