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浅谈CAXA实体设计在五金模具方面的应用

浅谈CAXA实体设计在五金模具方面的应用

浅谈CAXA实体设计在五金模具方面的应用   据不完全统计,2006年广东省模具业蝉联全国模具行业的头把交椅,产值达200多亿元,模具制造业产值和销售额约占全国的一半。广东已成为我国最主要的模具市场,同时也是我国最大的模具出口与进口省。
    广东模具制造业的优势主要在塑胶、五金模具方面,在模具总产量中,塑胶、五金模具占70%以上,远远高于全国的平均数。广东模具、机械制造业以中小型企业为主,分布范围广,模具制造业比较集中的区域,广州:番禺区、花都区;深圳:龙岗区、宝安区;东莞、中山、顺德、汕头、惠州等。
    模具的分类,若按模具成型的材料来区分,有以下特点:五金模,是指用五金材料来成型的模具设备;塑胶模,是指用塑料来成型的模具设备。它们的模具结构不同,所以它的成型设计也有不同。
    五金模具,有许多的种类。例如大型外壳零件的一次成型冲压模,构造方式较接近于塑料模具。而小型零件的冲压模,构造方式则接近于夹具。当然,复杂的五金模具往往由多套连续模构成。所以五金模具的设计难度,比塑料模具有过之而无不及。
    下面,我们将通过一个例子,看看CAXA实体设计在五金模具方面的应用。由于篇幅限制,本文仅仅以多阶段连续模设计中的其中一阶段做具体讲解,希望读者能够举一反三,窥一斑而知全豹。
    1、读入模型
    CAXA实体设计是双内核软件,支持多种数据接口。在读入模型方面,更为方便准确。
    其中包括:内核级别的数据 *.sat(ACIS内核)、*.x_t(ParaSolid内核);公共级别数据 *.iges\*.igs、*.step\*.stp;专业级别数据 *.prt\*.asm(Pro E)、*.dxf(AutoDesk)、*.3ds(3D Max) 等等。

    图1、读入stp模型及其效果
    2、实体转换为钣金
    由于读入的模型多为实体,不能展开,计算长度,故此需要把实体转换为钣金。CAXA实体设计有专用的钣金功能,可以按照原来模型的大小,重新构造一个可以展开的钣金零件。部分突起如果影响展开,可以暂时压缩。

    图2、重新构造的钣金及其效果
    3、做出其中一阶段不完全展开状态(若是一次成型的五金模则跳过本步骤)
    五金模具多为连续模,其实就是按照最终成型的钣金形状,一步一步往前逆推,做出许多不同的“中间状态”。然后再根据其中一阶段的状态来做模具。
    每一个中间阶段的不完全展开状态对于整套模具都同等重要,使变形的过程完全处于模具的控制之下,前后展开尺寸要完全一致。

    图3、45度不完全展开局部效果图
  4、分模
    五金模具和塑胶模具最大的区别,在于分模面的选择。
    塑胶模具为闭合模具,分模面大多数只有一个,无论从多少个方向分模,当模具锁合的时候,中间都是一个闭合的空间。

    五金模具为半闭合模具,分模面大多数有两个,分别以钣金成型件的上下表面作为分模面。模具锁合时,往往留有一个钣金厚度的缝隙。所以五金分模的具体步骤如下:
    a)拾取钣金零件上表面(或者下表面)生成曲面,作为分模面。

    图4a、生成分模面
    b)用分模面切割实体毛胚。由于裁减曲面不能延伸,所以我们先用一个比分模面更小的、可以贯穿分模面实体,来被分模面切割。

    图4b、切割实体
    c)组合图素后用造型手柄延伸模芯。
    如若切割后的实体大小未能满足需求,可以先用“组合图素”功能,把上模(或者下模)组合成一个造型图素;然后通过CAXA实体设计所特有的造型操作手柄来驱动零件的边界,做出想要的大小。

    图4c、延伸实体模芯
    下图为其中一阶段中间状态(成型零件不完全展开)的五金模具。

    图5、五金连续模其中一阶段中间状态完成模
    至此,五金连续模其中一个展开阶段状态就做好了。如果需要完成完整的五金模具设计,可以从第3步开始,根据工艺要求做几个不同阶段的展开状态,然后重复3、4各个步骤,即可应用CAXA实体设计完成五金连续模具的设计,方便省时,功能实用,确保产品成型精确。
    在此基础上,可以通过开发或者二次开发,把2~4 步做成计算机自动运算或者半自动运算,发展出按角度差角自动展开、分模、出模等功能,将会成为五金模具行业的专用、经用的工程模块。

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