隨著材料科學(xué)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，許多木制品、鋼制品、陶瓷制品乃至玻璃制品等工業(yè)和生活用品正在被塑膠產(chǎn)品所代替。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，1995年，美國(guó)人均年消耗塑膠量為129kg，德國(guó)為122kg，日本、意大利均為90kg.由此可見(jiàn)，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)塑膠產(chǎn)品的需求量很高。塑膠件的制造需要各種各樣的模具。由于模具屬單件生產(chǎn)，所以其設(shè)計(jì)、制造周期較長(zhǎng)，一般中等復(fù)雜程度的模具從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到試模大約需100150天。因此，為縮短周期，采用了許多先進(jìn)的設(shè)計(jì)、制造方法。如快速激光掃描技術(shù)和快速成型技術(shù)與CAD/CAM技術(shù)的結(jié)合，使模具的設(shè)計(jì)、制造周期大大縮短，以往需要數(shù)周時(shí)間才可繪制完成的電腦立體模型可在一天內(nèi)完成，并可直接編制成CNC程序來(lái)制作模具。

　　在模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須首先確定開(kāi)模方向、設(shè)計(jì)分模面，否則模具的加工無(wú)從談起。進(jìn)入90年代以來(lái)，人們從實(shí)踐中逐步認(rèn)識(shí)到開(kāi)模方向的優(yōu)化和分型面設(shè)計(jì)的重要性，并進(jìn)行了一些研究，但在公開(kāi)發(fā)表的文獻(xiàn)中，這方面的報(bào)道還不多。HuiK.C.等人提出了利用啟發(fā)式搜索法來(lái)確定開(kāi)模方向，也有人提出根據(jù)可見(jiàn)性圖自動(dòng)確定分模方向的算法，提出最優(yōu)的分模方向是使模具中抽芯數(shù)量最少。Antonia等人提出了接近錐的概念。RaviB.和SrinivwarM.N.提出了分模面設(shè)計(jì)的確定準(zhǔn)則。在此基礎(chǔ)上，本文研究了模具分模面的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。

　　1開(kāi)模方向的確定

　　從理論上講，對(duì)于一個(gè)塑件而言，任何一個(gè)方向都可以作為開(kāi)模方向，但在許多情況下，開(kāi)模方向選擇的合理與否，直接影響模具的抽芯數(shù)量和模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，從而影響模具的生產(chǎn)制造周期和成本。因此，開(kāi)模方向的確定是模具設(shè)計(jì)的第一步。

　　11接近錐的概念

　　當(dāng)一射線的始點(diǎn)在塑件表面的某一點(diǎn)，而該射線不再與塑件的其它部分相接觸，這條射線的方向就叫做可接近方向。描述所有可接近方向的模型叫接近錐。在確定開(kāi)模方向時(shí)，接近錐用部分球面來(lái)表示。為分析問(wèn)題方便，又常把接近錐分為局部接近錐（LAC）和全局接近錐（GAC）.局部接近錐不考慮周圍其它部分的影響，12確定開(kāi)模方向

　　根據(jù)接近錐的定義，任何一個(gè)平面的局部接近錐都是一個(gè)半球，而某一區(qū)域的全局接近錐是圍成該區(qū)域的所有平面的局部接近錐的交集。

　　2分模面的設(shè)計(jì)

　　21分模線的確定

　　在設(shè)計(jì)分模面之前，首先必須確定塑件上分模線的形狀和位置。當(dāng)開(kāi)模方向確定后，就比較容易確定分模線了。因?yàn)?，分模線在開(kāi)模方向上的投影與塑件在該方向上的投影的外輪廓線重合，所以，可以用一平行于開(kāi)模方向的直線沿物體投影的外輪廓線移動(dòng)，并求出該直線在每一位置與物體表面的相交情況。

　?。?）直線與物體表面相交于一點(diǎn)，則該點(diǎn)即為分模線上的點(diǎn)。

　?。?）直線與物體表面相交于一條直線段，則這條直線段上任一點(diǎn)都可做為分模線上的點(diǎn)，具體確定哪一點(diǎn)做為分模線上的點(diǎn)，一般以其與相鄰點(diǎn)連線最短為原則。亦可通過(guò)交互方式來(lái)確定。

　?。?）直線與物體相交于多點(diǎn)、多段直線段，說(shuō)明此處的全局接近錐與開(kāi)模方向的交集為0，故此區(qū)域設(shè)計(jì)抽芯，分模線應(yīng)根據(jù)抽芯的形狀和大小來(lái)確定。

　　根據(jù)模具的設(shè)計(jì)原則，抽芯一般應(yīng)盡可能在下模。

　　22分模面的設(shè)計(jì)

        在計(jì)算機(jī)建模過(guò)程中，選擇邊界表示法，即用若干表面的集合來(lái)表示物體（塑件），這些表面可能是平面，也可能是曲面。因此，利用21中提供的方法求出的分模線可能是由直線段組成的封閉環(huán)，也可能是由曲線段或直線段與曲線段共同圍成的封閉環(huán)。根據(jù)分模線的形狀，分模面分為兩類。

　?。?）在分模線的直線段和平面曲線段，以平面作為分模面，且該分模面垂直于開(kāi)模方向；（2）在空間曲線段以曲面作為分模面，考慮到加工方便，通常取直紋曲面。

　　由此可見(jiàn)，分模面是由直線沿一定的軌跡運(yùn)動(dòng)而形成的。當(dāng)分模面為平面時(shí)，可以用該段分模線的任一點(diǎn)的切線和法線來(lái)表示分模面；當(dāng)分模面為曲面時(shí)，可利用曲線上各點(diǎn)的主法線來(lái)生成分模面，這樣容易在計(jì)算機(jī)中建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，為進(jìn)一步分析和加工提供條件。

　　利用本文提出的分模面的設(shè)計(jì)方法，不但提高了模具CAD/CAM的效率，也在一定程度上解決了由于分模面選擇不當(dāng)而產(chǎn)生倒勾造成脫模困難等問(wèn)題，并提高了分模面的可加工性。

機(jī)械加工訂單 機(jī)械加工報(bào)價(jià) 訂單