隨著塑料模具行業(yè)的快速發(fā)展、塑料模具制造精度的提高以及模具行業(yè)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，使得消費(fèi)者對(duì)塑料模具設(shè)計(jì)的要求越來(lái)越高，必須同時(shí)考慮設(shè)計(jì)精度和設(shè)計(jì)周期的影響。目前，大部分塑料模具設(shè)計(jì)都是在三維軟件中進(jìn)行分模設(shè)計(jì)，在二維中進(jìn)行排位的設(shè)計(jì)。這種方式，由于三維軟件和二維軟件分別獨(dú)立，缺乏關(guān)聯(lián)，存在著一些弊病，很容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤。另外三維與二維的“拼湊式”設(shè)計(jì)，也嚴(yán)重影響了塑料模具設(shè)計(jì)的精度。

　　下面以一個(gè)實(shí)例，來(lái)介紹Inventor Mold的設(shè)計(jì)流程。塑料產(chǎn)品如圖1所示。該產(chǎn)品的特點(diǎn)是需要修補(bǔ)孔，要做抽芯機(jī)構(gòu)。

　　1.新建模具設(shè)計(jì)

　　打開(kāi)Inventor Mold后，新建一塑料模具設(shè)計(jì)，進(jìn)入到Inventor Mold塑料模具設(shè)計(jì)的環(huán)境下，在未導(dǎo)入塑料產(chǎn)品之前，其中很多的指令都處于不可用狀態(tài)，如圖2所示。

　　2.導(dǎo)入塑膠產(chǎn)品

　　執(zhí)行“塑料零件”指令，選擇塑件產(chǎn)品，將塑件產(chǎn)品導(dǎo)入到塑料模具設(shè)計(jì)環(huán)境中，如圖3所示。此時(shí)可看到菜單都已經(jīng)被激活，如圖4所示。

　　3.調(diào)整出模方向

　　此步驟是用來(lái)調(diào)整塑件產(chǎn)品的出模方向，當(dāng)塑件導(dǎo)入模具設(shè)計(jì)環(huán)境后，會(huì)有一個(gè)默認(rèn)的方向，但是默認(rèn)的方向有可能不是正確的模具出模方向，所以必須進(jìn)行調(diào)整。如圖5所示，這里調(diào)整出模方向非常重要，因?yàn)镮nventor Mold自動(dòng)補(bǔ)孔(自動(dòng)修補(bǔ)破孔)方式會(huì)根據(jù)出模的方向來(lái)定。

　　4.選擇材料

　　材料庫(kù)是Inventor Mold的一大特色，Inventor Mold基本上含有模具行業(yè)常用的材料，共有七千多種塑料材料，且每種材料都有其屬性，包括廠商以及牌號(hào)，當(dāng)然還包括收縮率。之所以Inventor Mold含有如此豐富的材料庫(kù)，那是因?yàn)镮nventor Mold中含有Mold Flow的功能，在進(jìn)行模流分析時(shí)，必須先定義具體的材料，才可以進(jìn)行工藝的設(shè)定和模流的分析。

　　需要特別注意的是，如果沒(méi)有選定材料，后面的模流分析將不能進(jìn)行，收縮率也將沒(méi)有參考值，如圖6所示。

　　5.設(shè)置收縮率

　　此命令是用來(lái)設(shè)置塑料材料的收縮率，當(dāng)上一步驟中選擇好材料后，便有了一個(gè)范圍值，也可輸入具體的數(shù)值，如圖7 所示。

　　6.定義毛坯工件

　　此步驟是用來(lái)定義毛坯的大小，即模芯的大小。它的原理是根據(jù)塑件產(chǎn)品的最大輪廓尺寸加上塑件最大輪廓到毛坯邊緣的距離值，自動(dòng)計(jì)算得到一個(gè)尺寸，因此不用擔(dān)心計(jì)算的尺寸會(huì)小于塑件產(chǎn)品的最大輪廓值，如圖8所示。

　　7.補(bǔ)孔

　　修補(bǔ)產(chǎn)品上的破孔，這是分模設(shè)計(jì)必須的、且工作量較大的工作。目前大部分的軟件，都是通過(guò)創(chuàng)建曲面的方式去修補(bǔ)產(chǎn)品上的破孔。所以，只要軟件能提供更多方便的創(chuàng)建曲面方法，則能輕松完成補(bǔ)孔的操作。這也是目前類(lèi)似于Pro/ENGINEER和NX等軟件的強(qiáng)項(xiàng)。

　　通常創(chuàng)建曲面方式的工具都必須一個(gè)曲面接著一個(gè)曲面去做，如果軟件能夠自動(dòng)去創(chuàng)建曲面，這將大大提高分模的效率。在Inventor Mold中，一般都可以使用軟件的自動(dòng)補(bǔ)孔功能去補(bǔ)塑件產(chǎn)品的孔，對(duì)于在自動(dòng)補(bǔ)孔操作中未能完成的，則可以通過(guò)其他方法進(jìn)行。所以，補(bǔ)孔這一工作在Inventor Mold中可以分成兩種方式來(lái)進(jìn)行。以下是實(shí)際操作情況。

　　(1)自動(dòng)補(bǔ)孔執(zhí)行自動(dòng)補(bǔ)孔命令后，軟件會(huì)去識(shí)別塑件產(chǎn)品的孔并進(jìn)行修補(bǔ)，但是并不是所有的孔都能正確識(shí)別和修補(bǔ)，需要后續(xù)手動(dòng)更改、添加，如圖9所示。

　　(2)添加需要修補(bǔ)的孔軟件未識(shí)別的孔，需要在對(duì)話框中單擊添加，選擇塑件產(chǎn)品破孔的邊界，依次選擇邊界即可，如圖10所示。 經(jīng)過(guò)以上步驟，若還沒(méi)有將塑件產(chǎn)品的孔完全修補(bǔ)好，則必須通過(guò)Inventor軟件的創(chuàng)建曲面工具來(lái)修補(bǔ)了，操作就類(lèi)似于其他軟件修補(bǔ)曲面的方法。

　　8.創(chuàng)建分型面

　　當(dāng)塑件產(chǎn)品的破孔修補(bǔ)好后，接下來(lái)就是要?jiǎng)?chuàng)建出整個(gè)分型面。通常做法，先找到塑件產(chǎn)品的分型線，然后根據(jù)分型線去創(chuàng)建曲面，最后合并成一張完整的曲面。

　　在Inventor Mold的分型設(shè)計(jì)中，有個(gè)“創(chuàng)建分型面”的工具，只要?jiǎng)?chuàng)建了工件(工件是軟件判定分型面大小的依據(jù))，則能自動(dòng)產(chǎn)生分型面，如圖11所示。雖然自動(dòng)創(chuàng)建分型面的功能不錯(cuò)，但是目前Inventor Mold并不能非常完美地創(chuàng)建分型面，必須進(jìn)行一些更改，如刪除、添加某邊。而且也可能出現(xiàn)自動(dòng)創(chuàng)建分型面不能完成的時(shí)候，此時(shí)還必須通過(guò)創(chuàng)建曲面的方法去創(chuàng)建分型面。

　　9.分型面檢測(cè)

　　當(dāng)分型面創(chuàng)建好后，最值得期待的就是將前后模分開(kāi)了。但是在設(shè)計(jì)中，經(jīng)常出現(xiàn)分不開(kāi)的情況，也就是說(shuō)分型面創(chuàng)建有問(wèn)題。此時(shí)需要去查找分型面的錯(cuò)誤。在Inventor Mold里提供了分型診斷的工具，可以檢查其錯(cuò)誤。如圖12所示，軟件能模擬分型面的拉開(kāi)狀態(tài)。

　　10.型芯/型腔

　　分型面創(chuàng)建好并且檢測(cè)無(wú)誤后，便可將毛坯進(jìn)行分割。這里僅僅是一個(gè)分割的執(zhí)行，軟件可以自動(dòng)判斷分型面、補(bǔ)孔面，如果補(bǔ)孔不全，或者分型面創(chuàng)建有誤，這里的執(zhí)行將出現(xiàn)失敗，結(jié)果如圖13所示。

　　11.加載標(biāo)準(zhǔn)模架

　　如果一直是從事二維軟件模架設(shè)計(jì)的人員，可能看到Inventor Mold設(shè)計(jì)流程的加載模架，會(huì)有些驚訝，這是Inventor Mold中的一大特色，它里面含有很多豐富的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，如圖14所示。

　　12.創(chuàng)建行位

　　Inventor Mold的行位設(shè)計(jì)，可以在分模前進(jìn)行，也可以在分模后進(jìn)行。通過(guò)采用單獨(dú)創(chuàng)建行位的方法，結(jié)果如圖15所示。

　　13.放置滑塊

　　創(chuàng)建完鑲件后，調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)的滑塊機(jī)構(gòu)，在Inventor Mold中，滑塊機(jī)構(gòu)有個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，如圖16所示。將滑塊機(jī)構(gòu)與側(cè)鑲件連接在一起就組成了行位的抽芯機(jī)構(gòu)，如圖17所示。

　　14.澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　在進(jìn)行澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，先進(jìn)行澆口位置的分析。應(yīng)用Inventor Mold集成的Mold Flow功能，分析結(jié)果采用云圖的顯示方式，同時(shí)，會(huì)有個(gè)流阻指示器，可查看塑件各個(gè)地方的阻力情況，如圖18所示。

　　根據(jù)軟件的分析結(jié)果，就可以設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)了，這包括澆注系統(tǒng)的主流道、分流道、冷料井和澆口等。在Inventor Mold 中提供澆注系統(tǒng)各部分的設(shè)計(jì)工具，結(jié)果如圖19所示。同時(shí)，可加載澆注系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)件，如澆口套、定位環(huán)等，如圖20所示。

　　15.頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　放置頂針，通常是在二維排位設(shè)計(jì)的時(shí)候完成，這樣不容易發(fā)現(xiàn)干涉問(wèn)題，在Inventor Mold中可以利用其標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)進(jìn)行頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，如圖21所示。

　　16.模流分析

　　Inventor Mold的另一個(gè)特色便是能進(jìn)行模流分析，它集成的Mold Flow功能，現(xiàn)在能做注塑工藝的分析、填充分析和澆口位置分析。模具工藝分析，包括模具溫度、熔體溫度、注射壓力、合模時(shí)間和注射時(shí)間。填充分析，包括有塑料流體、填充狀況、質(zhì)量預(yù)測(cè)、氣穴和熔接痕等，可以查看填充時(shí)間。

　　17.工程圖樣設(shè)計(jì)

　　當(dāng)模具設(shè)計(jì)好后就必須進(jìn)行工程圖的設(shè)計(jì)了，這個(gè)步驟也就是出圖工作。Inventor Mold在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的時(shí)候，會(huì)自動(dòng)管理各部分組件，因此其出圖可達(dá)到自動(dòng)的效果，執(zhí)行命令后便列出了所有的組件，如圖23所示。接下來(lái)就是不斷完善圖樣，如添加尺寸和標(biāo)準(zhǔn)公差等。

　　18.小結(jié)

　　Inventor Mold基本上是采取自動(dòng)的方式來(lái)提高設(shè)計(jì)的效率，從自動(dòng)補(bǔ)孔、自動(dòng)分型面、載入三維模架等步驟都可以看出。為了減少設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤，添加了很多標(biāo)準(zhǔn)件以滿(mǎn)足在三維軟件里完成所有設(shè)計(jì)，如頂針、滑塊、澆口套等，特別是加入了工程師需要分析功能。

　　從流程上來(lái)看，這是符合塑料模具發(fā)展方向的。不過(guò)，畢竟它是剛剛起步，也存在一些不足之處，如創(chuàng)建曲面的方式少等。工程圖出來(lái)后，在線型方面還是需要達(dá)到工程圖的效果。 期待有更完善的工具來(lái)優(yōu)化塑料模具設(shè)計(jì)。