基于C r eo的农机随车冰箱塑模开发与应用
何世松1’2，贾颖莲1
(1．江西交通职业技术学院机电工程系，南昌330013；2．南昌大学机电工程学院，南昌330031)
摘要：探讨了利用C瑚进行塑模开发设计的流程，比较了cr eo中拆模3种方法各自的优势和不足。以农机随车用的半导体冰箱的瓶栏注塑模具拆模为例，分析了利用cr eo进行注塑模的拆模设计过程，尤其指出分型面的设计决定了模具的结构与模具拆模成功与否，并提出了利用c瑚进行注塑模具拆模设计相比传统设计方法的优势所在。 关键词：农机；随车冰箱；注塑模具；cr∞；分型面；拆模
中图分类号：TP∞1．72；T G76文献标识码：A文章编号：1∞3—1∞X(2012)∞-0165—04
0引言
旋耕机、播种机和插秧机等各种农业机械经常在高温等恶劣的环境下工作，若能配备高效低耗的半导体冰箱将有助于作业人员缓解疲乏，提高其工作效率。此随车的半导体冰箱的制冷方法不使用压缩机制冷，取而代之的是采用半导体制冷片制冷，这样可直接取用农机上或电瓶中的D c12V电源来提供给冰箱。
因此具有功耗低、体积小和可随车工作等优点，使农机作业人员在夏天酷暑难当的长时间户外作业过程中，利用这种半导体冰箱(如图l所示)来自制各种冷饮解暑
剧l随牟半导体冰箱轴测图
在开发随车半导体冰箱的过程中，需要用到大量的各种塑料零件，其模具的开发是最为关键的一环。传统的模具设计方法效率低、精度差，所开发的模具往往需要反复试模和修正才能投入批量生产。如
收稿日期：20l l—07—28
基金项目：江西省交通厅科技计划项目(2007125)
作者简介：何世松(1979一)，男，江西萍乡人，副教授，硕士，(E—m n) s hi s佣ghe@126．c∞a
果使用计算机软件辅助设计开发模具，则可以提高拆模效率以及设计精度，所以大量的三维c A D软件运用于拆模设计中已经是大势所趋。
2011年6月，美国PT c公司推出的C r eo是三维
C A D／C A E软件中的佼佼者，它是将原有的Pm／E的
参数化技术、cocr eat e的直接建模技术和Pr oduct V i ew 的三维可视化技术整合而成的新型c A D设计软件包，是PTC公司闪电计划所推出的第1个产品。C r eo通过整合原来的Pr o／E，coCm at e和Pr oduc t V i ew等3个软件后，重新分成各个更为简单而具有针对性的子应用模块，所有这些模块统称为C r e o El em nt s(如图2所示)。而原来的3个软件则分别整合为新的软件包中的一个子应用，即Pr o／E整合为c瑚El e啪I ns／Pr o；
C oc瑚t e整合为C reo El em即∥
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合为C r eo E l e m ent s／V i ew o
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豳2C m运仃界由
借助C瑚的强大拆模功能可精确分模，仿真塑料熔体的填充过程，同时借助C r eo的相关性使得塑件的变更会同步反映到模具的变化中去，零件的每处变动与之相关的模具型腔、工程图纸和制造信息等都会自动更新。
1基于C r e o的拆模设计流程
模具设计人员在拆模时，使用C r eo中的模具型腔模块C r eo C伽pl et e M ol d D e8咖E xt en8i on进行注塑模165
磬～
具的设计，其拆模设计的一般流程如图3所示。
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四匿浇注与冷却系统设计
图3C r∞拆模设计流程图
普通产品的设计之间有一定的差异。在拆模之前，必
须要把通过该模具生产的塑料制品设计好。所以对
于注塑模的拆模，第l步就是产品的设计，即设计“设
计模型”。
第2步，模具组装。把经过预处理的设计模型加
载到拆模设计文件中开始拆模设计。此时的设计模
型称为参照模型。根据加载后的参照模型，在拆模设
计文件中创建工件，或称为工件模型。由于塑料件从
热模具中取出并冷却到室温时会发生收缩，还需要设
计模具收缩率以反映这一变化。
第3步，浇注与冷却系统的设计。借助C m o提供
的“塑料顾问”应用程序，分析模具的浇口位置和塑料
熔体在注塑模具中的流动状态，确定合适的浇口位置
和类型。根据模具的布局和产品的特点设计冷却水路，减少塑件的各部分的冷却时间差，提高注塑件的
生产效率。
第4步，分型面(体积块)创建及检测。分型面和
体积块的创建是注塑模拆模设计中的关键一步，也是
在拆模的过程中最复杂和最重要的一环，它决定了设
计模具的结构与拆模成功与否。
第5步，拆模和C N C加工。使用创建的分型面(或体积块)来分割工件以生成模具组件。根据模具
尺寸，使用“专家模架系统(E M x)”完成模架创建，以
形成模具图，最后使用C N C机床完成模具的加工。
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在C r eo的实际拆模设计中，可以总结为3个阶段，即模具组装阶段、创建分型面阶段和拆模及仿真
开模阶段。
2C伧。中注塑模具的拆模设计方法
cr e o注塑模的拆模设计方法中，根据拆模的原理
不同可以分为3种拆模手法，即组件法(A s靶nl bl y)、分单点系泊系统
型面法(P枷ng su血ce)和体积块法(C r eat e V ol啪e)。
静脉曲张裤子
可根塑件的复杂程度和设计人员的特点，来选择更
适合的拆模设计法。
1662．1组件法(A sse m bI y)
组件法的拆模原理是在C r eo的组件模式下，使用传统的建模方式来达到拆模目的的一种方法。这种方法只要使用cr eo的基本工具命令就可完成，所有的造型无论多复杂都可以使用该方法完成，并且容易查问题的所在，拆模的成功率高。但对于初学者来说，拆模的效率较低。
2．2分型面法(Pan．ng Sur f ace)
分型面法即在C r eo的制造模式下做拆模的。该方法必须设计出注塑模具的分型面来完成，并且造型文件有问题而导致拆模失败则不易查问题的所在。由于分型面法的拆模原理与组件法相同，只不过
它是用一个菜单管理器的流程来引导设计者完成拆模，可以说是一个程序化的组件拆模手法。因此，这种方法对初学者来说简单且容易理解。
2．3体积块法(C怕at e V oI um e)
体积块法也是在Cr eo的制造模式下做拆模的，但这种方法与分型面法的不同之处是设计者要创建一个体积块，这个体积块将来可能是一个公模(凸模)或母模(凹模)，然后用此体积块去切割工件模型而达到拆模的目的。这种方法跟着菜单流程走就可完成拆模，对初学者来说比较简单。但是创建体积块的操作比较复杂，出现问题同样不容易查。
由于分型面法是各种大型C A D／C A M／C A E软件所共通的拆模方法，对于初学者来说，采用分型面法是简单易学的一种方法。因此，这里以农机随车半导体冰箱中的“瓶栏”注塑件为例，拆模方法采用分型面法，来阐述在C r eo模块中的注塑模具拆模设计思想以及实现该思想的具体设计过程。
3半导体冰箱瓶栏注塑模的拆模设计
瓶栏是农机随车半导体冰箱中一个重要的注塑件。本文借助这个实例来具体说明注塑模拆模设计过程中的主要步骤、应注意的问题和可以总结出的实践经验。瓶栏采用PP材质，其设计模型如图4所示。
图4瓶栏设计模型
石墨柱
由于塑件设计者在产品设计时可能没有考虑拆
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模的需要，在拆模设计前模具设计人员需要对加载的
参照模型做预处理。比如，在未来的分型面处设置基
准面或坐标系，设置绝对精度和拔模斜度等，以使加
载之后的参照模型适应模具设计的需要。
3．1模具组装阶段
3．1．1创建模具文件
进入Cr eo C om pl e t e M ol d D e si gn Ext ens i on模块，首
先应设置好工作目录，在“制造”模式下新建子类型为“模具型腔”的新文件(定名为“M ol d—Pi ndan”)，根据此塑件的特点只需加载组装1个参照模型到该文件巾．如图5所示，
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3．1．2创建工件模型
完成参照模型的组装之后，就需要在C r eo中创建工件模型，其创建方法主要有3种：第1种是将1个预先设计好的工件模型加载到模具模型中；第2种是使用cr eo提供的工具命令采用手动或自动的方式在模具模型中创建工件模型；第3种是在EM X模块中进行整个模具设计，以它提供的材料作为工件模型。
在这里采用第2种方法中的“自动”方式来完成工件模型的创建。其设计过程为依据菜单流程，选择铸模原点和输入工件的长宽高尺寸，如有需要还可以在“自动工件”对话框中修改工件的形状、单位和平移工件等选项，直至符合要求为止，这样即可完成工件的创建。图6中以墨绿半透明显示的是设计好的工件模型。
3．1．3设置收缩率
由于塑件在模具型腔内从熔融的材料到冷却至室温形成制品，温度的降低会导致塑件的尺寸减小，即实际成型的塑件尺寸与理论设计制品之间存在差异，并可能影响到实际的产品使用精度，因此在注塑模具设计前需预先设置收缩率。根PP材质输入收缩率为0．005，即可完成收缩率的设置。
图6工件模型x射线探测器
3．2分型面创建阶段
分型面的设计是整个分型面法拆模的关键，将影响模具的结构以及拆模是否成功。在cr e o中，创建分型面的方法有复制填充曲面法、复制延伸曲面法、复制合并曲面法以及系统提供的两个特殊命令“裙边曲面”和“阴影曲面”等。具体使用哪种方法来设计分型面，需要根据塑件的结构特点和实际的工作经验，选择最简单适用的方式来创建。有时即使对同一个塑件，其分型面的创建方法也有多种，并且一个分型面的设计也可能用到多种方法。
创建分型面需要在C r eo中进入分型面的创建模式，这样创建的曲面系统才能识别为分型面。通过分析，瓶栏注塑件采用的是“复制”参照模型的内表面，并“填充”孔方式，把“复制”得到的曲面边界通过“延伸”命令延伸至工件的侧面。创建完成的分型面如图7所示。
图7分型面
3．3拆模及开模阶段
根据上面所创建的分型面，直接借助C r e o C om—pl et e M01d D es i gI I E xt ens i on模块中提供的“分割”命令，把工件模型(或模具体积块)分割即可得到上下模的体积块。由于模具体积块不是真正的实体特征，而是一个有体积无质量的曲面特征，无法得到实体注塑模具零件，因此必须经过“模具元件”中的“抽取”命令，完成模具体积块到具体的模具实体零件的转换，即可得到所需的凸模和凹模。
为了检验拆模的正确性，在开模前可以利用cr eo 系统的“铸模”仿真功能，模拟将塑料熔体注入拆模完成的模具型腔里，从而仿真生产该模具的注塑件。如果这个成品与设计模型不同或者无法“铸模”，则拆模
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出现问题，需重新修改前面的操作，直至正确为止。最后，利用C弛。系统定义模具的开模距离和方向命令，即可得到模具分解图，如图8所示。
幽8模具升模|奎i
至此，注塑模在C r eo模块中的拆模已经基本完成，接着需要采用A ut ocA D或直接在C r eo软件出模具工程图，同时进行浇注系统、冷却系统和模架系统设计，最终完成农机随车半导体冰箱“瓶栏”塑件的拆模。
4结语duct V i ew于一身，主要用于解决目前C A D系统难用及多C A D系统数据共用等问题，在设计自动化和数据接口全面一致等方面处于世界领先地位。采用cr eo设计农机随车半导体冰箱的塑模，可在后续的有限元分析、动态仿真、数控加工以及工程图出图方面保持数据的一致性。在C r eo中提供了“C r eo C om pl e t e M ol d D esi印Em n8i on”模块，专用于各种塑模的拆模设计。相比传统设计手
段，基于C r eo的设计方法可以有效地缩短模具开发周期，提高设计精度。本文采用“C r eo c om pI e t e M ol d D esi伊Ext en8i on”模块来进行农机随车半导体冰箱注塑模的拆模设计，可根据不同的农机类型配套设计不同的半导体冰箱塑件模具，一旦塑件发生设计变更，相应的模具会自动更新。在此，农机随车半导体冰箱“瓶栏”注塑模具的拆模过程中，充分体现了C r eo在塑料注射模具拆模设计中的自动化和高效性。uvlo电路
参考文献：
[1]付士军，王肖烨．基于P m／E利用自动分型面技术创建模
具型腔研究[J]．机械设计与制造，2009(6)：98—99．
就是一种比较好的选择。这样可为农机操作人员随
[5]余强，陆斐附E模具设计基础教程[M]北京：清华大翌繁燮曼苎塑篓苎黧建箱!氅塞㈧娑篡嚣：㈣，掘4．。拆模设Ⅲ¨匕用12V亨流电源：苎妻李堡翟堡琶警警：呈苎登竺…。；：善磊主蒜≤：赫：7；i……“～“一”“不用压缩机、不需氟利昂等制冷剂，在绿环保方面[7]卢建平涨道林，杨洪峰，等．基于P∥E玉米联合收获机
为农机行业做出了积极的探索和努力。
的虚拟设计[J]．农机化研究，2008(3)：90—92．
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