Design of Injection Mold for Digital Product Panel Based on Creo 1.0
高汉华 GAO Han-hua
（无锡商业职业技术学院机电技术学院，无锡 214153）
（School of Mechanical and Electrical Engineering，Wuxi Vocational Institute of Commerce，Wuxi 214153，China）
摘要：本文介绍了Creo 1.0软件作为模具开发平台设计数码产品面板注射模的过程，探讨了注射模设计的一般方法，解决了设计过程中的一些问题，完成了智能软件在模具设计中的应用，加快了模具设计的效率。
Abstract: This paper introduces the process of designing digital product panel injection die using Creo 1.0 software as the mold development platform, discusses the general method of injection die design, solves some problems in the design process, and completes the application of intelligent software in mold design. The efficiency of die design is accelerated.
关键词： 数码产品；Creo 1.0；注射模
Key words: digital product；Creo 1.0；injection mold
中图分类号：TQ330.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）36-0197-02
0 引言
随着智能制造领域的发展，各行各业对产品设计和制造交货周期要求越来越短，为适应生产的需要，企业广泛采用先进的三维软件来进行产品设计。本文探讨了Creo软件在塑料模具设计中的应用及方法。
1 塑料模具构成及设计走向
塑料模具一般由成型零件、浇注系统、分型抽芯机构、脱模机构、导向零件、温度调节和排气系统等7个部分构成。
塑料模具设计的走向为：塑料产品建模→调入EMX模块→选定塑料的收缩率和计算产品尺寸→制定分型面位置→设计模具型腔和型芯→决定顶杆形式和位置→决定浇口、流道形式和位置→设计冷却水道。
2 塑料产品建模
Creo 软件具有强大的实体和曲面造型功能，塑料产品建模通常是在软件的零件设计模块或装配模块中完成。不论塑料制品形状结构有多复杂，在产品建模时我们必须对其结构进行拆分，确定它的主要特征，分清哪些是基本特征，哪些是构造特征，合理使用实体和曲面的混合造型技术，就可以快捷、准确地完成产品建模。图1所示为数码产品面板模型。
3 模具的设计思路与方法
3．1 制定分型面位置
分型面是分割模具型腔、型芯和滑块（镶块）等模具元件成型零件的基准面。Creo 软件提供了强大的分型面创建（Parting Surf）功能，一般采用复制曲面的方法来复制产品表面创建分型面，尽量使用边界面与种子面方式选择产品表面，选择完毕后，还需排除部分被重复选择的曲面，再运用曲面编辑命令编辑分型面，得到完整的分型面。由于数码产品面板表面较复杂，在Creo中采用侧面影像曲线（Silhouette）功能，首先建立制品的侧面影像曲线，如图2中蓝色线条所示，然后再利用裙边曲面（Skirt）功能，创建模具的分型面，如图2所示灰色曲面。
3．2 设计模具型腔和型芯
由于数码产品面板尺寸较大，一般采用1模1腔的模具结构，模具结构简单，易于加工，但塑料产品的出件率低。为了提高塑料产品出件率，本例采用1模2腔的布置方法。
数码产品面板模具型芯、型腔如图3所示。
3．3 模架选用
EMX是Creo系统中的一个外挂程序，是一个功能相当强大且使用方便的工具，它为设计人员提供了一系列国际知名公司的标准模架。采用模具专家系统EMX进行模具设计，设计人员可以轻松地把模具成型零件加入到选定模架中，快捷、准确地完成模架设计。
创建过程：首先在EMX中新建一个文件，调入上一步骤设计完成的模具型芯和型腔，设置流道和顶杆顶点；然后调入标准模架、设计浇注系统、设置顶出机构、设置冷却系统，最后添加支柱和装配元件。
3.3.1 决定浇注系统的形式
由于主流道和高温塑料熔体与模具喷嘴反复接触，极易造成喷嘴损坏，故选用SBS型主流道衬套。分流道中塑料凝料及压力损失，会影响注射成型，故分流道采用较短圆形断面，平衡式布置。浇口是分流道与型腔连接的桥梁，是浇注系统的关键部位，因此决定在定模板背面设置矩形侧浇口，完成塑料注射成型。
3.3.2 顶出装置的设计
数码产品面板模具开模简单无侧抽芯，故在动模中设计28根顶出杆，用于开模后顶出塑件。设计时，首先在动模板上画出28个点位，然后复制点位到型芯顶面，使用EMX中顶杆创建功能，快速创建28个顶出杆，顶出杆长度略超出型芯表面，使用复制曲面对顶杆进行裁减，保证顶出杆长度。
3.3.3 设计冷却回路
正确设计冷却回路，可缩小模具各型腔间的温差，本模具采用型腔固定板开设水道为型腔降温。设计时，使用EMX中的水线设计功能，按设计尺寸在型腔固定板上开出冷却回路孔和管道接头螺纹孔。
4 模具工作原理及组成结构
开模时模具首先沿分型面分型，拉料杆18拉出主流道凝料，在注射机顶杆的作用下，推动推板16、推杆固定板15、推杆17，顶出塑件。合模时，复位弹簧12、复位杆13，使顶出机构先复位，然后合模。模具组成结构如图4所示。
5 结束语
本文阐述了如何运用Creo软件及EMX外挂对数码产品面板进行注射模具设计，重点是模具设计过程及成型零件设计方法的介绍，为其它塑料产品模具设计提供参考。
Creo软件在模具设计中的优点如下：
①Creo软件具有强大的实体和曲面建模功能。
②模具型腔设计功能完善。其中的关建技术在于分型面的设计，分型面设计的好坏，直接影响到分模及后续设计。
③采用EMX模块，大大缩短了模具设计周期，提高了模具设计效率。
④可直接由三维实体转换成工程图，图纸准确，尺寸规范，避免了手工绘图的错误。
⑤模具装配图直观反映模具零件与部件之间的相关性，修改方便具有联动效应。
参考文献：
[1]塑料模设计手册编写组．塑料模设计手册[M]．北京：机械工业出版社，2015．4.
[2]高汉华．塑料成型工艺与模具设计[M]．大连：大连理工大学出版社，2017．4.
[3]关兴举，等．Pro/ENGINEER塑料模具设计[M]．北京：人民邮电出版社，2015．2. |
