[發明專利]基于增材制造技術的注塑模具隨形冷卻水道的設計方法

有效

• 申請號: 201910312815.6
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN110076974B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 張昊;楊莉;王澤蔭;張曉剛;孫文斐;王艷軍;周建軍
• 申請（專利權）人: 甘肅機電職業技術學院
• 主分類號: B29C45/73
• 分類號: B29C45/73;B29C33/38
• 代理公司: 西安研創天下知識產權代理事務所(普通合伙) 61239
• 代理人: 楊鳳娟

本發明涉及一種基于增材制造技術的注塑模具隨形冷卻水道的設計方法，包括設計模具主體結構、設計具有隨型冷卻水道的型芯和型腔、模擬仿真檢驗隨型冷卻水道設計是否合理三個階段。本發明提供的隨型冷卻水道的路徑完全是基于型芯或型腔的表面特征，或者說是完全基于塑件的表面特征。相較于傳統的直通式冷卻水道、擋板式冷卻水道，冷卻水道與塑件的平均距離更近、冷卻效果更好、冷卻區域更均勻，能有效防止塑件應冷卻不均造成的翹曲變形。

技術領域

本發明涉及注塑模具設計技術領域，具體是涉及一種基于增材制造技術的注塑模具隨形冷卻水道的設計方法。

背景技術

傳統的模具設計方法是完全根據經驗設計模具各項尺寸、澆口的數目和位置、頂出機構、冷卻水道的形狀和位置，然后確定各個零件的零件圖和模具的總裝配圖，最后加工零件、裝配、試模。在試模過程中，如果不能做出塑件，則需返修模具；如果能做出塑件，則應對塑件進行尺寸的測量，若尺寸不符合要求，模具再進行返修，如此重復，直到塑件尺寸符合要求為止。在試模過程中，返修次數越多，消耗能源、人力、設備、時間越多，不僅延長模具生產周期，增加模具生產成本，而且影響整套模具的使用壽命。

傳統的模具制造手段多采用車、銑、刨、磨、鉗、電火花加工、線切割等方法。隨著數控技術的普及，加工水平越來越高，對于模具中的絕大部分零件，能夠很好的生產出來。但是，由于塑料制品用途越來越廣，塑料制品形狀呈現多樣化，有些制品形狀非常復雜，對這些復雜塑件的模具成型零件的加工制造出現新的挑戰。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于增材制造技術的注塑模具隨形冷卻水道的設計方法，用以解決上述不足。

為解決上述技術問題，本發明提供以下技術方案：基于增材制造技術的注塑模具隨形冷卻水道的設計方法，包括以下技術步驟：

第一階段，設計模具主體結構：

（1）使用UG NX11.0的注塑模具設計向導，按照傳統模具的設計方法，設計整個注塑模具；

（2）在使用UG NX11.0的注塑模具設計向導進行設計的過程中，穿插使用MoldFlow軟件進行澆注系統分析，用以輔助設計澆注系統；

（3）在使用UG NX11.0的注塑模具設計向導進行設計的過程中，穿插使用CAM仿真軟件，對成型零件進行CNC數控加工工藝仿真，用以輔助成型零件的設計；

（4）在UG NX11.0中進行模具組件的裝配，驗證設計結果的可裝配性；

第二階段，設計具有隨型冷卻水道的型芯和型腔：

（5）將UG NX11.0中設計好的型芯及型腔文件，轉換為*.stl或*.stp文件，并導入Materialise 3-matic軟件；

（6）利用修復向導對型芯或型腔文件進行修復，修復內容包括法向量、縫隙、孔洞、干擾殼體、三角面重疊、三角相交錯誤；

（7）在型芯或型腔上設計隨型冷卻水道，流程為：向內抽殼，繪制冷卻水道平面路徑，將平面路徑投影至抽殼結果的表面，得到空間隨型冷卻水道中心路徑曲線，設置水道截面直徑得到實心隨型冷卻水道，型芯或型腔與實心隨型冷卻水道做布爾差集運算，等到具有空心隨型冷卻水道的型芯或型腔；

（8）輸出具有空心隨型冷卻水道的型芯或型腔為*.stl格式文件，用于SLM-3D加工；輸出空間隨型冷卻水道中心路徑曲線為*.txt文件，用于后續的MoldFlow軟件中進行模流分析，以驗證該隨型冷卻水道的冷卻效果；

第三階段，模擬仿真檢驗隨型冷卻水道設計是否合理：

（9）將3-matic軟件中輸出空間隨型冷卻水道中心路徑曲線為txt文件，導入UGNX11.0中，生成曲線，并導出為igs格式；