仇文平

(江蘇省鹽南中等專業(yè)學(xué)校， 江蘇 鹽城 224041)

基于UG的注塑模電極設(shè)計(jì)技術(shù)探析

Study on electrode design for injection mold technology based on UG

仇文平

(江蘇省鹽南中等專業(yè)學(xué)校， 江蘇 鹽城 224041)

伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速進(jìn)步，為CAD/CAE/CAM技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用創(chuàng)造了良好的契機(jī)，進(jìn)一步極大水平推動(dòng)了模具技術(shù)的發(fā)展，使模具設(shè)計(jì)、制造等變得更為便捷、可靠。文章闡述電極設(shè)計(jì)過程管理，分析注塑模電極設(shè)計(jì)系統(tǒng)的組成，對注塑模電極設(shè)計(jì)功能工作過程展開探討，旨在為如何促進(jìn)基于UG的注塑模電極設(shè)計(jì)技術(shù)的教學(xué)與企業(yè)應(yīng)用提供一些思路。

UG；注塑模；電極設(shè)計(jì)

瑞士企業(yè)心聲：“專業(yè)教育 ，任重道遠(yuǎn)。目前市場上嚴(yán)重缺乏高端機(jī)床的操作人員，我們在銷售機(jī)床時(shí)客戶就反饋很難招到合格的操作人員。這和中國職業(yè)教育中對特種加工機(jī)床的培訓(xùn)力度較弱的狀態(tài)密不可分。電切削能加工任何硬的、軟的、脆的、耐熱或高熔點(diǎn)金屬。易于加工復(fù)雜型面、微細(xì)表面以及柔性零件。這是數(shù)控車，加工中心無法取代它的優(yōu)勢?！比怆姍C(jī)自動(dòng)化（中國）有限公司華東區(qū)副經(jīng)理謝建春坦言：“電加工由于其特殊性及專業(yè)性較強(qiáng)，很多工廠沒有前期電極設(shè)計(jì)考核”。CAD/CAE/CAM技術(shù)發(fā)展極大推動(dòng)了模具技術(shù)的發(fā)展，使模具設(shè)計(jì)、制造等變得更為便捷、可靠?；赨G的注塑模電極設(shè)計(jì)是如今模具行業(yè)十分引入關(guān)注的技術(shù)，近年來在我國眾多模具企業(yè)得到廣泛推廣，不僅極大水平縮短了模具設(shè)計(jì)周期，還顯著提升了模具制造能力及制模精度。但是，現(xiàn)階段模具設(shè)計(jì)與制造依舊對模具設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)、技能有著極大的依賴性，如何借助計(jì)算機(jī)技術(shù)更有效地為模具設(shè)計(jì)與制造服務(wù)問題有待進(jìn)一步深入開展研究。

1 電極設(shè)計(jì)過程管理

在電極設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，每一步驟的模型務(wù)必要依據(jù)一致的設(shè)計(jì)模型開展設(shè)計(jì)，可稱作電極設(shè)計(jì)的主模型。電極設(shè)計(jì)的主模型促使每一應(yīng)用模型按照其進(jìn)行對應(yīng)步驟的設(shè)計(jì)，且對主模型設(shè)計(jì)予以辨別、評(píng)定。在電極的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，以電極為設(shè)計(jì)研究一致對象，即為電極的主模型。設(shè)計(jì)人員經(jīng)由主模型達(dá)成信息共享，主模型可提供每一應(yīng)用領(lǐng)域需要應(yīng)用到的各種信息，并展開單獨(dú)、并行處理和評(píng)定。選取主模型技術(shù)可確保電極設(shè)計(jì)加工環(huán)節(jié)的系統(tǒng)完整，促進(jìn)提高一系列環(huán)節(jié)活動(dòng)的協(xié)調(diào)性及可靠性。以主模型為基礎(chǔ)的電極設(shè)計(jì)過程管理。

2 注塑模電極設(shè)計(jì)系統(tǒng)的組成

以往模具電極手動(dòng)設(shè)計(jì)主要流程為：明確拆電極位置、電極頭建模、電極基座建立、電極檢測等。依據(jù)電極手動(dòng)設(shè)計(jì)具體流程，通過對電極設(shè)計(jì)特征、工作實(shí)踐中所需處理問題的分析，研制出一個(gè)基于UG的電極自動(dòng)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括四個(gè)部分，逐一為系統(tǒng)上層的人機(jī)交互界面、系統(tǒng)中間層的電極設(shè)計(jì)模塊、系統(tǒng)右側(cè)的設(shè)計(jì)資源層以及系統(tǒng)最底層的系統(tǒng)

支撐層。其中，人機(jī)交互界面由對話框、信息提示行等組成，主要功能為使用者信息輸入及系統(tǒng)信息輸出。電極設(shè)計(jì)模塊由工藝過程分析、電極實(shí)體建模、電極檢測與編輯、二維圖紙繪制及數(shù)據(jù)信息管理組成，此環(huán)節(jié)主要功能為把電極設(shè)計(jì)全面工藝方案、規(guī)則、設(shè)計(jì)者歸納技能與經(jīng)驗(yàn)集合為一個(gè)整體，再利用人機(jī)交互平臺(tái)有序轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)部的呈現(xiàn)。設(shè)計(jì)資源層由工藝方案及規(guī)則庫、經(jīng)驗(yàn)知識(shí)庫組成，前者主要功能為向模塊傳輸經(jīng)驗(yàn)公式、尺寸參數(shù)等信息；后者主要功能為經(jīng)由交互界面訊速地向電極設(shè)計(jì)模塊提供一系列標(biāo)準(zhǔn)材料、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)等工藝方面的支持。

3 注塑模電極設(shè)計(jì)功能工作過程

在設(shè)計(jì)注塑模工具電極尺寸時(shí)，一方面要考慮模具腔的尺寸、形狀和復(fù)雜程度，另一方面要考慮電極材料和電規(guī)準(zhǔn)的選擇。若采用單電極平動(dòng)法加工側(cè)面，還需考慮平動(dòng)量的大小。型腔模的電火花加工屬于盲孔加工，在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)考慮電蝕物的排出和工作液氣體的排出。這些都應(yīng)在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)難點(diǎn)關(guān)注。使用UG的專用模具輔助設(shè)計(jì)模塊和各種外掛強(qiáng)化電極設(shè)計(jì)，不僅極大水平縮短了模具設(shè)計(jì)周期，還顯著提升了模具制造能力及制模精度。如何進(jìn)一步促進(jìn)基于UG的注塑模電極設(shè)計(jì)有序開展可以從以下相關(guān)內(nèi)容展開：

電極自動(dòng)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)菜單中羅列了不同的功能，電極自動(dòng)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括各子類功能模塊，電極設(shè)計(jì)期間，對于系統(tǒng)整體而言，存在一系列動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變的信息流在每一子類功能模塊間貫穿。自設(shè)計(jì)源信息起始，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中形成的眾多中間信息同樣會(huì)沿著流程朝下流動(dòng)。電極自動(dòng)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)各子類功能模塊均對應(yīng)著工藝設(shè)計(jì)實(shí)踐的相應(yīng)階段，同時(shí)具備設(shè)計(jì)始末的延續(xù)性。

電極自動(dòng)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作流程：開始設(shè)計(jì)任務(wù)，分析模具型腔、設(shè)計(jì)電極頭、設(shè)計(jì)電極基座，進(jìn)行電極檢測與編輯，輸入電極屬性參數(shù)，繪制工程圖紙輸入數(shù)據(jù)文件，輸出備料表，完成電機(jī)加工。基于UG的注塑模電極設(shè)計(jì)流程，具體而言：

（1）設(shè)計(jì)任務(wù)開始，設(shè)計(jì)人員進(jìn)入交互界面，經(jīng)由對型腔的分析，對電極一系列參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，包括長寬比、放電方向、類型等。再選擇該類設(shè)計(jì)方式對應(yīng)的曲面。

（2）模具型腔分析，系統(tǒng)可自主把設(shè)計(jì)人員所選曲面用以種子面，經(jīng)由算法依據(jù)調(diào)節(jié)完備的層數(shù)對相鄰面、相關(guān)曲線展開搜索。

（3）電極頭設(shè)計(jì)，相較于傳統(tǒng)手動(dòng)設(shè)計(jì)，此環(huán)節(jié)電極三維模型自動(dòng)生成可節(jié)省不少的時(shí)間。系統(tǒng)可結(jié)合選擇曲面、曲線信息，生成對應(yīng)形狀的包絡(luò)體，在抽取放電型面縫合完畢后，對包絡(luò)體進(jìn)行調(diào)整，就較為復(fù)雜放電型面而言，系統(tǒng)可自動(dòng)轉(zhuǎn)換其他方式開展調(diào)整：第一步將工件WAVE-LINK，第二步選取WAVE-LINK實(shí)體與包絡(luò)體得到布爾差，并把余出的部分除去，最后把頂面偏置相應(yīng)距離，電極頭設(shè)計(jì)完成。

（4）電極基座設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)完成的電極頭頂面作為基準(zhǔn)面，結(jié)合所測基準(zhǔn)面數(shù)據(jù)采取經(jīng)驗(yàn)公式得出基座長寬數(shù)值，設(shè)計(jì)人員需要對基座高度進(jìn)行調(diào)節(jié)。在獲取上述各項(xiàng)數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)可自身生產(chǎn)對應(yīng)的包絡(luò)體，再與電極頭求和，結(jié)合基準(zhǔn)坐標(biāo)把基座一角倒圓，如此電極模型設(shè)計(jì)完成。

（5）設(shè)計(jì)人員經(jīng)確認(rèn)完畢，通過對彈出對話框中每一項(xiàng)點(diǎn)擊參數(shù)開展調(diào)節(jié)，系統(tǒng)自動(dòng)把此部分與電極關(guān)聯(lián)的信息錄入進(jìn)電極實(shí)體屬性中。此外，系統(tǒng)還具備編輯調(diào)整功能，設(shè)計(jì)人員可對設(shè)計(jì)所得的電極開展平移、旋轉(zhuǎn)等操作。

（6）二維電極圖檔自動(dòng)繪制，電極出圖包括兩個(gè)種類，其一為電極圖，針對各電極出二維圖；其二為出電極放電圖。要知道出圖算法是相同的。第一步，設(shè)計(jì)人員選擇對應(yīng)出圖實(shí)體，點(diǎn)擊Apply，UG于后臺(tái)自動(dòng)進(jìn)入繪圖界面，把電極經(jīng)由坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)至俯視圖，再投影俯視圖，并借助俯視圖對其他相關(guān)視圖進(jìn)行投影，此環(huán)節(jié)圖形形狀會(huì)依據(jù)圖框大小開展計(jì)算，獲取最合理的縮放數(shù)值，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算實(shí)體最大外形數(shù)值，并予以標(biāo)注。標(biāo)注完畢會(huì)彈出一個(gè)信息交互對話框，其中呈現(xiàn)有各式各樣電極屬性可讀到的信息，設(shè)計(jì)人員接下來的工作就是添加其中沒有的信息，及對已有不當(dāng)信息進(jìn)行改進(jìn)。操作完畢后點(diǎn)擊Apply，全面信息將由系統(tǒng)自動(dòng)錄入進(jìn)二維圖圖框信息欄對應(yīng)表格中。

就電極管理而言，可經(jīng)由目錄樹形式開展實(shí)現(xiàn)。于此環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員可對全面電極及電極信息開展高效、集中管理，通過選擇某一電極后，系統(tǒng)右側(cè)會(huì)呈現(xiàn)該電極每一項(xiàng)信息，設(shè)計(jì)人員可繼續(xù)展開改進(jìn)，等到每一電極參數(shù)均確認(rèn)滿意后，按下備料表鍵，系統(tǒng)會(huì)于后臺(tái)自動(dòng)生成該注塑模電極備料清單Excel表。

4 結(jié)束語

總而言之，通過對現(xiàn)有強(qiáng)大功能平臺(tái)的有效利用，使用UG的專用模具輔助設(shè)計(jì)模塊和各種外掛，是實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)過程簡化、確保模具設(shè)計(jì)一致、改善模具設(shè)計(jì)質(zhì)量的有效途徑之一。鑒于此，相關(guān)人員務(wù)必要全面分析電極自動(dòng)化設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)，清楚認(rèn)識(shí)注塑模電極設(shè)計(jì)系統(tǒng)組成，不斷鉆研研究、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，積極促進(jìn)基于UG的注塑模電極設(shè)計(jì)有序開展。

［1］葉國英，陳玉文．基于UG連接桿模具型腔電極設(shè)計(jì)與數(shù)控加工[J].模具制造, 2013,12(01):83～85．

［2］劉友成，何方軍．基于UG6.0同步建模技術(shù)對模具型腔工具電極設(shè)計(jì)優(yōu)化[J].機(jī)械工程師，2012，17(01):156～157．

［3］仇文平，薄壁零件的加工中心銑削加工[J].科技與企業(yè)，2015（01):241～242.

(R-03)

奧地利注塑機(jī)械巨頭恩格爾在曼谷新設(shè)業(yè)務(wù)中心

奧地利注塑機(jī)械巨頭恩格爾宣布在泰國曼谷新開設(shè)了一家業(yè)務(wù)中心，作為其當(dāng)?shù)刈庸炯按硖帯?/p>

恩格爾首席銷售官Christoph Steger表示：“我們是技術(shù)領(lǐng)袖，也是汽車領(lǐng)域領(lǐng)先的地區(qū)供應(yīng)商，目前公司增長迅猛，特別是在包裝行業(yè)。這也是我們積極組合這些動(dòng)態(tài)市場職責(zé)的原因所在，希望將來從這些組合中獲得更多的利益，同時(shí)與當(dāng)?shù)貓F(tuán)隊(duì)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，滿足各個(gè)國家客戶的具體要求，更加切合當(dāng)?shù)乜蛻舻囊?。?/p>

新公司的管理工作由Romain Reyre負(fù)責(zé)，2016年10月1日起生效。作為東南亞地區(qū)總裁，他負(fù)責(zé)整個(gè)地區(qū)的業(yè)務(wù)。

Steger表示：“我們非常高興找到Romain Reyre這樣的營銷高手，一方面，他熟悉塑料行業(yè)和我們的目標(biāo)，另一方面，他在東南亞生活了一段時(shí)間，了解當(dāng)?shù)厥袌?。?/p>

2015/2016年，恩格爾年銷售額超過12.5億歐元，公司目前在全球有約5 400名員工 。

摘編自“中國塑料技術(shù)網(wǎng)”

TQ320.671

1009-797X(2016)22-0027-02

B DOI∶10.13520/j.cnki.rpte.2016.22.009

仇文平（1975-），男，本科，講師，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)與控制、UG模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工、電加工方面數(shù)學(xué)工作。

2016-10-17