□ 彭秋霖

重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院 重慶 402160

1 分模和補(bǔ)片概述

在應(yīng)用Unigraphics軟件進(jìn)行分模的過程中,補(bǔ)片是分型生成模具型芯和型腔的重要準(zhǔn)備工作。分模指設(shè)計(jì)一個(gè)平面或者曲面,作為分模面,分模面將模具分割為型芯和型腔兩個(gè)部分。分模面需要能夠被軟件識(shí)別,為確保分模面的識(shí)別度,分模面應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)完整形狀,這就要求在分模面中做好標(biāo)記和區(qū)分。為了保證分模面的結(jié)構(gòu)性和識(shí)別度,一般將分模面上開放的孔和槽覆蓋起來,這些需要覆蓋的孔和槽就是需要修補(bǔ)的地方。實(shí)現(xiàn)覆蓋功能的操作稱為修補(bǔ),是分模前必須完成的工作。修補(bǔ)零件會(huì)直接影響后續(xù)分模效果,以及模具的完整性。修補(bǔ)的方式有很多種,通常普通采用的方式是補(bǔ)片,將修補(bǔ)的部分添加至型芯或滑塊中,使用相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),在模具注塑前合上,在產(chǎn)品頂出前移開。補(bǔ)片操作比較簡(jiǎn)單,不會(huì)引起其它操作牽連問題,在補(bǔ)片過程中還可以優(yōu)化原結(jié)構(gòu)的綜合質(zhì)量。補(bǔ)片一般包括表面補(bǔ)片、邊緣補(bǔ)片、自動(dòng)孔補(bǔ)片、曲面補(bǔ)片等,筆者對(duì)Unigraphics軟件杯形體補(bǔ)片操作進(jìn)行介紹。

2 杯形體表面補(bǔ)片

表面補(bǔ)片是最易使用的補(bǔ)片操作,修補(bǔ)完全包含于單個(gè)面內(nèi)的孔,以一個(gè)零厚度的面覆蓋孔、槽等開放區(qū)域。當(dāng)一個(gè)包含孔的面被選中時(shí),系統(tǒng)搜索該面內(nèi)所包含的封閉環(huán)邊界或孔邊界,高亮顯示每個(gè)孔,并且按照設(shè)置修補(bǔ)面上的孔。

在Unigraphics軟件模具工具欄中選擇表面補(bǔ)片,顯示選擇面對(duì)話框。在工作區(qū)選擇杯形體上需要修補(bǔ)的面,系統(tǒng)搜索所選面上的孔,并高亮顯示。此時(shí)選擇要修補(bǔ)的孔,系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)修補(bǔ)。使用Shift鍵,選擇不需要修補(bǔ)的孔,可以取消孔的選擇。表面補(bǔ)片如圖1所示。

3 杯形體邊緣補(bǔ)片

當(dāng)待修復(fù)孔跨越單個(gè)面的邊界,或必須創(chuàng)建邊界但沒有相鄰邊選擇時(shí),可以通過修復(fù)孔的邊界進(jìn)行修復(fù),即邊緣補(bǔ)片。

使用Unigraphics軟件模具工具欄中的邊緣補(bǔ)片功能,啟動(dòng)引導(dǎo)式搜索對(duì)話框。選擇邊和線來定義創(chuàng)建的修復(fù)曲面的邊界,邊和線的選擇主要參照修補(bǔ)面的邊界。當(dāng)?shù)谝粭l邊界被選中時(shí),系統(tǒng)會(huì)高亮當(dāng)前路徑,并以邏輯定義的路徑為向?qū)?。邏輯定義路徑最能體現(xiàn)路徑完整性及準(zhǔn)確性,誤差較小,邏輯度則更好,內(nèi)容通常更完整。打開曲線/邊選擇對(duì)話框,根據(jù)需要選擇提示的路徑。當(dāng)路徑被選中時(shí),系統(tǒng)會(huì)在邏輯上推斷出視圖區(qū)域中修復(fù)邊界所在的面,并要求選擇添加或刪除面。系統(tǒng)根據(jù)路徑的實(shí)際情況及與要修復(fù)面的情況,進(jìn)行智能化形狀選擇,按照已經(jīng)邏輯定義的標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充完整。在邏輯定義路徑指導(dǎo)下,能夠清晰地看到要修補(bǔ)的形狀、大小與厚度。如果系統(tǒng)邏輯推斷出的修復(fù)面不是需要的修復(fù)面,那么點(diǎn)擊選擇另一面按鈕,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)選擇另一個(gè)修復(fù)面,對(duì)邊進(jìn)行修復(fù),完成修補(bǔ)的雙向操作。通過以上操作,完成對(duì)杯形體邊緣補(bǔ)片,過程如圖2所示,結(jié)果如圖3所示。

為了切實(shí)做好邊緣補(bǔ)片,還需要人為對(duì)邏輯定義的結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn),確保邏輯定義得到的形狀、大小與杯形體相同,進(jìn)而提高邊緣補(bǔ)片的準(zhǔn)確性與有效性。另外,需要注意不能只修復(fù)一面而遺漏另一面。

4 杯形體自動(dòng)孔補(bǔ)片

在補(bǔ)片操作中,自動(dòng)孔補(bǔ)片也很常見,同樣是基礎(chǔ)的補(bǔ)片操作,體現(xiàn)了補(bǔ)片的智能化與自動(dòng)化。一般而言,使用自動(dòng)孔補(bǔ)片能夠修補(bǔ)模具中的絕大多數(shù)通孔,在曲面的通孔上也能夠自動(dòng)貼合。在對(duì)杯形體進(jìn)行自動(dòng)孔補(bǔ)片時(shí),使用Unigraphics軟件模具工具欄中的自動(dòng)孔補(bǔ)片功能,這一功能會(huì)提供含有補(bǔ)片環(huán)選擇的對(duì)話框。在對(duì)話框中,循環(huán)搜索方法選項(xiàng)組中選中自動(dòng),修補(bǔ)方法包括修補(bǔ)型腔側(cè)面、修補(bǔ)型芯側(cè)面和逐個(gè)進(jìn)行三種。修補(bǔ)型腔側(cè)面、修補(bǔ)型芯側(cè)面的位置與脫模等工藝有關(guān)。選中逐個(gè)進(jìn)行修補(bǔ)方法,直接進(jìn)行自動(dòng)修補(bǔ),系統(tǒng)會(huì)顯示一個(gè)接一個(gè)地修補(bǔ)環(huán)對(duì)話框,如圖4所示。

在一個(gè)接一個(gè)地修補(bǔ)環(huán)對(duì)話框中,單擊修補(bǔ)按鈕,將對(duì)所選的封閉孔進(jìn)行修補(bǔ)。單擊跳過按鈕,將忽略所選的封閉孔,并繼續(xù)選擇下一個(gè)封閉孔,被忽略的封閉孔不進(jìn)行修補(bǔ)。單擊抽取按鈕,將提取與所選的封閉孔相匹配的曲線,提取的曲線可以用于創(chuàng)建一個(gè)定制的修補(bǔ)實(shí)體或片體。以上三個(gè)按鈕對(duì)應(yīng)的功能各有不同。修補(bǔ)按鈕的功能主要是修補(bǔ),指對(duì)所選區(qū)域內(nèi)的封閉孔進(jìn)行修補(bǔ)。跳過按鈕的功能是忽略所選的封閉孔,可以由操作者選擇需要修補(bǔ)的封閉孔。抽取按鈕的功能是提取曲線,創(chuàng)建一個(gè)另外定制的修補(bǔ)實(shí)體,相比前兩個(gè)按鈕,功能更加靈活,也更能體現(xiàn)自動(dòng)孔補(bǔ)片的敏捷性。

有些模具的孔洞需要人為進(jìn)行設(shè)置,通過人為組合變得更加完整。設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)同樣是參考三維多面的邏輯定義,實(shí)現(xiàn)對(duì)模具的整體補(bǔ)充。

自動(dòng)孔補(bǔ)片如圖5所示。在自動(dòng)孔補(bǔ)片過程中,首先測(cè)量需要補(bǔ)片的大小與厚度,然后對(duì)需要補(bǔ)片的位置進(jìn)行顏色標(biāo)記,最后結(jié)合杯形體的造型設(shè)計(jì)和具體情況進(jìn)行具體功能的選擇,更好地達(dá)到對(duì)杯形體自動(dòng)孔補(bǔ)片。在對(duì)杯形體側(cè)面環(huán)形方孔補(bǔ)片時(shí),除確定三維體系的三個(gè)層面坐標(biāo)外,還要對(duì)曲面的彎度進(jìn)行測(cè)定。把握好厚度、大小、彎曲度,才能保證杯形件自動(dòng)孔補(bǔ)片的整體效果,提高補(bǔ)片的有效性。對(duì)杯形體自動(dòng)孔補(bǔ)片,還需要注意對(duì)杯洞的雙面補(bǔ)貼,如果只補(bǔ)一面,會(huì)導(dǎo)致杯形體結(jié)構(gòu)整體失去平衡。除底面和頂面外,側(cè)面同樣需要做好雙面補(bǔ)貼。

5 杯形體曲面補(bǔ)片

曲面補(bǔ)片與表面補(bǔ)片不同,有曲面度與曲面兩大要素。如果只采用表面補(bǔ)片,那么補(bǔ)片與模具接觸可能不夠吻合,也不夠緊貼。當(dāng)表面補(bǔ)片不成功時(shí),可以使用建模的自由曲面功能或其它功能來人工創(chuàng)建一個(gè)修補(bǔ)曲面。人工創(chuàng)建時(shí),需要對(duì)曲面的曲面度進(jìn)行測(cè)量。在對(duì)補(bǔ)片位置、大小、曲面度等要素確定后,初步構(gòu)成曲面補(bǔ)片的大概形狀。創(chuàng)建好修補(bǔ)曲面,便可以使用現(xiàn)有曲面功能選擇所創(chuàng)建的修補(bǔ)曲面作為片體補(bǔ)丁,系統(tǒng)應(yīng)用這個(gè)片體補(bǔ)丁去修剪模具型芯和型腔。

在曲面補(bǔ)片時(shí),要注意對(duì)補(bǔ)片大概形狀的把握,防止出現(xiàn)過大過小或曲面度不合適的情況。另外,曲面度一般不是一個(gè)固定的單一數(shù)值,而是體現(xiàn)形狀變化的一連串?dāng)?shù)值表現(xiàn)。在曲面測(cè)量和設(shè)計(jì)時(shí),要盡量做到與實(shí)物高度匹配,可以先用框圖進(jìn)行模擬設(shè)計(jì),框圖過大或過小都會(huì)造成曲面補(bǔ)片失敗。對(duì)杯形體進(jìn)行曲面補(bǔ)片時(shí),創(chuàng)建自由曲面作為修補(bǔ)曲面,如圖6所示。創(chuàng)建修補(bǔ)曲面后,利用Unigraphics軟件模具工具欄中的現(xiàn)有曲面功能,通過設(shè)置曲面度,實(shí)現(xiàn)對(duì)杯形體的自動(dòng)補(bǔ)充,確保曲面的吻合度。在軟件中使用曲面功能,會(huì)有選擇片體對(duì)話框,片體形狀存儲(chǔ)于形狀庫中。然后選擇所創(chuàng)建的修補(bǔ)曲面,系統(tǒng)應(yīng)用這一修補(bǔ)曲面對(duì)原有曲面進(jìn)行修補(bǔ),曲面補(bǔ)片結(jié)果如圖7所示。曲面補(bǔ)片比較充實(shí),創(chuàng)建修補(bǔ)曲面時(shí),特別要注意杯形體結(jié)構(gòu)和需要補(bǔ)片的結(jié)構(gòu),曲面度以實(shí)際杯形體為準(zhǔn),除考慮側(cè)面的曲面度,還需要考慮平面上單條邊的曲面度?？傮w而言,杯形件曲面補(bǔ)片比較復(fù)雜,但是只要注意各項(xiàng)細(xì)節(jié),依然能夠保證補(bǔ)片效果。

6 其它補(bǔ)片方法

除了上述常見的四種補(bǔ)片方法,還有其它補(bǔ)片方法。在Unigraphics軟件中,通過實(shí)體創(chuàng)建工具所創(chuàng)建的規(guī)則長(zhǎng)方體特征稱為方塊。創(chuàng)建方塊工具適用于除模具總裝配體外的特征創(chuàng)建,方塊不僅可以作為模

胚使用,而且能夠用于修補(bǔ)模具的開放區(qū)域。在創(chuàng)建方塊時(shí),用作參照的面可以是平面,也可以是曲面,程序會(huì)按一定的尺寸、方向自動(dòng)延伸方塊邊界面。

在修補(bǔ)面的形狀設(shè)計(jì)中,如果有更加準(zhǔn)確的基數(shù)參考,那么能夠確保補(bǔ)片效果。單擊Unigraphics軟件模具工具欄中的創(chuàng)建方塊按鈕,打開創(chuàng)建方塊對(duì)話框,如圖8所示。在創(chuàng)建方塊對(duì)話框中包含兩種類型:對(duì)象包容方塊和一般方塊。

補(bǔ)片時(shí),需要分割實(shí)體。分割實(shí)體指用一個(gè)面或其它幾何體去分離一個(gè)實(shí)體,分離后的實(shí)體保留所有參數(shù)。需要注意的是,分割實(shí)體不能在模具總裝配體結(jié)構(gòu)中使用,因?yàn)槟＞呖傃b配體結(jié)構(gòu)是一個(gè)整體,分割實(shí)體會(huì)破壞這一整體的完整性,并且體現(xiàn)不出模具總裝配體結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì),發(fā)揮不了分割實(shí)體的作用。另一方面,Unigraphics軟件模具工具欄中的分割實(shí)體功能與建模模塊中的拆分體功能既有原理方面的類似,也有應(yīng)用方面的不同。分割實(shí)體功能對(duì)分割后的實(shí)體保留所有參數(shù),包括父子關(guān)系。而拆分體功能在分割結(jié)束后自動(dòng)移除所得實(shí)體中的參數(shù)。對(duì)于分割實(shí)體功能與拆分體功能,根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)和要求,展開相應(yīng)的應(yīng)用。

7 結(jié)束語

筆者對(duì)Unigraphics軟件杯形體補(bǔ)片操作進(jìn)行介紹,包括表面補(bǔ)片、邊緣補(bǔ)片、自動(dòng)孔補(bǔ)片、曲面補(bǔ)片等。補(bǔ)片操作是一個(gè)重要環(huán)節(jié),會(huì)影響分模過程。

未來,需要專業(yè)人員對(duì)補(bǔ)片操作進(jìn)行深入研究,探索更多更好的補(bǔ)片方法,確保對(duì)模具實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、快捷、準(zhǔn)確的修補(bǔ)。