Equipment Manufactring Technology No.8，2009
随着现代工业的发展，传统的模具制造已无法满足要求，
模具 ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ 是一项改造传统模具生产方式的高科 技、高效益的系统工程，而使用基于特征的参数化造型 Ｐｒｏ／Ｅ 软件， 其造型效率明显超过其它传统的造型方法，从设计到加 工制造已全面集成，是一套 ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ 软件的代表产品，
非常适合模具的设计和加工。
１ 塑件的工艺性分析
本设计中的制品玩具球拍外形尺寸为 ２２０ｍｍ×５２０ｍｍ，
如图 １ 所示，手柄和外框有许多加强筋以保证球拍的强度，球 拍中击球面是由多条筋的网格组成。手柄部分为空心，手柄末 端用塞子将孔封住。
玩具球拍材料为聚丙烯（ＰＰ），计算收缩率为 １．０ ％￣３．０ ％，
取平均收缩率为 １．５ ％。塑件的技术要求为：外表平整、过渡光 滑，击球网处弹性好，无毛刺、缩水等缺陷，安全无毒，适合幼 儿使用。
２ 基于 Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ 的模具设计
根据塑件结构特点，该模具型腔采用一模两腔，型腔布置 设计成图 ２ 的形式，一方面使料流平衡流动，另一方面模具结 构紧凑。型芯上两个滑块的运动方向，与模板的边缘平行，以 便于滑块上导滑槽的加工。
从图 １ 中可看出，塑件手柄处有一侧孔，因此将成型手柄 中空的部分设计为活动部件，两个侧型芯分别位于模具的两 侧，型芯滑块在导滑槽内沿平行于分型面的 ２ 个方向上移动，
进行侧向分型与抽芯。模具采用斜销在定模、滑块在动模的形
式，进行侧向分型与抽芯。型腔可采用电火花腐蚀加工而成。
２．１ 分型面的创建
分型面的设计是在 Ｐｒｏ／Ｅ 中进行模具设计最重要的步骤，
分型面设计的合理与否，是模具设计成功及后续模具制造方 便与否的关键。为使制件从模具中顺利拔出，模具型腔必须从 某一位置分开，形成凹凸模，打开模具取出制品的面就称为分 型面，创建分型面时应注意以下几点：
（１） 不得通过有外观要求的表面，以免影响制件形状；
（２） 不得因分型面造成生产出来的制件产生台阶面；
（３） 分型面应位于易于加工的位置；
（４） 选取分型面时，应对浇注系统尤其是浇口的位置及形 状加以考虑。
结合玩具球拍的形状和结构特点，选择中间面为主分型 面，手柄的盲孔处作为侧分型面，以便于模具制造及塑件充模。
２．２ 模具成型零件设计
利用已经创建好的两个侧分型面和一个主分型面，分割 工件（Ｍｏｌｄ Ｖｏｌｕｍｅ｜Ｓｐｌｉｔ），先拆出侧型芯体积块，型芯滑块的顶 端由手柄镶件伸入到型腔中，以成型手柄的中空部分；再由 凸、凹模的体积块，产生主型芯和型腔；最后把分割工件形成 的两个型芯滑块、型腔及主型芯 ４ 个体积块，抽取（Ｍｏｌｄ Ｅｘ－
ｔｒａｃｔ）出来，得到实体零件。各零件的成型尺寸，是软件根据塑 件材料的平均收缩率和参考模型相应部位的尺寸，自动计算 出来的，与传统的设计方式相比，准确、高效、形象直观。图 ２ 为模具动模型芯三维图。
２．３ 浇注系统设计
该模具为两板式一模两腔形式，采用侧浇口，主流道位于 模具中心，分流道在分型面上布置：一方面尽量缩短流程，使
基于 Ｐｒｏ／Ｅ 的玩具球拍注塑模设计
高雨茁，王华山
（天津科技大学 材料科学与化学工程学院，天津 ３００４５７）
摘要：以玩具球拍塑件的模具设计为实例，阐明 Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ Ｗｉｌｄｆｉｒｅ 软件简单易学易用，功能强大，能够提高产品及模具的研发效 率，实现模具的三维设计，缩短设计和制造周期，提高产品设计准确性，降低设计成本。
关键词：玩具球拍；注塑模具；Ｐｒｏ／Ｅ；模具 ＣＡＤ
中图分类号：ＴＱ３２０．６６＋２；ＴＰ３９１．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－５４５Ｘ（２００９）０８－００７２－０２
收稿日期：２０１０９－０５－１０
基金项目：天津科技大学自然科学基金资助项目（２００５０２１４）
作者简介：高雨茁（１９７２—），女，辽宁海城人，讲师；研究方向：模具 ＣＡＤ；王华山（１９７１—），男，江苏泰州人，讲师，研究方向：材料成型与模具。
图 １ 玩具球拍模型
图 ２ 动模三维图 导滑槽
主流道及 分流道
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《 装备制造技术》２００９ 年第 ８ 期
锁模力平衡作用于模具上；另一方面使型腔排列紧凑，尽量减小模具尺寸。本设计中流道布置形式，采用平衡式分流道，即 从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸 都相同。其内部结构亦如图 ２ 所示。
２．４ 脱模机构设计
结合塑件形状及推出力计算，确定该模具采用推杆推出、
弹簧复位的机构，这种结构的特点是简单，更换容易，滑动阻 力小，顶出效果好，制造成本低。推杆相对于两个型腔对称布 置，以保证两个制品被推出时受力均匀、平稳。弹簧复位灵活、
方便，简化模具设计和制造。
２．５ 模架设计
本模具的模架，直接调用二次开发的塑料注射模具三维 标准模架库外形尺寸 Ｗ×Ｌ 为 ５００ｍｍ×７００ｍｍ 的 Ａ１ 型模 架［１］，模具组装后的三维图如 ３ 所示。由于侧型芯的抽拔距较 大，模具上设计了导滑槽延长段。
２．６ 模具工程图的制作
Ｐｒｏ／Ｅ 工程图模块的功能，就是制作 ２Ｄ 图纸，但跟传统的 ２Ｄ 绘图工具不同，它能将在 ３Ｄ 模式下进行的细节设计如尺 寸、注释、几何公差和其他的一些项目，传递到 ２Ｄ 视图中，保 证了整个工作流程的连续性和工程图纸的准确性。图 ４ 为模 具型腔工程图。
３ 模具动作过程
开模时，动模开始向后移动，滑块在斜导柱的作用下分别 向模具外侧移动：当其移动距离达到新型的抽拔距离时，侧型 芯与塑件完全脱离，滑块停止移动。当动模后退到注射机上的 液压顶杆顶住推板时，随着动模继续后退，推杆将塑件推离动 模型芯，即可取出塑件；合模时，注射机液压顶杆退回，脱模机 构在弹簧的作用下复位，滑块在斜导柱和楔紧块的驱动作用 下复位，合模结束，进行下一个成型周期的工作。
４ 结束语
该模具型腔的温度在 ５０￣９０℃。模具打开过程中，斜销将 侧型芯滑块抽离球拍的手柄孔，同时两个球拍塑件及流道凝 料，从进料一侧的型腔定模板中拉出，留在动模一侧。采用该 模具能以相对较低的模具费用，生产玩具球拍，但成型的塑件 需要手动从注塑机上取出。
该模具的型腔、型芯和侧型芯，均采用整体式结构，旨在 降低模具的制造难度，节约制造成本，且缩短生产周期。由于 塑件手柄处带有圆孔，型芯镶件亦作成圆形，加工及维修更换 均非常便捷，且成本较低。认为该模具的抽芯及脱模均平稳可 靠，由于采用了侧浇口，凝料易于去除，塑件质量可以满足技 术要求。
参考文献：
［１］ 申开智．塑料成型模具［Ｍ］． 北京：中国轻工业出版社，２００８．
［２］ 屈华昌．塑料成型工艺与模具设计［Ｍ］． 北京：机械工业出版社，
２００４．
［３］ 余 强． Ｐｒｏ／Ｅ 模具设计基础［Ｍ］． 北京：清华大学出版社， ２００５．
［４］ 杨 峰． Ｐｒｏ／Ｅ 中文野火版 ２．０ 塑胶模具设计［Ｍ］． 北京：清华大学出 版社， ２００５．
［５］ 陈志雄． 数控机床与数控编程技术［Ｍ］． 北京：电子工业出版社，
２００３．
Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ Ｔｏｙ Ｒａｃｋｅｔ
ＧＡＯ Ｙｕ－ｚｈｕｏ，ＷＡＮＧ Ｈｕａ－ｓｈａｎ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｔｉａｎｊｉｎ ３００４５７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｌｄ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｐｌａｓｔｉｃ ｔｏｙ ｒａｃｋｅｔ ｉｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｗｈｉｃｈ，Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｗｉｌｄｆｉｒｅ ｗｉｔｈ ｐｏｗｅｒｆｕｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｃａｎ ｂｅ ｅａｓｉｌｙ ｌｅａｒｎｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ＆ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｍｕｃｈ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ， Ｔｈｅ ３Ｄ ｍｏｌｄ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ／ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｃｙｃｌｅ ｃａｎ ｂｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｓｈｏｒｔｅｎ， ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｓｔ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎ ＆ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｉｓ ｒｅｄｕｃｅｄ ｇｒｅａｔｌｙ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｔｏｙ ｒａｃｋｅｔ： ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄ； Ｐｒｏ／Ｅ； ｍｏｌｄ ＣＡＤ 图 ３ 玩具球拍模具模架
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１． 定模底板；２．４．１２．螺钉 ；３．支架；５．拉料杆 ；６．动模垫 板；７．导柱 ；８．动模板；９．定模板 ；１０．导套；１１．定模底板 ； １３．定位环；１４．斜销；１５．锁紧楔；１６．滑块 ；１７．侧型芯；
１８．顶杆；１９．复位杆 ；２０．弹簧 ；２１．顶出固定；２２． 顶出板 图 ４ 模具装配图
