1 紙模及其模具設計CAD現狀
目前在我國，絕大包裝材料多數紙漿模塑模具設計還是憑實踐經驗，利用一般的二維CAD軟件如AUTOCAD、CAXA電子罔板等進行。這些軟件與國內外機械行業目前常用的實體造型模具設計軟件UG、CATIA和Pro/E等相比，在造型能力、模具設計的靈活性和設計資源共享等方面有著明顯的不足。Pro/ENGINEER是一套基於三維基礎上進行設計的工具。其強大的功能是其它3D設計軟件所不能比擬的。運用手工設計制圖早已成為歷史。即使采用像AutoCAD進行設計也顯得效率低和不夠直觀，AutoCAD的三維設計的功能與其相比也較弱，Pro/ENGINEER提供了一個較為完整的解決方案。從全參數設計，到基礎模型等都與傳統的CAD系統有著極大的不同。由於目前紙漿模塑制品的模具設計尚處於初級階段，其加工組裝等工序大部分還是依靠手工完成。同時。它不同於塑料模具的設計，要考慮到注塑問題， 因此不涉及流道、澆口、冷卻系統和頂杆等的設計。本文參考Pm/E中模具設計(MOLDDESIGN)模塊的功能及其設計流程。將紙漿模塑制品的模具設計和Pro/E中模具設計模塊進行合，總結得出了利用Pro/E進行模具設計的新方法。為紙漿模具設計提出了新的方式。
2 紙漿模制品模具設計的一般步驟
一般情況下模具的設計步驟如下：
(1)收集資料對包裝用紙漿模制品模具設計的第一步是收集必要的資料，被包裝物的性質、形狀、尺寸。重量和包裝技術要求等資料，最好有被包裝物的實物和圖紙。
(2)紙漿模制品的設計根據實物與圖紙設計紙漿模產品 ，產品應根據用戶要求而定。如果是全封閉包裝應選擇合理的分離面。做成二個紙漿模制品；如果是對稱包裝，則只是左右手的結構異構件。
(3)模具種類的選擇按產品的性質與用途選擇合適的模具結構形式、材料、加工方法等技術路線。
(4)進行必要的工藝計算根據紙漿種類，紙漿的加工條件和生產時產品成型及干燥條件。計算濕紙模的外型尺寸和內腔的定位面受力點的尺寸。
(5)模具總體沒計根據上述分析和初步計算，可進行模具總體設計。通常先畫結構草圖，算出模具的閉合高度，定出模具的外型尺寸，然後對各部件的結構進行設計，確定最佳方案。
上述5個步驟互相聯系、相互結合、相互補充。一般情況下，在總體設計時，Fh於同時考慮對各部件的設計，他們之間的先後次序並非絕對的。紙漿模塑整個生產的過程中有成型模具、定型模具、整型模具和模切模具等，根據生產工藝的不同以及所生產在制品的不同。模塑生產中所需要的模具也不相同。盡管每套模具在結構設計上基本相同，但在尺寸方面仍存在著差異。成型模具和整型模具相比，涉及到一個收縮率的問題，而整型模具的尺寸是直接根據紙模的內、外尺寸得到，相對比較簡單明了，因此本文主要以整型模具的結構設計來說明Pro/E中模具的設計過程。
3 Pro/ENGINEER中模具設計流程
利用Pro/E進行紙漿模塑制品的模具設計主要應用了其模具設計(MOLDDESIGN)模塊，通常情況下，模具設計流程如下：
(1)進入Pm/ENGINEER 中的模具設計(MOLDDESIGN)模塊，創建參照模型。可以裝配參照模型和工件，或直接創建參照模型和工件，或檢索模具模型。
(2)創建模具模型的收縮。可為某些或所有尺寸創建各項同性的比例收縮或收縮系數。可將按尺寸收縮應用到設計模型上，使設計模型保持不變，以便在其它應用程序中使用。
(3)定義體積塊或分型面以將其分割成單獨的元件。
(4)抽取模具體積塊以生成模具元件。抽取完成後。模具元件成為功能完全的Pro/E零件。它可以在零件模式中調出，在繪圖中使用，以及應用Pm/NC進行加工等。
(5)增加澆口，澆道和流水線作為模具特征。
(6)定義模具開模的步驟。對每一步進行是否與靜態零件相干涉的檢測。有必要時。修改模具元件。應 CAVITY文件。以上步驟是針對於塑料注塑模具的設計過程，其巾涉及到模具收縮率，澆El。澆道等設計問題，而在紙漿模塑模具的設計過程巾不會涉及這些問題 由於紙漿模塑制品的成型模具為具有多孔和切口的金屬模。模上包有一層金屬網(一般稱之為網模)， 因此加工得到的成形模具與所設計出來的模具還是有差別的 但這種差別是可以消除的，設計者可以根據實際模具與設計模具之間存在的差別取得經驗數據並重新應用於設計中。本文只注重於利用Pro/E進行模具的結構設計，至於完整模具的組裝及加工等問題，有待於進一步的研究。紙漿模具的設計是建立在紙模制品尺寸確定的基礎上。因此結合上述模具設計流程，本文首先進行紙模制品結構的設計， 根據在MOLDDESIGN模塊中模具及其紙模制品的相互對應關系。在工件巾以模塑制品的表面為分型面進行分割，得到模具的上凸模具和下凹模具。紙漿模具的設計不同予塑料注塑模具，不需要考慮澆口、澆道、流水線等的設計。
4 具體紙模制品及其模具設計範例
4。1 以紙模包裝盒產品的模具設計流程進行簡單的介紹
(1)新建MANUFACTURING模塊下的MOLD
(2)直接插入包裝盒零件，或者直接在組裝模式下設計包裝盒零件。設計好的紙模結構
(3)在組裝模式下直接進行輔助T件的設計，此工件用來形成模具的凸模體積塊(MOLD—VOLUME1)和凹模體積塊(MOLD—VOLUME2)，工件顏色區別於紙模的顏色。
(4)復制包裝盒的外表面得到分型面，然後將分型面向各方向進行延拓，使其與輔助件面相交。分型面的建立直接影響著模具元件的生成。其創建過程不能自相交。利用分型面分割得到模具體積塊。模具體積塊是只有體積，沒有質量的凸、凹模型腔。賦予模具材料得到其模具元件，得到的上凸模具(MOLD—CORE)和下凹模具(MOLD—CAVITY)。
(5)分別定義凸模和凹模的上、下移動。由上述可知，利用Pm/E進行設計時，重點是進行了包裝盒的結構設計，在包裝盒的設計過程中用到了Pro/E中的三維建模功能，如托伸，旋轉，抽殼，拔模，倒圓角，孔等諸多特征。而模具元件的生成則是通過分型面將輔助工件塊進行分割得到體積塊。體積塊經過抽取得到對應的上，下模具元件。南此得到的模具及其紙模制品是完全配套的，因此其模具的尺寸和紙模制品的尺寸是完全對應的。
4。2 利用Pm/E進行紙模模具設計的優點
(1)設計思想簡單。將傳統方式下根據紙模制品的尺寸。經過計算然後進行模具的設計這種方式轉變成只進行其紙模制品的結構設計，之後得到其對應的模具。簡化了復雜繁重的繪圖工作。
(2)模具尺寸和紙模尺寸的精確對應性。單獨進行設計時，由於人為原岡會導致一定的誤差。使得紙模和模具之間的配合不夠精確，而利用Pr0/E進行設計的模具尺寸是根據紙模的尺寸而得到的。因此尺寸相對精確。
(3)模具設計的效率高，時間短。
留言列表
