Unigraphics软件杯形体补片操作*

2022-09-01彭秋霖

机械制造 2022年6期

□ 彭秋霖

重庆科创职业学院重庆 402160

1 分模和补片概述

在应用Unigraphics软件进行分模的过程中,补片是分型生成模具型芯和型腔的重要准备工作。分模指设计一个平面或者曲面,作为分模面,分模面将模具分割为型芯和型腔两个部分。分模面需要能够被软件识别,为确保分模面的识别度,分模面应当体现完整形状,这就要求在分模面中做好标记和区分。为了保证分模面的结构性和识别度,一般将分模面上开放的孔和槽覆盖起来,这些需要覆盖的孔和槽就是需要修补的地方。实现覆盖功能的操作称为修补,是分模前必须完成的工作。修补零件会直接影响后续分模效果,以及模具的完整性。修补的方式有很多种,通常普通采用的方式是补片,将修补的部分添加至型芯或滑块中,使用相应的运动机构,在模具注塑前合上,在产品顶出前移开。补片操作比较简单,不会引起其它操作牵连问题,在补片过程中还可以优化原结构的综合质量。补片一般包括表面补片、边缘补片、自动孔补片、曲面补片等,笔者对Unigraphics软件杯形体补片操作进行介绍。

2 杯形体表面补片

表面补片是最易使用的补片操作,修补完全包含于单个面内的孔,以一个零厚度的面覆盖孔、槽等开放区域。当一个包含孔的面被选中时,系统搜索该面内所包含的封闭环边界或孔边界,高亮显示每个孔,并且按照设置修补面上的孔。

在Unigraphics软件模具工具栏中选择表面补片,显示选择面对话框。在工作区选择杯形体上需要修补的面,系统搜索所选面上的孔,并高亮显示。此时选择要修补的孔,系统自动实现修补。使用Shift键,选择不需要修补的孔,可以取消孔的选择。表面补片如图1所示。

3 杯形体边缘补片

当待修复孔跨越单个面的边界,或必须创建边界但没有相邻边选择时,可以通过修复孔的边界进行修复,即边缘补片。

使用Unigraphics软件模具工具栏中的边缘补片功能,启动引导式搜索对话框。选择边和线来定义创建的修复曲面的边界,边和线的选择主要参照修补面的边界。当第一条边界被选中时,系统会高亮当前路径,并以逻辑定义的路径为向导。逻辑定义路径最能体现路径完整性及准确性,误差较小,逻辑度则更好,内容通常更完整。打开曲线/边选择对话框,根据需要选择提示的路径。当路径被选中时,系统会在逻辑上推断出视图区域中修复边界所在的面,并要求选择添加或删除面。系统根据路径的实际情况及与要修复面的情况,进行智能化形状选择,按照已经逻辑定义的标准补充完整。在逻辑定义路径指导下,能够清晰地看到要修补的形状、大小与厚度。如果系统逻辑推断出的修复面不是需要的修复面,那么点击选择另一面按钮,系统会自动选择另一个修复面,对边进行修复,完成修补的双向操作。通过以上操作,完成对杯形体边缘补片,过程如图2所示,结果如图3所示。

为了切实做好边缘补片,还需要人为对逻辑定义的结果进行校验,确保逻辑定义得到的形状、大小与杯形体相同,进而提高边缘补片的准确性与有效性。另外,需要注意不能只修复一面而遗漏另一面。

4 杯形体自动孔补片

在补片操作中,自动孔补片也很常见,同样是基础的补片操作,体现了补片的智能化与自动化。一般而言,使用自动孔补片能够修补模具中的绝大多数通孔,在曲面的通孔上也能够自动贴合。在对杯形体进行自动孔补片时,使用Unigraphics软件模具工具栏中的自动孔补片功能,这一功能会提供含有补片环选择的对话框。在对话框中,循环搜索方法选项组中选中自动,修补方法包括修补型腔侧面、修补型芯侧面和逐个进行三种。修补型腔侧面、修补型芯侧面的位置与脱模等工艺有关。选中逐个进行修补方法,直接进行自动修补,系统会显示一个接一个地修补环对话框,如图4所示。

在一个接一个地修补环对话框中,单击修补按钮,将对所选的封闭孔进行修补。单击跳过按钮,将忽略所选的封闭孔,并继续选择下一个封闭孔,被忽略的封闭孔不进行修补。单击抽取按钮,将提取与所选的封闭孔相匹配的曲线,提取的曲线可以用于创建一个定制的修补实体或片体。以上三个按钮对应的功能各有不同。修补按钮的功能主要是修补,指对所选区域内的封闭孔进行修补。跳过按钮的功能是忽略所选的封闭孔,可以由操作者选择需要修补的封闭孔。抽取按钮的功能是提取曲线,创建一个另外定制的修补实体,相比前两个按钮,功能更加灵活,也更能体现自动孔补片的敏捷性。

有些模具的孔洞需要人为进行设置,通过人为组合变得更加完整。设置的标准同样是参考三维多面的逻辑定义,实现对模具的整体补充。

自动孔补片如图5所示。在自动孔补片过程中,首先测量需要补片的大小与厚度,然后对需要补片的位置进行颜色标记,最后结合杯形体的造型设计和具体情况进行具体功能的选择,更好地达到对杯形体自动孔补片。在对杯形体侧面环形方孔补片时,除确定三维体系的三个层面坐标外,还要对曲面的弯度进行测定。把握好厚度、大小、弯曲度,才能保证杯形件自动孔补片的整体效果,提高补片的有效性。对杯形体自动孔补片,还需要注意对杯洞的双面补贴,如果只补一面,会导致杯形体结构整体失去平衡。除底面和顶面外,侧面同样需要做好双面补贴。

5 杯形体曲面补片

曲面补片与表面补片不同,有曲面度与曲面两大要素。如果只采用表面补片,那么补片与模具接触可能不够吻合,也不够紧贴。当表面补片不成功时,可以使用建模的自由曲面功能或其它功能来人工创建一个修补曲面。人工创建时,需要对曲面的曲面度进行测量。在对补片位置、大小、曲面度等要素确定后,初步构成曲面补片的大概形状。创建好修补曲面,便可以使用现有曲面功能选择所创建的修补曲面作为片体补丁,系统应用这个片体补丁去修剪模具型芯和型腔。

在曲面补片时,要注意对补片大概形状的把握,防止出现过大过小或曲面度不合适的情况。另外,曲面度一般不是一个固定的单一数值,而是体现形状变化的一连串数值表现。在曲面测量和设计时,要尽量做到与实物高度匹配,可以先用框图进行模拟设计,框图过大或过小都会造成曲面补片失败。对杯形体进行曲面补片时,创建自由曲面作为修补曲面,如图6所示。创建修补曲面后,利用Unigraphics软件模具工具栏中的现有曲面功能,通过设置曲面度,实现对杯形体的自动补充,确保曲面的吻合度。在软件中使用曲面功能,会有选择片体对话框,片体形状存储于形状库中。然后选择所创建的修补曲面,系统应用这一修补曲面对原有曲面进行修补,曲面补片结果如图7所示。曲面补片比较充实,创建修补曲面时,特别要注意杯形体结构和需要补片的结构,曲面度以实际杯形体为准,除考虑侧面的曲面度,还需要考虑平面上单条边的曲面度。总体而言,杯形件曲面补片比较复杂,但是只要注意各项细节,依然能够保证补片效果。

6 其它补片方法

除了上述常见的四种补片方法,还有其它补片方法。在Unigraphics软件中,通过实体创建工具所创建的规则长方体特征称为方块。创建方块工具适用于除模具总装配体外的特征创建,方块不仅可以作为模

胚使用,而且能够用于修补模具的开放区域。在创建方块时,用作参照的面可以是平面,也可以是曲面,程序会按一定的尺寸、方向自动延伸方块边界面。

在修补面的形状设计中,如果有更加准确的基数参考,那么能够确保补片效果。单击Unigraphics软件模具工具栏中的创建方块按钮,打开创建方块对话框,如图8所示。在创建方块对话框中包含两种类型:对象包容方块和一般方块。

补片时,需要分割实体。分割实体指用一个面或其它几何体去分离一个实体,分离后的实体保留所有参数。需要注意的是,分割实体不能在模具总装配体结构中使用,因为模具总装配体结构是一个整体,分割实体会破坏这一整体的完整性,并且体现不出模具总装配体结构的优势,发挥不了分割实体的作用。另一方面,Unigraphics软件模具工具栏中的分割实体功能与建模模块中的拆分体功能既有原理方面的类似,也有应用方面的不同。分割实体功能对分割后的实体保留所有参数,包括父子关系。而拆分体功能在分割结束后自动移除所得实体中的参数。对于分割实体功能与拆分体功能,根据不同的模具结构和要求,展开相应的应用。