SolidWorks模具设计案例

SolidWorks模具设计案例

SolidWorks的模具工具已存在许久，但因为默认值的关系，想必有多数使用者可能还不知道SolidWorks本身就有模具的工具吧。而本章节除了是要让读者们能知知道有这样的工具之外，同时也为模具工具做了一些说明，希望这一篇能为各位带来显著的学习效果。 单纯只讲模具的话，这所牵扯的范围有些广泛，因此笔者将范围与应用的部分缩小至塑料模具的部分。会特别这样说明是因为SolidWorks的模具工具还可应用在铸造模具上，如果跳脱模具工具这四个字而将其他工具一并纳入，那么又可以涵盖到冲压模或是连续冲压模具。

图1 模具设计

当我们呼叫出模具工具时，可以看到几个主要的功能，像是缩放(缩水率)、分模线、模具分割…等，除此之外还可以看到几个曲面的工具在这其中(图2)。曲面工聚会放置在模具工具中有一个主要的因素，SolidWorks中的模具功能会使用到大量的曲面功能，也就是说，当我们使用模具的功能时，会有部分的指令其实是在执行产生曲面的相关动作，因此，为了面对各种不同的产品、模具需求，因此会需要使用到曲面的工具来辅助。

图2 模具工具

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接下来将会以一个范例来为读者们介绍模具工具中的主要功能，曲面相关的工具则不在此篇探讨的范围之内，而主要的工具有『拔模分析』、『底切分析』、『分模线分析』、『拔模』、『缩放』、『插入模具文件夹』、『封闭曲面』、『分模曲面』、『模具分割』、『侧滑块』，工具栏中除了刚刚所提到的曲面工具之外，还可以看一个名为「分割线」的工具，尽管这一个工具并不列在这次的介绍中，但读者们可要好好记得与学习这一个工具，因为他能给你所想要的分模线位置。

拔模分析，此功能主要在于帮助我们了解模具在脱模的时候，是否会有倒勾的状况发生，或是帮我们了解哪些地方的拔模角度是不够的，底下就用比较简单且夸张一些的角度来说明一下，上下个为公模具，而中间则为产品；图3的情况则是最佳的状况，脱模的时候就自然与产品有间隙并顺利脱模。图4则是需要改善的状况，一般来说，模具的设计都会尽量给予角度，而此状况则是不足所需求的脱模角度。图5则是最糟情况，这样的状况可是会让产品无法顺利从模具中脱模。

图3 拔模角度情况最佳状况

图4 拔模角度需要改善

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图5 拔模角度最糟情况

透过刚刚三张图片，这便是拔模分析所要提供给我们检查的功能，让设计者在一开始就能知道那些地方是需要在修改的。拔模分析使用起来相当简易，且对于模具设计的人来说是一个非常重要而不可或缺的工具，大多数的情况之下，只要使用一般的检查就可以(图6)，检视上很简单，模具是公、母模仁两个主要构成，而图面中的绿色与红色代表的就是个别的模仁，这里我并不会特别去说明公、母模是哪个颜色，因为这可以对调，只要了解模仁所搭配的颜色中，没有其他颜色在范围里面即可，如果有，那就得视情况来决定是要修改模型，还是制作侧滑块、斜销。图7的功能则是帮我们将复杂的产品，直接透过隐藏与显示的方式来抓出哪些地方是会倒钩还是不足拔模角度，。图8则是透过手动的方式来检视；由于前两个设定只能针对单一的脱模方向来检查，而这个设定可以动态调整并且实时显示，如此一来我们就可以清楚的知道要以哪个方向作为我们的脱模方向了。

图6 拔模分析一般检查

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图7 复杂产品检查

图8 手动检查

底切分析，这个功能主要就是协助我们将公母模仁无法直接成形的位置抓取出来，像这样的地方一般来说就是要制作侧滑块或是斜销了。由图9来看，同样设定上基准面来做为脱模方向，这时模型所显示的外观会与刚刚的拔模分析不太一样，而这边我们主要要注意的地方就是有出现红色的位置，这些地方就是我们要制作滑块的位置了。

图9 底切分析

分模线分析，这个功能有些特别，主要运用于造型曲面且不好抓取分模线的产品，可以直接透过这一个功能将虚拟的分模线显示出来，图10中的紫色线条就是虚拟的分模线。透过这样的方式，我们就可以直接以这一条线段为参考，然后在将实际的分模线位置透过其他工具分割后取得。

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图10 分模线分析

拔模，这个工具主要是将不足所需求的拔模角度直接进行修正(图11)，图片中是两个边长50mm的正方形，经过拔模功能修正之后，会依照设定的角度与拔模方向给予变化，因此在使用上必须要特别注意，而通常指定为中立面的位置，最后是不会因为拔模面的关系而影响到既有的面积范围，建议还未了解此功能所造成的影响之前，先透过简单的几何来进行练习，如图中的正方形，就是一个很容易理解的方式。

图11 拔模

缩放，此功能若是直接翻译成缩水率，想必大家应该都能马上理解这一个功能，但因为缩放不只能应用在模具上，所以就以较能通用的名词来使用。无论是铸造或是塑料射出，基本成形原理都是将原料热熔之后再注入模穴中来冷固成形，而根据物质「热胀冷缩」的原理，成品在冷固成形之后的尺寸会因此而缩小，因此我们在整个模具的设计开端就必须要先给予一个比例来放大，这样最后在冷固成形时才会把尺寸缩小回来到正确的尺寸。依照材料、产品大小与复杂程度不同，所需要给予的比例不尽相同，而此范例中所给予的1.06所代表的是百分之6，也就是放大6/100，不过常见的比例并非是百分比，而是千分比，只是SolidWorks会自动地将小数值末的0值自动删除，因此就已百分比来做表示。产品如果因外型关系而造成收缩不等比例，那么便可以取消一致缩放来个别为不同的轴向予不同的缩水率。(图12)(图13)

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