1 引言
冰箱作为日常生活中必不可少的家电产品,主要由箱体和门体两大部分组成,在生产制造过程中要用到钣金模、注射模、吸塑模、发泡模等成型。冰箱的发泡模基本属于聚氨酯泡沫的闭模浇注,发泡模零件并不直接与聚氨酯接触;由聚氨酯原料填充冰箱壳体和内胆等围成的空腔,经化学和物理作用形成细密的泡沫,起绝热和支撑作用。冰箱箱体由冷藏室和冷冻室两部分构成,在箱体中包括内胆、保温材料及各种钣金件等。冷藏室中上、下两部分及排水槽处在发泡时存在脱模问题,冷冻室底部装压缩机处也存在相同的问题,因此设计时采用滑块机构。图1 为冰箱的结构组成及相应的模具类型。
图1 冰箱的结构组成及相应的模具类型
2 NX二次开发概述
NX二次开发是指在NX或用户的具体需求,为实现某种特定的功能,开发面向企业或用户的专用软件。发泡模标准件库的三维参数化设计是在NX平台上,利用NX二次开发工具,建立一套完整的标准件模型库,该模型库不仅能够实现对标准件的添加、删除等操作,还方便对所需的零件规格进行查找、入库等操作,使用简单方便,极大地提高用户的工作效率。
NX软件为用户提供的二次开发工具主要有NX/Open UIStyler、NX/MenuScript、NX/Open API 和NX/Open Grip。NX二次开发程序最终采用动态链接库技术,生成.dll 文件。在NX中,规定内部应用程序开发要以动态链接库的方法对NX进行应用开发和功能扩展。在Visual C++6.0中,将程序进行编译链接后最终生成.dll 文件,启动NX程序时系统会自动加载生成的.dll 文件供菜单调用,进而实现二次开发程序与NX界面的融合。
3 冰箱发泡模实体造型
3.1 发泡模外部结构
图2 发泡模冷冻室模型
图2 为冰箱发泡模冷冻室模型,设计时应注意以下几个方面:
(1)A 处相对于下面突起,并在发泡时不能入模和脱模,因此要设计抽芯滑块机构。
(2)B 处可以根据用户的需要自定义其特征。
(3)C 处活动块与箱体在位置关系上比较复杂,为保证箱体结合处型面一致,可以从箱体模型中裁剪或分割成型。
图3 发泡模冷藏室模型
图3 为冰箱发泡模冷藏室模型,设计时应注意以下几个方面:
(1)D 处与A 处类似,需设计抽芯滑块机构。
(2)E 处是冰箱的接水槽结构,相对于内胆底部倾斜凸出,因此该处要设计滑块机构,在冰箱冷藏室设计时,应该首先把接水槽开口处密封,这样有利于其后续加工。
(3)在接水槽凹槽设计完成后,腔体应该挖空,E处后面及侧面根据用户需要自定义其特征。
3.2 发泡模内部结构
在冰箱发泡模的实体造型过程中,由图4、图 5可以看到冷藏室、冷冻室的内部结构。冰箱发泡模的关键技术在于冷藏室和冷冻室的主体结构设计,在造型上具有以下特点:
(1)所有表面在连接处都要保证光滑过渡。
(2)冷藏室和冷冻室的主体表面大多由圆弧面等组成。
(3)所有竖直面要保证有较小的脱模斜度(0.5°~3°)。冷藏室和冷冻室的整体结构如图6 所示。
图4 发泡模冷冻室内部结构
图5 发泡模冷藏室内部结构
图6 冷藏室和冷冻室的整体结构
3.3 发泡质量问题及改进措施
冰箱在生产过程中会遇到很多问题,其中的一个重要问题是发泡模在注射发泡后内胆的角部产生皱筋,这样会导致箱体报废。针对此问题,在设计时提出以下方案:
(1)调节模芯内部温度,控制模具加温系统。对模芯温度进行调节,一方面可以对模温机进行温度调节,另一方面可以通过冷却设备在开模时对模芯进行冷却处理。
(2)箱体内胆角处保证有足够的厚度。通过对上道工序进行严格的质量控制,保证箱体内胆角处的厚度大于0.5mm ,如有必要还可增加角部的过渡圆角半径。
(3)采用工装和加强内胆强度。在内胆容易起筋变形处粘贴铝箔胶,以加强内胆的强度。
3.4 发泡模结构的标准件
冰箱发泡模很多结构定义成标准件存放于发泡模标准件库中,像冷藏室、冷冻室中的滑块、定位板、连接杆都可以作为标准件存入发泡模标准件库,方便用户使用时随时调用,从而减少建模步骤,提高工作效率。
4 冰箱发泡模标准件库的三维参数化设计
4.1 系统界面
为满足发泡模的参数化设计系统要求,用户使用的发泡模标准件库界面需求如表1所示。
表1 发泡模标准件库界面需求
4.2 界面菜单的定制
在startup 文件夹下建立菜单文件,ACTIONS后面为对话框的名称。
VERSION 120
EDIT NX_GATEWAY_MAIN_MENUBAR
BEFORE NX_HELP
CASCADE_BUTTON JingweiMould
LABEL
END_OF_BEFORE
MENU JingweiMould
BUTTON moju_1
LABEL生成参数化零部件
ACTIONS IDD_Moju_Parameter
CASCADE_BUTTON ASSEMBLYPART
LABEL装配参数化零部件
.........
ACTIONS IDD_Moju_Zhichou
END_OF_MENU
最终生成的菜单如图7所示。
图7 最终生成的菜单
4.3 用户对话框设计
利用Visual C++6.0中的MFC(C++ 的图形化界面语言)建立用户人机交互界面,具体步骤如下:
(1)建立程序框架。
(2)建立 MFC 对话框。
(3)MFC 对话框类CDialog的建立及相应变量的定义。
4.4 访问外部数据的方法
该发泡模标准件库的三维参数化建模采用ADO访问外部数据。在NX二次开发中,系统访问的外部数据主要有Excel表、关系型数据库表等,一般通过下面方法对这些外部数据进行访问:
(1)通过 NX/Open API 提供的文件操作函数访问外部数据。
(2)通过 ODBC 数据源访问外部数据。
(3)通过 ADO访问外部数据。
4.5 发泡模标准件库
图8为选定零件并选择参数对话框,用户可在图8对话框中选定零件并选择参数,并在图9对话框中根据需要插入或删除相应的零件,当插入新的零件时可在图10入库对话框中输入新的零件参数值。最后在图11NX界面中输出相应的零件三维模型。
图8 选定零件并选择参数对话框
图9 查询数据库对话框
图10 入库对话框
图11 NX界面
通过NX二次开发建立的发泡模标准件库,使用方法及功能如下:选择类别选项,可供选择的有发泡模冷藏室和冷冻室的各类标准件,然后选择对应的零部件,点击确定零部件后出现零部件设计参数对应的三维视图。如果要更改其中的参数,可以从数据库中选择参数,进入查询数据对话框,在里面进行具体参数的修改,包括查询、删除等功能;如果想添加一个不同尺寸规格的同一类型的零件,可以先选中一条记录,然后点击入库按钮进入入库对话框,更改相应的参数。最后返回到选定零件并选择参数对话框,点击OK,即可在 NX中生成相应的零部件。
5 结束语
基于参数化设计的冰箱发泡模标准件库,可以准确、快速地开发模具标准件,用户使用快捷、方便,大大节省了工作时间和操作成本。开发的发泡模标准件库三维建模CAD 系统,在启动NX时会自动添加到NX系统的主菜单上,与NX界面友好地集成在一起,方便用户在标准件库中添加、删除、修改 零件,便于企业对发泡模标准件库的使用和管理。
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本文标题:基于NX的冰箱发泡模标准件库的参数化设计