分模是模具結構設計的前提和基礎，是模具設計和制造的關鍵步驟，對塑模開發的成功與否起著決定性的作用。目前利用CAD/CAM軟件進行模具設計已經越來越廣泛，市場上的CAD/CAM軟件也是各具特色。其中CimatronE的快速分模功能是基于曲面分模，不需要修補塑件，零件自動按照分模方向分開，可以自動提取塑件的分型線，對于具有孔或者槽的塑件，在分模前不需要修補好這些結構，利用內分模面功能即可修補。因此軟件對原始3D模型質量的依賴大大降低，分模效率大大提升。
本文以某產品零件為例，探討了基于CimatronE的分模過程，并對兩種分模方案提出工藝比較，為產品零件的快速分模提供一定的參考依據。
一、零件結構分析
產品零件結構圖如圖1所示，模具設計的原則是凸模和凹模盡量采用刀具加工，減少后續的特種加工。利用軟件的尺寸分析功能，測量出上頂面9個小槽間的距離為2.3mm，用小刀加工即可，不需要電極加工。分析零件整體結構，該零件的模具設計方案為凸模、凹模和滑塊三部分。零件的內表面即為凸模外表面，零件的外表面則是凹模內表面，側面的6個開槽做成滑塊。
圖1 產品零件結構圖
二、基于CimatronE的分模過程
1.導入零件模型
點擊主界面的“分模設置”向導按鈕，彈出快速分模預設置窗口，根據提示，選擇原產品設計模型作為模具設計的參照模型。由于溫度和壓力的變化,注塑件從模具中取出后會產生收縮現象,為了補償注塑件體積收縮的偏差，在預設窗口中設置工作模型的收縮比例，一般情況下收縮率設置為0.5%，即比例放縮值為1.005。對具有較大面和較長結構的塑件，需要嚴格考慮塑料收縮的取向性，根據塑件尺寸精度選取相應的收縮比例值。
2.分配零件曲面
CimatronE一個強大功能就是快速斷開，該命令能快速分解零件曲面，并將其分配到各自設定的分模方向上，成為各分模面的主要組成部分。再利用手工方法修正自動分配錯誤的面及未分配的曲面。對于需要側抽的模型要增加新的分模方向。
對于本案例，進行快速斷開之前，先繪制滑塊輪廓線，將側面延輪廓線斷開，為滑塊的曲面分配做準備，如圖2所示。
圖2 將側面沿輪廓線斷開
快速斷開之后，對3個方向的型面進行拔模角度分析，出現了紅色顯示的曲面，即分模倒扣。檢查后發現紅色顯示的曲面其物體方向錯了，利用“物體方向”功能，用手動法改變物體方向即可。曲面的最后分配結果如圖3所示。
圖3 曲面分配效果圖
3.創建分模線
模具設計環節的關鍵在于分型面的設計。分型面的選擇直接關系到模具成型零件的結構、尺寸精度、表面質量、飛邊大小、脫模難易和制造成本。而創建分型面的重要前提工作就是建立正確的分模線，尤其外分模線。
利用CimatronE的分模線預覽功能，結合生產經驗，判斷分模線是否合理。若合理，則利用組合曲線功能將分模線組合起來。若不合理，則對個別曲面重新分配，以改變其分模線。
4.創建分模面
合理的分模線創建之后，創建分模面就比較容易了。分模面總的設計原則是保證塑件質量，簡化模具結構，有利于脫模，依據此原則，利用CimatronE的曲面功能創建分模面。因為本案例零件的所有內分模面都是規則的平面，因此利用工具欄“分模面→內分模面”功能，自動生成所有的內分模面。型芯和型腔的外分模面則利用“分模面→外分模面”功能，在外分模線基礎上外延100mm生成。側抽的外分模面，利用曲面掃掠功能完成。分模面創建完之后一定要利用快速斷開功能或者分模屬性功能，檢查外分模面分配的正確性。若分配不正確，則改變其分模屬性，將其附加到適合的型腔、型芯或側抽分模面上。本案例零件的分模面完成效果如圖4所示。
圖4 分模面效果圖
5.創建模具鑲塊
首先需創建模具毛坯，然后用型腔、型芯和側抽各自的分模面切割模具毛坯，從而分別獲得所需的實體形狀，即型腔、型芯和側抽的模具鑲塊。創建結果如圖5～圖7所示。
圖5 型芯效果圖
圖6 型腔效果圖
圖7 側軸滑塊效果圖
在縫合模具鑲塊為實體的過程中往往出現無法縫合的情況，其原因主要有兩種，一種是部分縫合面未刪除干凈，出現重合面的情況，另一種是分模面本身破缺。若出現重合面，則查找重合面即可;若分模面破缺則可利用縫合與修復選項，修復破缺的分模面，然后縫合即可。
6.分模方案的改進
通過對型腔和型芯的分析發現，在型腔的端部出現一個半圓形凹槽，在型芯的端部出現一個半圓形凸臺，半圓曲面在數控加工時比較耗時。這兩個部位出現在分型模面上，對零件本身的質量不影響，因此從加工工藝角度考慮，可以對其進行改進，將半圓曲面改成平面，這樣非常容易加工，同時便于合箱，簡化了操作工藝。
為了將型腔和型芯的外分模面都做成平面，其外分模線一定要修改，在原來是半圓的地方，用直線將半圓的兩個端點連接起來，同時半圓處用平面補起來，利用外分模面功能，將新生成的分模線外延成分模面，最后做成型腔和型芯，效果如圖8和圖9所示。
圖8 改進后型芯效果圖
(審核編輯: 智匯小新)
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