一种注射制品模型的自动拔模方法与流程

本发明涉及注射模具设计领域，尤其涉及一种注射制品模型的自动拔模方法。

背景技术：

注射模具设计影响着模具的交货期、质量和成本。传统的注射模具设计采取手工作坊式设计模式，整个设计过程全部依靠设计人员手工完成，设计效率低下且设计质量难以得到保证。因此注射模具自动设计技术已成为当前模具工业发展的重要课题之一。

在注塑产品设计过程中，由于必要设计的要求或某些不当的结构设计，经常会在产品上产生与分型面垂直或接近垂直的表面。在之后的注塑产品脱模时过程中，在这种表面上容易产生较大的模具空腔与产品之间的摩擦力，从而使得这类表面接触模具表面时间更长，增加产品脱模的困难程度，并且还有可能导致产品变形或者损坏、影响模制成品率。因此设计人员应该在产品的部分几何表面上添加适当地脱模斜度，以帮助产品顺利脱模。

脱模斜度又称拔模斜度，它是注塑产品在指定主脱模方向下影响脱模的主要因素，因此在模具概念设计中必须考虑产品脱模斜度。在传统的设计过程中，脱模斜度建立功能需要工程师确定脱模方向、拔模固定面、待拔模面以及脱模斜度的输入来决定，这十分依赖于设计工程师的经验和大量的手工操作，自动化程度低，不仅设计时间较长，而且容易出错。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中需大量手工操作、自动化程度地等的缺陷，提供一种注射制品模型的自动拔模方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种注射制品模型的自动拔模方法，包括以下步骤：

s1、对注射制品模型进行真实侧凹特征识别；

s2、对所述的真实侧凹特征，利用包络盒法确定各真实侧凹特征的侧向抽芯方向，并根据真实侧凹特征抽芯方向和注射制品的主脱模方向，确定各真实侧凹区域和其余各区域的脱模方向；

s3、筛选掉不能拔模的几何表面，并对其它表面计算脱模斜度，如果计算的脱模斜度小于设定的该表面目标脱模斜度，则该表面为待拔模面，进而确定所有待拔模面；

s4、遍历所有待拔模面，根据各待拔模面的脱模方向、设定的表面目标脱模斜度及其与分型面的相对位置，自动设定待拔模面的脱模方向、拔模角度和拔模固定面，并完成拔模操作。

接上述技术方案，所述真实侧凹特征识别方法如下：

s11、建立注射制品模型的扩展面属性邻接图；

s12、通过图匹配算法识别出所有潜在侧凹特征；

s13、如果潜在侧凹特征底面的法向量与注射制品主脱模方向+d不平行，则潜在侧凹特征为真实侧凹特征。

接上述技术方案，所述采用包络盒法确定各真实侧凹特征的侧向抽芯方向是指，先创建注射制品模型的包络盒，求出包络盒的侧面中与真实侧凹特征距离最小的侧面f，如果真实侧凹特征在塑件外侧，则侧向抽芯方向为侧面f的外法矢，若真实侧凹特征在塑件内侧，则侧向抽芯方向为侧面f的内法矢。

接上述技术方案，所述根据真实侧凹特征抽芯方向和注射制品的主脱模方向，确定各真实侧凹区域和其余各区域的脱模方向的方法如下：

s21、设定真实侧凹特征区域的脱模方向为其对应的侧向抽芯方向；

s22、对于其余各区域，规定制品主脱模方向为+d，以分型面为基准，位于分型面+d侧区域的脱模方向为+d，位于分型面-d侧区域的脱模方向为-d。

接上述技术方案，所述筛选掉不能拔模的几何表面的方法如下：

s31、如果表面受到其对应的脱模方向下的底面圆角约束时，则将此类表面筛选掉，完成表面的初次筛选；

s32、对经过初次筛选后的表面，采用三角离散法，将其划分为若干个离散面，并计算每个离散面的法向量与其脱模方向之间的夹角θ，

θ＝arccos(m·n/(|m|×|n|))(1)

其中，m为待计算离散面的法向量，n为该表面脱模方向上的向量；

s33、如果不满足每个离散面与脱模方向的夹角都相等，则将该表面筛选掉。

接上述技术方案，所述表面计算脱模斜度d的公式为：

d＝|90°-θ|(2)

其中，θ为利用公式(1)计算的离散面的法向量与其脱模方向之间的夹角。

接上述技术方案，自动设定待拔模面的脱模方向、拔模角度和拔模固定面的方法如下：

s41、所述待拔模面的脱模方向根据步骤s1中确定的拔模方向直接设定；

s42、所述待拔模面的拔模角度由设定的该表明目标脱模斜度确定；

s43、如果待拔模面与分型面相交，则所述待拔模面的拔模固定面为分型面，否则，所述待拔模面的拔模固定面为过该待拔模面在其脱模方向上的最低点，且与该待拔模面脱模方向垂直的平面。

本发明产生的有益效果是：本发明提供的一种注射制品模型的自动拔模方法，首先对注射制品模型进行真实侧凹特征识别，并利用包络盒法确定各真实侧凹特征的侧向抽芯方向，结合注射制品的主脱模方向，确定各真实侧凹区域和非侧凹区域的脱模方向；通过筛选掉不能拔模的几何表面，并利用其它表面的计算脱模斜度和设定的该表面目标脱模斜度确定待拔模面；再对所有待拔模面自动设定待拔模面的脱模方向、拔模角度和拔模固定面，并完成拔模操作。本专利提供的方法不需要以手动方式点选脱模方向、拔模固定面和待拔模面，可有效减少拔模工作量，同时可确保拔模顺利进行，且避免了拔模对产品几何形状的错误修改。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的注射制品模型自动拔模流程图；

图2是本发明实施例的一典型模型示意图；

图3是本发明实施例构建的模型扩展面属性邻接图；

图4是本发明实施例的真实侧凹特征识别图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明提供了一种注射制品模型的自动拔模方法，包括以下步骤：

s1、对注射制品模型进行真实侧凹特征识别；

s2、对所述的真实侧凹特征，利用包络盒法确定各真实侧凹特征的侧向抽芯方向，并根据真实侧凹特征抽芯方向和注射制品的主脱模方向，确定各真实侧凹区域和其余各区域的脱模方向；

s3、筛选掉不能拔模的几何表面，并对其它表面计算脱模斜度，如果计算的脱模斜度小于设定的该表面目标脱模斜度，则该表面为待拔模面，进而确定所有待拔模面；

s4、遍历所有待拔模面，根据各待拔模面的脱模方向、设定的表面目标脱模斜度及其与分型面的相对位置，自动设定待拔模面的脱模方向、拔模角度和拔模固定面，并完成拔模操作。

本专利提供的方法不需要以手动方式点选脱模方向、拔模固定面和待拔模面，可有效减少拔模工作量，同时可确保拔模顺利进行，且避免了拔模对产品几何形状的错误修改。

进一步地，真实侧凹特征识别方法如下：

s11、建立注射制品模型的扩展面属性邻接图,如图3所示。具体实施如下：

扩展三维模型cad的面属性邻接图g＝{n，a}的节点属性tn＝{fl(n)}和边属性ta＝{e1(a)},建立扩展面属性邻接图，各属性的名称和属性值如表1所示。对于如图2所示的模型，建立其扩展面属性邻接图如图3所示。

表1制品扩展面属性邻接图中的属性

其中边的环特性以棱边第一个邻接表面中包含该棱边的环的走向来确定，逆时针走向为外环，顺时针走向为内环。

s12、通过图匹配算法识别出所有潜在侧凹特征。基于注射制品模型扩展面属性邻接图，采用图的匹配算法，识别出模型所有的潜在侧凹特征的实施方法如下：

(1)查找制品扩展面属性邻接图中所有满足fl(n)＝1的节点，则此类节点对应的面为某个侧凹特征的特征生成面；

(2)查找所有与上述特征生成面节点相连且满足el(a)＝1的边，则此类边为内环边，同时可确定边的另一节点为内环节点；

(3)如果与某个特征生成面节点相连的内环节点中，有若干个节点能够首尾相连构成一个闭环，则通过这若干个节点对应的内环边可将扩展面属性邻接图分割成两个子图，包含了上述首尾相连内环节点的子图为潜在侧凹特征对应的子图，于是可以得到对应的潜在侧凹特征。如图3中的子图u为一潜在侧凹特征对应的子图，因此由面1～5构成的区域是一个潜在侧凹特征区域。

s13、如果潜在侧凹特征底面的法向量与注射制品主脱模方向+d不平行，则潜在侧凹特征为真实侧凹特征，如图4中的区域ⅰ所示，该区域为真实侧凹区域。

进一步地，所述采用包络盒法确定各真实侧凹特征的侧向抽芯方向是指，先创建注射制品模型的包络盒，求出包络盒的侧面中与真实侧凹特征距离最小的侧面f，如果真实侧凹特征在塑件外侧，则侧向抽芯方向为侧面f的外法矢，若真实侧凹特征在塑件内侧，则侧向抽芯方向为侧面f的内法矢。

进一步地，所述根据真实侧凹特征抽芯方向和注射制品的主脱模方向，确定各真实侧凹区域和其余各区域的脱模方向的方法如下：

s21、设定真实侧凹特征区域的脱模方向为其对应的侧向抽芯方向；

s22、对于其余各区域，规定制品主脱模方向为+d，以分型面为基准，位于分型面+d侧区域的脱模方向为+d，位于分型面-d侧区域的脱模方向为-d。

进一步地，所述筛选掉不能拔模的几何表面的方法如下：

s31、如果表面受到其对应的脱模方向下的底面圆角约束时，则将此类表面筛选掉，完成表面的初次筛选；

s32、对经过初次筛选后的表面，采用三角离散法，将其划分为若干个离散面，并计算每个离散面的法向量与其脱模方向之间的夹角θ，

θ＝arccos(m·n/(|m|×|n|))(1)

其中，m为待计算离散面的法向量，n为该表面脱模方向上的向量；

s33、如果不满足每个离散面与脱模方向的夹角都相等，则将该表面筛选掉。

进一步地，所述表面计算脱模斜度d的公式为：

d＝|90°-θ|(2)

其中，θ为利用公式(1)计算的离散面的法向量与其脱模方向之间的夹角。

进一步地，自动设定待拔模面的脱模方向、拔模角度和拔模固定面的方法如下：

s41、所述待拔模面的脱模方向根据步骤s1中确定的拔模方向直接设定；

s42、所述待拔模面的拔模角度由设定的该表明目标脱模斜度确定；

s43、如果待拔模面与分型面相交，则所述待拔模面的拔模固定面为分型面，否则，所述待拔模面的拔模固定面为过该待拔模面在其脱模方向上的最低点，且与该待拔模面脱模方向垂直的平面。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。