2022年SolidWorks模具设计教程 .pdf

SolidWorks模具设计教程作者：无维网gaoch 参考文献： SolidWorks 高级教程：模具设计SolidWorks模具设计教程之内容提要：型心和型腔通过检测面的拔模角度对模型进行分析；利用收缩率调整塑料产品的大小；修复塑料产品中的未拔模面；明确分型线和创建分型线曲面；创建关闭曲面；创建分型面；创建连锁曲面；创建切削分割。修复和曲面在输入几何体上修复未拔模面使用直纹曲面创建拔模面创建复杂关闭曲面手工创建连锁曲面使用放样曲面添加曲面多个分型方向利用底切检查；创建侧抽芯，斜顶杆和型芯销。改变方法进行模SolidWorks模具设计教程之具体步骤：型心和型腔模具设计是由多个步骤组成。 一旦你想为创建的模型设计模具，你就需要遵循几个步骤去创建型心和型腔。 下面用一个实例示范了怎样为塑料畚箕零件创建一副简单的两板模。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 20 页 - - - - - - - - - 1. 拔模分析为了创建可以实现注塑的模具, 塑料产品必须被设计和拔模正确才能从围绕在周围的模具中顶出。要对模型产品进行拔模分析， 使用拔模分析命令有助于发现拔模和设计的错误。对前视面进行向上拔模分析。来看看各分析面的含义：跨立面： 是横跨分型线的面。用户必须把跨立面分割成两块以分开模具的表面。跨立面可以通过跨立面命令手工处理或者通过单击分型线命令中的分割面选项自动完成。正陡面： 这些表面中包含部分拔模量不够的区域。如果整 个面的拔模量都不够，它将被归类为【需要拔模】 。这些面能在模具中的正侧找到。负陡面： 这些表面包含部分拔模量不够的区域。 这些面能在模具中的负侧找到。2. 调整收缩率模具上产品型腔部分的加工要略微比从模具中生产出来的塑料件大些。这样做是为了补偿高温的被顶出的塑料件冷却后的收缩率。在通过塑料产品创建模具之前，模具设计者需要放大塑料产品来解决收缩率。不同的材料， 收缩率也是不同名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 20 页 - - - - - - - - - 的， SolidWorks用比例缩放命令在解决这个问题。 这个零件我们以 ABS材料来做，5%的收缩率。3. 确定分型线分型线是注塑类塑料产品中型腔与型心曲面中相互接触的边界。分型线是那些用来分割型心和型腔曲面的边界。它们也构成了分型面的内部边界。型腔面（正拔模）是绿色的，型心面（负拔模）是红色的。任何一条被红色和绿色面共用的边都是分型线边界。当拔模分析完成后，所有的被绿色和红色边共用的边被自动选中并被添加到分型线列表中。单击确定。手动添加分型线：在这个例子中，当分型线命令运行时， 分型线边被自动的选中。因 为 这 是 一 个 简 单的 分 型 线 边 界 ， 这 些 边 界 被 自 动 添加 到 位 于 分 型 线PropertyManager 的边线列表中。有时分型线可能会更复杂以致于软件无法自动搜索到分型线。 当这种情况发生时， 使用位于边线列表框下方的边线选择按钮去选择分型线。4. 关闭孔和开口在分型线建立后，下一步是决定塑料产品上哪些开放的成型区域需要关闭曲面。一个开放的成型区域或者是一个孔或者是一个开口，在注塑 产品上就是模具型心型腔完全吻合形成的孔。 如 图所示一个简单的关闭曲面。 它创建在拔模后开口较小的一侧。关闭曲面命令自动关闭塑料产品中的开放孔。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 20 页 - - - - - - - - - 5. 分型面分型面呈条带状，缝合的曲面实体通常是沿着垂直于拔模方向并且远离塑料件上分型线的方向进行拉伸创建的。位于塑料件周边的和型腔型心面接触的分型面用于分割模具块。使用分型面命令去创建分割模具块的缝合曲面几何体。在创建模具时， 要记住模具的加工是以模具的设计为基础的。就要用分型面命令中的的平滑选项来修整分型线的几何形状。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 20 页 - - - - - - - - - 6. 完成分模在模具工具工具条上单击切削分割， 在刚创建完的平面上创建一个四周都包含畚箕图形的矩形草图。右键单击【退出草图】。使用连锁曲面选项选择【连锁曲面】复选框。设置【拔模角度】为5 。注意型心型腔的曲面实体和分型面都自动被放置在其各自对应的列表框中。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 20 页 - - - - - - - - - 最后完成分模练习：修复与曲面当塑料产品的分型线要比之前的例子更为复杂，拔模分析的时候有的面没有拔模，或者不能出模等问题， 我们该怎么办， 下面还是以一个实例来介绍这样的一个方法。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 20 页 - - - - - - - - - 1. 拔模分析打开零件，进行拔模分析，选择参数并计算，旋转零件并查找其他黄色面。拔模分析找到两张必须修 复的面。单击确定并 关闭PropertyManager。当关 闭PropertyManager 时，会弹出一条消息框询问“ 您想保留面颜色吗？ ” ，单击是。2. 创建新的拔模面黄色的面是不能被脱模的。 产品设计人员为这个模型添加了一个加强筋，但是没有给加强筋拔模。这就需要我们来修复。在这个例子中，加强筋的结构非常简单，用户可以直接通过拔模命令添加拔模。通常情况下，加强筋的结构要复杂的多。更为普遍的解决方法是删除并重建那些需要拔模的模型面。通常的处理方法：删除面：在曲面工具栏上单击删除面， 选择两张黄色面。 选择删除选项并单击确定完成两个未拔模面的删除删除面后， 零件会变为一个曲面实体。 查看 FeatureManager 设计树，注意到在曲面实体文件夹中有一个名为删除面1的曲面实体。 而实体文件夹消失了。直纹曲面名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 20 页 - - - - - - - - - 裁剪曲面：通过原来的曲面去两个直纹曲面做裁减，选择原来的面作为工具， 用保留选择来选两个直纹曲面需要留下的部分缝合曲面：这个步骤能把刚做的两个曲面和原本的曲面缝合起来，在界面里面还有个尝试形成实体。对筋进行圆角：在新的筋的顶部加一个完整圆角。在筋和无线钻机实体相交的地方建立一个圆角。检查拔模分析：创建拔模面以后，要再次对模型进行拔模分析，通过了才OK。3. 修复陡面在进行拔模分析时， 会发现一些陡面。 如果它们上面有拔模， 这些陡面有时是可以被忽略的。在另外的情况下， 如果陡面（也是连锁曲面）成为分型线的一部分，那就要对这些面进行修改了。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 20 页 - - - - - - - - - 本例的模型在管口处有一个陡面需要调整。在将要成为连锁曲面的面上一般需要一个角度为 5 度的拔模，当模具开合时模具一边的铁块不会摩擦到另一边的铁块。找到陡面，做个切除，然后再检查拔模。4. 收缩率的设置也是以 ABS 料来计算， 5%的收缩率，利用比例缩放特征来对模型进行整体的缩放。5. 创建分型线分型线还是相对比较简单， 能够自动的搜索到， 并且自动完成分型线去除拔模颜色：之前的步骤已经把分型件建立完成，所以之前的拔模留下的颜色可以去掉，选中所有的面，然后右击外观-颜色，进入界面，去除颜色。6. 关闭曲面在模具工具工具栏上单击关闭曲面名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 20 页 - - - - - - - - - 实体模型已经分析好需要关闭曲面的区域。删除由拔模分析所指定的颜色， 会使得绿色环更清晰。默认的修补类型是全部相触。复杂的关闭曲面，就不能自动的进行关闭完成， 有的需要在关闭曲面界面上手动选择边线，有的需要自己利用曲面特征来进行制作。7. 创建分型面8. 连锁曲面有时用户可以自动地建立连锁曲面，这决定于分型面的复杂程度。在本例中， 用户将手工建立连锁曲面， 因为分型面在部分几何体上有突变。使用直纹面命令建立带拔模的、带状的曲面形成连锁。然后利用曲面命令里面的放样，直纹、裁剪等来创建和完成连锁曲面。并最后缝合。9. 完成分型面名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 20 页 - - - - - - - - - 10. 完成分模在模具工具工具条上单击切削分割，绘制草图，设置参数来完成整个分模。练习：考虑：如果这个零件顶部面的小孔很多（几百上千个），该怎么处理？多个分型方向之前的模具设计练习仅仅是两板模具。 往往模具会更复杂。有些模具区域要求取出方向和塑料零件从模具中取出的方向不同。这就要求建立不止一个型心和一个型腔。模具中其他的部分诸如侧抽芯和斜顶杆区域，都无法从主分型线方向顶出，如下图。 SolidWorks软件提供了一些命令，帮助建立不同与主分型面方向的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 20 页 - - - - - - - - - 脱模机构。1. 底切分析打开零件，这个零件的切削分割已经建立好了。然后底切分析，在完成【底切分析】以后， SolidWorks 软件会将模型上某些特定的面着色成红色。2. 侧型心在 FeatureManager设计树上选择草图 “Side Core Sketch ”。在模具工具工具栏上单击型心。Side Core Sketch 面被自动选中作为抽取方向。 单击型腔实体作为型心 /型腔实体。设置拔模角度为5 度，并选择向外拔模选项。侧型心命令建立了一个新的实体作为侧型心。3. 斜顶杆名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 20 页 - - - - - - - - - 如果存在一个即使用侧型心也不能建立的被包围的模具区域。看一下无线钻的扳机区域。有个钥匙孔形的开口用来放保险锁。因为在扳机区域的空间有限，在 上面加一个侧型心会有问题。 这种情况下， 模具设计者就需要设计一个叫斜顶杆的机械装置。用和侧型心一样的方法，来创建斜顶杆4. 中心削用户也可以用侧型心命令来把中心销模具区域从模体中分开。中心销用于形成塑料零件的细节区域。这些模具区域是可能比模体的其他区域磨损得更快。建立了含有中心销的模具区域， 可以通过更换中心销很容易地被修复，而不必为了某些区域的损坏而更换整副模具。实例练习：电极设计电极设计是模具设计和模具加工中另一个极具挑战的部分。电极用于去除模具加工过程中无法用类似于端铣刀和球铣刀接触和加工到的地方。SolidWorks提供给名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 20 页 - - - - - - - - - 用户强大的模具设计工具去制造精确和复杂的电极。这个实例练习示范了如何使用多实体去建立电极。然后移动面命令示范了如何快速地移动电极上那些和无法正常加工到的模具区域相干涉的材料。1. 打开零件这个零件包含两个实体。 一个是无线钻模具的型腔， 另一个是电极。 这里需要电极是因为在型腔内部存在尖锐的角落，型腔模具中的这些角落是球头刀无法正常加工到的。2. 检查需要电极加工的区域隐藏电极实体端铣刀不能用于加工高亮的边。刀具是圆形的而这些角落是尖锐的。电极加工是唯一的精确加工型腔中这些部分的方法。3. 从电极实体上删减复制的型腔实体复制一个型腔实体， 然后应用组合特征。 或者直接用压凹特征。 选择电极作为主要实体，复制的型腔实体是要减除的实体。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 20 页 - - - - - - - - - 4. 移动面现在电极形状已经从型腔中提取出来，电极上的一些区域需要被移除。其他的位于模具和电极之间的区域需要放电间隙。 图所示的高亮面可以从电极上清除， 或者 换句话说，从电火花加工中移除掉这些区域的加工。这些面可以清除是因为不用电火花机也 可以容易的加工型腔上相对应的区域。5. 删除面使用【删除面】命令移除构成销和销周围倒角的面。使用【删除和修补】选项去修复模型成为实体。总共有 6 个面被删除，包括两个小的长条面。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 20 页 - - - - - - - - - 6. 再次移动面进行两次移动面，确保电极可以在连锁面平台外燃烧并且摇动。7. 清除电极背部多余部分当尖锐边创建的不正确或者模具密闭不严时，毛边就会在分型线的周围形成，这对塑料制品是非常有害的。为了避免这种情况，电极应该尽量清除背部多余部分以保证其仅对型腔中的一个区域燃烧加工。通过一个电极无法加工到的区域必 须再创建一块电极进行单独的燃烧加工。单独对这些区域燃烧加工时要确保这些边可以保持尖锐，即第一块电极能顶部平面内摇动，第二块电极能在侧面平面内摇动。如图所示。在背部面上创建一个新草图并将轮廓边转换为实体引用。拉伸一个切除实体， 终止条件为完全贯穿，并选择高亮边为拉伸方向。如图所示。来完成设计。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 20 页 - - - - - - - - - 练习：改变方法进行模具设计在模具设计中，设计人员首要关注的是在模具型腔和型心之间建立一个分型面。通常情况下使用 “ 型心和型腔 ” 和之后章节中描述的步骤都可以完成分型面。当分型线或者分型面工具不能被正常使用时，这些方法通常可以适用。利用组合和分割类似于这个实例中的铸件产品，模具是由两个型腔和一个零件体组成，并没有型心。这个零件不包含任何类似分型线的拓扑边。尽管如此，这个实例的分型面应该还是平坦的面，并且可以通过基准面来指定。使用组合命令将已设计好的零件体从模具块中移除，使用分割命令将模具块分割成为两个实体。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 20 页 - - - - - - - - - 1. 比率缩放打开零件并将实体放大1.005 倍。2. 加材料并减裁拉伸一个立方体作为材料， 然后通过组合或者压凹特征， 在拉伸块内部有一个空腔。3. 分割单击分割。 选择右视基准面作为剪裁工具。 单击切除零件并选择两个文件。 单击确定。来完成。使用曲面接下来的例子，要演示使用简单的曲面方法进行模具设计。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 20 页 - - - - - - - - - 1. 比例缩放和分型线打开零件，这个零件的分型线比较明显，然后用比例缩放来设置收缩率。2. 等距曲面单击等距曲面。 选择位于零件分型线一侧的所有曲面，零距离的等距偏置可以将一个实体的表面复制为一个多曲面实体结果。3. 平面区域隐藏实体情况下，建立一四边形的平面区域，通过裁减和等距曲面缝合在一起。4. 重复按照相同的步骤，建立另一侧的曲面。5. 使用成型到曲面的方法通过指定成型到一面的终止条件拉伸一个特征可以避免出现采用“ 使用分割方法 ”会复制出实体的情况。 拉伸草图不能大于终止曲面实体。这样来完成这个零件的分模。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 20 页 - - - - - - - - - 练习：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 20 页 - - - - - - - - -