模具数字化设计与制造.ppt

模具数字化设计与制造模具数字化设计与制造模具数字化设计与制造模具数字化设计与制造 项目二项目二项目二项目二 复杂型芯塑料模具设计与加工复杂型芯塑料模具设计与加工复杂型芯塑料模具设计与加工复杂型芯塑料模具设计与加工 威海职业学院工业技术系威海职业学院工业技术系威海职业学院工业技术系威海职业学院工业技术系2021/9/251任务一任务一 造型基本操作认知造型基本操作认知 一、一、模具零件建模的基本特征模具零件建模的基本特征二、二、模具零件建模的放置特征模具零件建模的放置特征 2021/9/252一、一、模具零件建模的基本特征模具零件建模的基本特征特征是特征是Pr0Pr0ENGINEER Wildfire 3.0ENGINEER Wildfire 3.0中构成模具零件的基本中构成模具零件的基本单元，模具零件模型的创建过程就是一系列特征的创建过程。单元，模具零件模型的创建过程就是一系列特征的创建过程。在在Pr0Pr0ENGINEER Wildfire 3.0ENGINEER Wildfire 3.0中，最常用也是最基本的创中，最常用也是最基本的创建特征的方法有：拉伸、旋转、扫描和混合。除了复杂的曲建特征的方法有：拉伸、旋转、扫描和混合。除了复杂的曲面创建之外，多数模具零件模型都可以通过这几种基本方法面创建之外，多数模具零件模型都可以通过这几种基本方法来实现，在来实现，在Pr0Pr0ENGINEER Wildfire 3.0ENGINEER Wildfire 3.0中这几种基本特征中这几种基本特征的创建都有相应的快捷按钮。的创建都有相应的快捷按钮。拉伸特征旋转特征扫描特征混合特征2021/9/253 1.1.拉伸特征拉伸特征当模型垂直某个方向的截面完全一样时，可以使用该方法。拉伸特当模型垂直某个方向的截面完全一样时，可以使用该方法。拉伸特征的原理是：在垂直该方向的某个平面上绘制一个截面，然后让该征的原理是：在垂直该方向的某个平面上绘制一个截面，然后让该截面沿垂直绘图方向生长一定的深度，如下图所示的实体就是通过截面沿垂直绘图方向生长一定的深度，如下图所示的实体就是通过拉伸的方法得到的。拉伸的方法得到的。拉伸特征 2021/9/254例一：拉伸特征的建立 在菜单中选择在菜单中选择【插入拉伸插入拉伸】命令或单击工具栏中的命令或单击工具栏中的 按钮，在主视区下方出现拉伸特征操控板，如图所示：按钮，在主视区下方出现拉伸特征操控板，如图所示：拉伸特征操控板2021/9/255在操控板中单击在操控板中单击【放置放置】按钮，出现按钮，出现【草绘草绘】对话框，如图所示。在对话框，如图所示。在对话框中指定草绘平面和草绘方向。在绘图区域选择对话框中指定草绘平面和草绘方向。在绘图区域选择TOP面为草绘平面为草绘平面。这时在草绘方向分组框中会自动出现缺省草绘视图方向。使用面。这时在草绘方向分组框中会自动出现缺省草绘视图方向。使用【反向反向】按钮可以更改草绘视图方向，单击按钮可以更改草绘视图方向，单击【草绘草绘】按钮，进入草绘窗按钮，进入草绘窗口。口。【草绘】对话框2021/9/256接受系统自动选择的尺寸标注参考或者更改尺寸标注参考。单击接受系统自动选择的尺寸标注参考或者更改尺寸标注参考。单击【关闭关闭】按按钮关闭钮关闭【参照参照】对话框。对话框。进入草绘环境，使用草绘工具绘制草图，在绘图区域绘制如图所示的截面，进入草绘环境，使用草绘工具绘制草图，在绘图区域绘制如图所示的截面，画好后单击工具栏上的画好后单击工具栏上的 按钮按钮。草绘图2021/9/257指定截面拉伸成实体或是曲面。其按钮分别是指定截面拉伸成实体或是曲面。其按钮分别是 和和 ，单击，单击 钮生成实钮生成实体。体。指定拉伸方式。拉伸方式有多种，如拉伸到给定值、贯通、拉伸到下一表指定拉伸方式。拉伸方式有多种，如拉伸到给定值、贯通、拉伸到下一表面及拉伸到指定点、曲线或者曲面等。面及拉伸到指定点、曲线或者曲面等。下面是几种不同拉伸方式的说明。下面是几种不同拉伸方式的说明。【可变可变】：从草绘平面以指定的深度值拉伸。本例就是使用这种方法。：从草绘平面以指定的深度值拉伸。本例就是使用这种方法。【对称对称】：在草绘平面的每侧以指定深度值的一半拉伸。：在草绘平面的每侧以指定深度值的一半拉伸。【到选定项到选定项】：拉伸到指定的点、线、面。：拉伸到指定的点、线、面。【到下一个到下一个】：拉伸截面直至下一曲面。使用此选项，在特征到达最后一：拉伸截面直至下一曲面。使用此选项，在特征到达最后一个曲面时将其终止。个曲面时将其终止。【穿透穿透】：拉伸截面，使之与所有曲面相交。使用此项，在特征到达第一：拉伸截面，使之与所有曲面相交。使用此项，在特征到达第一个曲面时将其终止。个曲面时将其终止。【穿至穿至】：将截面拉伸，使其与选定曲面或平面相交。：将截面拉伸，使其与选定曲面或平面相交。2021/9/258 指定拉伸方向，单击按钮指定拉伸方向，单击按钮 更改拉伸方向，即特征的生长方向。更改拉伸方向，即特征的生长方向。定义切除材料属性，这是一个可选属性，这里不选此项。单击定义切除材料属性，这是一个可选属性，这里不选此项。单击 按按钮后拉伸特征将切除已有的模型材料。钮后拉伸特征将切除已有的模型材料。在操控板中输入拉伸高度在操控板中输入拉伸高度40，也可以用鼠标直接拖曳实体，拉伸至，也可以用鼠标直接拖曳实体，拉伸至适当高度位置。适当高度位置。这时拉伸特征所有的参数就都定义完毕，单击操控板上的这时拉伸特征所有的参数就都定义完毕，单击操控板上的 按钮即按钮即可完成特征创建。可以看到绘图区域出现了所需的拉伸特征，此时可可完成特征创建。可以看到绘图区域出现了所需的拉伸特征，此时可以将它旋转到一个看起来比较直观的视角，如图所示：以将它旋转到一个看起来比较直观的视角，如图所示：创建好的特征2021/9/259 2.2.旋转特征旋转特征旋转特征的创建过程是在某个平面上绘制一个截面和一条中心线，将截旋转特征的创建过程是在某个平面上绘制一个截面和一条中心线，将截面以中心线为旋转轴旋转一个角度，从而得到一个几何体。面以中心线为旋转轴旋转一个角度，从而得到一个几何体。下面通过绘制图所示的旋转体来学习旋转特征的建立。特征生成过程如下：下面通过绘制图所示的旋转体来学习旋转特征的建立。特征生成过程如下：旋转特征图2021/9/2510 选择选择【插入旋转插入旋转】命令或单击命令或单击 按钮。在主视区下方出现如按钮。在主视区下方出现如图所示的旋转特征操控板。图所示的旋转特征操控板。设定草绘截面属性。单击操控板上的设定草绘截面属性。单击操控板上的【放置定义放置定义】按钮，弹按钮，弹出出【草绘草绘】对话框，在对话框中指定草绘平面和草绘参考方向。对话框，在对话框中指定草绘平面和草绘参考方向。单击单击【草绘草绘】按钮，完成设置之后系统会自动弹出按钮，完成设置之后系统会自动弹出【参照参照】对对话框。话框。旋转特征操控板 2021/9/2511在在【参照参照】对话框接受系统自动选择的尺寸标注参考或更改尺寸标对话框接受系统自动选择的尺寸标注参考或更改尺寸标注参考。注参考。进入草绘环境，使用草绘工具绘制草图，绘制如图进入草绘环境，使用草绘工具绘制草图，绘制如图3-13所示的截面所示的截面草图与旋转中心线。当截面与中心线都绘制完成且给予足够的尺寸草图与旋转中心线。当截面与中心线都绘制完成且给予足够的尺寸约束之后，选择约束之后，选择【草绘完成草绘完成】命令或单击工具栏上的命令或单击工具栏上的 按钮，即按钮，即可完成截面与旋转中心线的绘制。可完成截面与旋转中心线的绘制。指定截面旋转成实体或是曲面，其按钮分别是指定截面旋转成实体或是曲面，其按钮分别是 和和 。这里选。这里选择择 按钮。按钮。2021/9/2512所绘制的旋转体的截面图2021/9/2513指定旋转的方式。旋转方式有很多种，如旋转给定值、旋转到下一表面、指定旋转的方式。旋转方式有很多种，如旋转给定值、旋转到下一表面、旋转到指定点、曲线或曲面等。这里选择旋转到指定点、曲线或曲面等。这里选择 按钮。按钮。指定旋转方向。可以通过单击指定旋转方向。可以通过单击 按钮改变旋转的方向，即特征的生长方按钮改变旋转的方向，即特征的生长方向。向。定义切除材料属性。通过选择定义切除材料属性。通过选择 按钮可以定义切除材料属性，这是一按钮可以定义切除材料属性，这是一个可选属性，这里不选此项。个可选属性，这里不选此项。设定旋转角度，输入旋转角度设定旋转角度，输入旋转角度360。完成以上步骤后单击操控板中的完成以上步骤后单击操控板中的 按钮即可完成此特征的创建按钮即可完成此特征的创建 2021/9/2514 3.3.扫描特征扫描特征 扫描特征的创建过程是，在某个平面绘制一个扫描截面，在另外一个扫描特征的创建过程是，在某个平面绘制一个扫描截面，在另外一个平面绘制一条轨迹线，截面沿轨迹线扫过得到的几何模型就是扫描特平面绘制一条轨迹线，截面沿轨迹线扫过得到的几何模型就是扫描特征。征。具体操作步骤如下：具体操作步骤如下：创建扫描轨迹线。在菜单栏中选择创建扫描轨迹线。在菜单栏中选择【插入模型基准草绘曲线插入模型基准草绘曲线】命命令或单击令或单击 按钮，在按钮，在【草绘基准曲线草绘基准曲线】对话框中，选择对话框中，选择TOP面作为面作为草绘面，采用缺省视角方向，单击草绘面，采用缺省视角方向，单击【草绘草绘】按钮，系统自动进入绘制按钮，系统自动进入绘制草图模式，绘制如图所示的基准曲线单击草图模式，绘制如图所示的基准曲线单击 按钮完成。按钮完成。绘制的扫描轨迹线 2021/9/2515在菜单栏中选择在菜单栏中选择【插入扫描伸出项插入扫描伸出项】命令，系统会自动弹出命令，系统会自动弹出对话框，如图所示，选取扫描的轨迹线。对话框，如图所示，选取扫描的轨迹线。系统自动弹出要草绘的截面，即扫描特征的截面图，如图所示，系统自动弹出要草绘的截面，即扫描特征的截面图，如图所示，单击单击 按钮完成草图。按钮完成草图。单击操控板中的单击操控板中的 按钮完成特征的绘制，这时可以看到生成的扫按钮完成特征的绘制，这时可以看到生成的扫描特征，如图所示。描特征，如图所示。绘制的扫描截面 扫描对话框 生成的扫描特征2021/9/2516 4.4.混合特征混合特征 混合特征的创建过程是，在两个或两个以上的截面之间创建混合特征的创建过程是，在两个或两个以上的截面之间创建模型特征。混合特征按其生成方式的不同，分为平行、旋转、模型特征。混合特征按其生成方式的不同，分为平行、旋转、一般一般3种形式。种形式。平行：其特征截面相互平行且位于相同的绘图平面，这是最平行：其特征截面相互平行且位于相同的绘图平面，这是最简单的混合特征。简单的混合特征。旋转：使用此特征，生成的混合特征将依照所定义的坐标系旋转：使用此特征，生成的混合特征将依照所定义的坐标系统绕其统绕其Y轴旋转，旋转角度范围为轴旋转，旋转角度范围为 0 l20。一般：它与旋转选项相似，每个特征截面的绘制都需要坐标一般：它与旋转选项相似，每个特征截面的绘制都需要坐标系统的辅助。绘制特征截面的过程中，系统将要求依照坐标系统的辅助。绘制特征截面的过程中，系统将要求依照坐标系的系的X、Y、Z轴分别输入旋转角度值，旋转角度范围轴分别输入旋转角度值，旋转角度范围-120l20。2021/9/2517【混合】选项菜单利用混合特征创建实体利用混合特征创建实体 2021/9/2518二、二、模具零件建模的放置特征模具零件建模的放置特征拔模斜度拔模斜度特征特征抽壳特征抽壳特征筋特征筋特征圆角特征圆角特征倒角特征倒角特征孔特征孔特征放置特征放置特征2021/9/2519 1.1.孔特征孔特征孔特征是机械模具零件设计上最常用的特征之一。圆孔的形状多样、位置灵孔特征是机械模具零件设计上最常用的特征之一。圆孔的形状多样、位置灵活，对于组孔还有较高的位置精度。因此，在创建圆孔特征时，一方面需要活，对于组孔还有较高的位置精度。因此，在创建圆孔特征时，一方面需要准确确定圆孔的直径和深度以及圆孔的式样等特征尺寸，另一方面还需要准准确确定圆孔的直径和深度以及圆孔的式样等特征尺寸，另一方面还需要准确确定圆孔在实体上的相对位置即圆孔的定位尺寸。确确定圆孔在实体上的相对位置即圆孔的定位尺寸。2021/9/2520 2.2.圆角特征圆角特征圆角特征在模具零件的设计中起着重要的作用，使用倒圆角命令可圆角特征在模具零件的设计中起着重要的作用，使用倒圆角命令可创建曲面问的倒圆角或中问曲面位置的倒圆角。在创建倒圆角时，创建曲面问的倒圆角或中问曲面位置的倒圆角。在创建倒圆角时，以下两点需要引起注意：以下两点需要引起注意：1)在没计中尽可能晚些建立倒圆角特征在没计中尽可能晚些建立倒圆角特征(但应在加工特征之前建立但应在加工特征之前建立)2)为避免创建从属于倒圆角特征的子特征，在标注特征的位置尺寸为避免创建从属于倒圆角特征的子特征，在标注特征的位置尺寸时，尽量不要以圆角的边作为参考边，以免在以后变更设计时产生时，尽量不要以圆角的边作为参考边，以免在以后变更设计时产生麻烦。麻烦。2021/9/2521 3.3.倒角特征倒角特征在建立基础实体后，通过选择在建立基础实体后，通过选择【插入倒角插入倒角】命令或单击命令或单击 按钮按钮来创建倒角，从来创建倒角，从【倒角倒角】菜单上我们可以看到，存在着两种类型菜单上我们可以看到，存在着两种类型的倒角：的倒角：【边倒角边倒角】和和【拐角倒角拐角倒角】，其中，其中【边倒角边倒角】命令用于命令用于选择零件边线生成倒角，而选择零件边线生成倒角，而【拐角倒角拐角倒角】命令用于对零件顶角进命令用于对零件顶角进行倒角行倒角(【拐角倒角拐角倒角】命令只能通过菜单而不能通过工具栏实现命令只能通过菜单而不能通过工具栏实现)。2021/9/2522 4.4.筋特征筋特征筋特征是筋特征是Pr0ENGINEER wildfire 30软件为了让设计者能在短时软件为了让设计者能在短时间内建立加强筋而专门建立的，按照绘图面的选择，加强筋分为两类：间内建立加强筋而专门建立的，按照绘图面的选择，加强筋分为两类：直筋和旋转筋。如果加强筋与邻近实体相接触的两个面都是平面，则直筋和旋转筋。如果加强筋与邻近实体相接触的两个面都是平面，则这样的加强筋就为直筋，如果筋是用来补强圆柱的，则这样的加强筋这样的加强筋就为直筋，如果筋是用来补强圆柱的，则这样的加强筋就称为旋转筋，它与直筋最大的不同是旋转筋的表面是一个圆锥面，就称为旋转筋，它与直筋最大的不同是旋转筋的表面是一个圆锥面，而直筋的表面是一个平面，这主要是由于旋转筋的厚度是沿着圆柱的而直筋的表面是一个平面，这主要是由于旋转筋的厚度是沿着圆柱的表面旋转长出的。表面旋转长出的。2021/9/2523 5.5.抽壳特征抽壳特征抽壳特征是模具零件建模中的重要特征，它可以使一些复杂工作变抽壳特征是模具零件建模中的重要特征，它可以使一些复杂工作变得简单。创建抽壳特征时，首先需要选择开口平面，系统允许选择得简单。创建抽壳特征时，首先需要选择开口平面，系统允许选择多个开口平面，然后输入薄壳厚度，即可完成抽壳特征的创建。通多个开口平面，然后输入薄壳厚度，即可完成抽壳特征的创建。通常，抽壳时可指定各个表面的厚度值，既可对某些厚度相同的表面常，抽壳时可指定各个表面的厚度值，既可对某些厚度相同的表面创建抽壳特征，也可对某些表面厚度单独指定，这样抽壳特征完成创建抽壳特征，也可对某些表面厚度单独指定，这样抽壳特征完成后，各个模具零件表面厚度就可以不相同。后，各个模具零件表面厚度就可以不相同。2021/9/2524 6.6.拔模斜度特征拔模斜度特征拔模斜度是模具零件上常常可以看到的特征，在拔模斜度是模具零件上常常可以看到的特征，在Pr0 ENGINEER Wildfire 30软件中，可以软件中，可以30之间之间对模具零件表面进行拔模。对模具零件表面进行拔模。2021/9/2525