项目8-1 塑料模具设计(26页).doc

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1、-项目8-1 塑料模具设计-第 26 页项目8 塑料模具型腔设计模具设计的基本流程一般是先创建型腔,再根据型腔的特性来设计模座，型腔的元件包括动模，定模或型腔、浇道系统（包括注道，流道，流道滞料部，浇口等）滑块，斜导柱，砂芯等，而模座则包括固定侧模板(也称为下模座)，移动侧模板(也称为上模座)，顶出销、回位销、冷却水线、电热管、停止销，定位螺钉、导柱、导销等。一般而言，模座的元件大部分均可利用拉伸、旋转、扫描、混合等实体特征来创建，而型腔由于牵涉凸模和凹模的分型面，因此需要创建复杂的曲面特征。型腔设计的基本流程：（1）创建模具模型；（2）收缩；（3）用分型面设计分型面；（4）利用分型面，通过模

2、具体积块命令将工作分割为凹模体积/凸模体积，砂芯体积，滑块体积；（5）使用模具元件，将凹模体积/凸模体积，砂芯体积，滑块体积，等转换为凹模/凸模/砂芯等；（6）用特征设计浇道系统，特征-型腔组件）；（7）利用铸模进行材料填充，以创建成型件；（8）利用分析菜单内的各命令进行各种模具零件的检测；（9）利用模具进料孔，来模拟开模的操作，并在开模过程中进行干涉检测。任务1名片盒塑料盖零件模具型腔设计实例一任务内容1新建模具型腔。2导入参照零件3创建工件模型4设定收缩率5用模具体积块命令将工件分割成凸模体积、凹模体积6用模元件命令将凸模体积、凹模体积转换为凸模、凹模7利用铸模创建成型件8利用【视图】【分

3、解】模拟开模9修改塑料盖零件为塑料盒零件10创建塑料盒零件模具型腔二任务目的1掌握模具型腔设计的基本流程和方法。2掌握复制粘贴的方法创建分型面。3掌握破孔填充的方法。三任务实施任务要求： 创建名片盒塑料盖零件模具型腔，单位公制。任务目标：在这个实例中主要通过名片盒塑料盖零件和塑料盒零件模具型腔的创建如图8-1-1，学习模具型腔设计的基本流程和方法。图8-1-1 塑料盖零件和塑料盒零件模具型腔创建步骤如下：1 新建模具型腔在创建新文件模具型腔以前一般先将设计完成的零件单独复制到一个空的文件夹中，并设这个文件夹为Pro/ENGINEER的工作目录。步骤1.在文件夹D:ktlx09mold中新建文件

4、夹D:ktlx09moldslg。步骤2.D:ktlx09moldslg。步骤3.设置工作目录：【文件】【设置工作目录】D:ktlx09moldslg。步骤4.新建零件模型文件，【文件】【新建】命令，选择文件类型和子类型输入文件名称slg。取消复选框，单击【确定】按钮。步骤5.在“新文件选项”对话框中，“模板”选项组中选取米制单位零件模型模板 。2导入参照零件在模具菜单管理器中分别选择【模具模型】【装配】【参照模型】，在打开对话框中选择零件文件，系统进入装配画面如图8-1-2所示，选择装配约束【缺省】，单击操控板中完成按钮，单击创建参照模型对话框中【确定】按钮，单击【完成/返回】。即【缺省】【

5、确定】【完成/返回】。完成参照零件导入。图8-1-2 装配参照模型讲解：（1）创建参照零模型对话框如图8-1-3，在创建参照零模型对话框中各选项含义如下，图8-1-3创建参照零模型对话框：默认选项，表示在原有文件夹里复制文件，将它命名为SLG_REF，即新建一个文件用来创建模具型腔。：表示使用原来的零件用来创建模具型腔。（2）参照模型导入错误解决方法：在模型树中选取参照模型SLG_REF.prt，单击右键，选取命令【删除】，再在模具菜单管理器中分别选择【装配替换】【修剪】，即可删除导入错误的参照零件。3创建工件模型工件模型：也称坯料，代表模具元件的全部体积，包括模型、模穴、浇口、流道等。创建步

6、骤：在模具菜单管理器中分别选择【模具模型】【创建】【工件】【手动】，在弹出的元件创建对话框中输入工件名称SLG_WRK【确定】如图8-1-4所示，在弹出的创建选项对话框中，选取创建方法，单击【确定】，如图8-1-4所示。图8-1-4 元件创建对话框图8-1-5 创建选项对话框在弹出的对话框中选择【加材料】【拉伸】【完成】，进入拉伸特征操控板如图8-1-6所示，单击【放置】【定义】，选取FRONT为草绘面【草绘】，选取垂直和水平参照，绘制草绘如图8-1-7所示。单击完成按钮，选择拉伸方式为对称拉伸，输入尺寸80，完成工件模型创建如图8-1-8所示。图8-1-6 加材料拉伸创建工件模型图8-1-7

7、 创建工件草绘图图8-1-8 创建完毕的工件模型讲解：编辑工件模型的方法：（1）若工件模型需要删除，可以直接在模型树中选取工件模型SLG_WRK.PRT，单击右键菜单中的【删除】按钮即可。（2）若工件模型需要修改，需要在模型树中单击 ，在弹出的模型树项目对话框如图8-1-9中，勾选【特征】【应用】【确定】，这时模型树中显示如图8-1-10所示，可以用【编辑定义】修改工件模型的拉伸特征。 图8-1-9 创建工件草绘图图8-1-10 模型树显示特征4设定收缩率成型以后的产品由于材料具有热胀冷缩的性质，收缩后会小于实际尺寸，所以设计模具时必须考虑材料的收缩性。不同的材料具有不同的收缩率如表8-1-1

8、所示。表8-1-1材料收缩率设置收缩率方法如下：在模具菜单管理器中分别选择【模具模型】【收缩】【按尺寸】，弹出按尺寸收缩对话框，选取公式“1+S”，输入收缩率0.005，回车，完成，设置如图8-1-11所示。这时系统会根据收缩率重新计算尺寸并重新生成。图8-1-11 按尺寸收缩对话框设置图8-1-12 收缩率信息窗口收缩率是否设置成功，可以在模具菜单管理器中分别选择【模具模型】【收缩】【收缩信息】，这时会弹出信息窗口显示收缩信息如图8-1-12所示。查看完毕，单击【完成/返回】完成收缩率设置。讲解：收缩率的设定有两种方式，【按尺寸】和【按比例】，其含义如下，（1）【按尺寸】：根据零件尺寸来设置

9、收缩率，有两种计算公式“1+S”和“1/(1-S)”。其中部分按钮含义如下，：设置某一尺寸的收缩率。：设置某一特征上所有尺寸的收缩率。：切换尺寸的显示为数字或符合。（2）【按比例】：沿着坐标系的X轴、Y轴、Z轴的方向来设置收缩率。也可以分别按公式“1+S”和“1/(1-S)”计算。其中选项【各向同性】：勾选则表示沿坐标系的X轴、Y轴、Z轴3个方向的来收缩率都相同；不勾选则表示3个方向的收缩率可以分别设置。【前参照】：若勾选则直接将参考零件做缩放，不再产生新的零件；若不勾选则将参考零件做缩放后，产生一个新零件，并取代原有的参考零件。5用复制粘贴和延伸的方法设计分型面在模具设计工程中，分型面是用来

10、分割工件模型的，将工件分割为凹模和凸模，它由一个或多个曲面特征组成。设计步骤：步骤1：单击右侧工具栏中分型面工具按钮，进入分型面工具，这时在右侧工具栏显示出【拉伸】、【旋转】、【可变剖面扫描】、【边界混合】等工具按钮。步骤2：为了操作方便，在模型树中单击选取工件模型SLG_WRK.PRT，单击右键菜单中的【遮蔽】，将工件遮蔽。或者在工具栏中单击【遮蔽/取消遮蔽】按钮，在弹出的遮蔽/取消遮蔽对话框中单击选取SLG_WRK，单击按钮【遮蔽】，即可以实现模型的遮蔽。取消遮蔽则可以在【取消遮蔽】卡片中选取，如图8-1-13所示。图8-1-13 遮蔽/取消遮蔽对话框步骤3：在图形区先单击选取参考零件底面

11、，再按住CTRL键选取四个侧面，选取完毕单击标准工具栏中【复制】按钮，然后单击【粘贴】按钮，出现粘贴操控板如图8-1-14所示。图8-1-14 偏移曲面操控板这时图形区参考零件上刚才选取的表面以黄色点显示，表示的参考零件的表面复制出一层曲面。单击完成，完成曲面的复制。这时遮蔽参考零件S，图形区显示曲面如图8-1-15所示。图8-1-15 复制完成的曲面步骤4：取消遮蔽工件模型GLG_WRK.PRT，在图形区单击选取曲面的边界，在下拉菜单中选择【编辑】【延伸】，这时弹出延伸操控板如图8-1-16所示，选择【延伸到指定的面】按钮，在图形区选取要延伸到的面，单击完成，曲面如图8-1-17所示。图8-

12、1-16 曲面延伸操控板步骤5：同样方法，用延伸命令创建其他曲面如图8-1-18所示。步骤6：同样方法，用延伸命令补齐四个角上的曲面如图8-1-19所示。图8-1-17 延伸的第一个曲面图8-1-18 延伸创建其他曲面图8-1-19 延伸四个角上曲面5用模具体积块命令将工件分割成凸模体积、凹模体积步骤1：选择右侧工具栏体积块分割命令，在弹出的模具菜单管理器中分别选择【两个体积块】【所有工件】【完成】。步骤2：在弹出的分割对话框提示下，选取上一步做好的分型面，单击【确定】【确定】，在如图8-1-20所示“输入加亮体积块名称”提示下分别输入名称“SLG_UP” 和“SLG_DOWN”【确定】。这时

13、就将工件模型分成了两块，可以在模型树中看到新增加的两项如图8-1-21所示。图8-1-20 输入加亮体积块名称图8-1-21 模型树中增加的体积块6用模元件命令将凸模体积、凹模体积转换为凸模、凹模步骤：在模具菜单管理器中分别选择【模具元件】【抽取】【完成】，弹出如图8-1-22所示创建模具元件对话框中，单击选择所有按钮【确定】【完成/返回】。这时，在模型树中可以看到新增加的两项，如图8-1-23所示。图8-1-22 创建模具元件对话框图8-1-23 模型树中增加的上、下模7. 利用铸模创建成型件铸模成型件是表示实际铸造过程中产生的最终零件。步骤：在模具菜单管理器中分别选择【铸模】【创建】出现提

14、示：输入零件名称输入“SLGING” 提示：输入公用名称单击完成。在模型树中显示铸模SLGING.PRT。8.利用【视图】【分解】模拟开模步骤1：将参考模型SLG_REF.PRT、工件SLG_WRK.PRT、分型面遮蔽。步骤2：选取下拉菜单【视图】【分解】【编辑位置】，在绘图区选取运动参照，选取元件分模，结果如图8-1-24所示。图8-1-24 模拟分模结果讲解：分模后，将文件保存。打开工作目录，内有文件如下：（1）slg.mfg 型腔设计的文件（2）slg.asm 型腔组件（3）slg.prt原始的设计件（4）slg参考零件（5）slg_wrk.prt工件（6）slg_up.prt凹模（7）

15、slg_down.prt 凸模（8）slging.prt 成型件这是一个型腔设计后所产生的文件。再次打开时，不同的文件也会在不同的模块中打开，如打开slg.mfg文件就会进入模具设计模块，打开slg.asm文件就会进入装配模块，而打开slg_up.prt文件进入的是零件模块。9修改塑料盖零件为塑料盒零件名片盒由两块组成，一块没有孔，一块有孔。塑料盖零件是没有孔的上盖，塑料盒零件是有孔的下盖。先修改塑料盖零件为塑料盒零件。步骤1.设置工作目录：【文件】【设置工作目录】D:ktlx09mold步骤2.打开文件slg.prt。步骤3.在底部插入一孔25，如图8-1-25所示。图8-1-25 塑料盒零

16、件步骤4.【文件】【保存副本】输入新模型名称slh。步骤5.【文件】【拭除】【当前】。步骤6.在文件夹D:ktlx09mold中新建文件夹D:ktlx09moldslh，并将文件slg.prt复制到文件夹slh中。步骤7.设置工作目录为D:ktlx09moldslh。10创建塑料盒零件模具型腔步骤1. 新建模具型腔【文件】【新建】命令，选择文件类型和子类型输入文件名称slh。取消复选框，单击【确定】按钮。选取米制单位零件模型模板 。步骤2. 导入参照零件【模具模型】【装配】【参照模型】，选择零件文件slh.prt，选择装配约束【缺省】【确定】【完成/返回】。完成参照零件导入。步骤3. 创建工件

17、模型【模具模型】【创建】【工件】【手动】，输入工件名称SLH_WRK【确定】，选取创建方法，单击【确定】【加材料】【拉伸】【完成】，进入拉伸特征操控板，单击【放置】【定义】，选取FRONT为草绘面，完成工件模型创建，如图8-1-26所示。图8-1-26 创建工件模型步骤4. 设定收缩率。模具模型】【收缩】【按尺寸】选取公式“1+S” 回车完成。步骤5.设计分型面。（1） 单击进入分型面工具，将工件SLH_WRK.PRT遮蔽。（2） 选取参考零件底面和四个侧面，单击复制按钮粘贴按钮。（3） 在选中的曲面上底部有一个孔，不符合分型面的要求，单击粘贴操控板中【选项】按钮，在弹出的菜单中选择【排除曲面

18、并填充孔】，在图形区选取孔边界如图8-1-27所示完成。这时孔被曲面填充。遮蔽参照零件可以看到创建曲面如图8-1-28所示。图8-1-27 填充孔选项图8-1-27 复制粘贴的曲面（4） 利用拉伸创建曲面。单击【放置】【定义】选取FRONT面为草绘平面，绘制草绘如图8-1-28所示。两侧均拉伸到指定的面，拉伸完成如图8-1-29所示。图8-1-28 拉伸曲面草绘图8-1-29 拉伸曲面 （5） 合并曲面。选取两个曲面，单击合并按钮，控制合并的方向，合并完成后分型面如图8-1-30所示。完成，完成分型面创建。图8-1-30 合并完成后分型面步骤6.用特制设计浇道。流道的设计是去除工件材料的过程。

19、在模具菜单管理器中分别选择【特征】【型腔组件】【实体】【切减材料】【拉伸】【完成】【放置】【定义】选取工件底面为草绘平面选取水平和垂直参照以后草绘如图8-1-31所示。选取参照零件底面为拉伸所到的面，创建浇道如图8-1-32所示。可以在模型树中显示特制，修改流道的设计。图8-1-31 拉伸浇道草绘图图8-1-32 创建好的浇道步骤7. 用模具体积块命令将工件分割成凸模体积、凹模体积。单击体积块分割命令【两个体积块】【所有工件】【完成】选取分型面【确定】【确定】。分别输入名称“SLH_UP” 和“SLH_DOWN”【确定】。步骤8. 利用铸模创建成型件。在模具菜单管理器选择【铸模】【创建】输入零

20、件名称 “SLHING” 完成完成。步骤9.利用【视图】【分解】模拟开模将参考模型SLH_REF.PRT、工件SLH_WRK.PRT、分型面遮蔽。选取下拉菜单【视图】【分解】【编辑位置】，在绘图区选取运动参照，选取元件分模，结果如图8-1-33所示。图8-1-33 模拟分模结果四知识扩展五上机练习8-1-1完成目录D：SJLX中实例slg.prt、slh.prt零件的模具设计，复习课堂学习内容。8-1-2. 完成目录D：SJLX中实例plastic.prt零件的模具设计。8-1-3. 完成目录D：SJLX中实例hsj.prt零件的模具设计。（注：这个零件是曲面中的汽车后视镜）SJLX8-1-0

21、2SJLX8-1-03任务2蘑菇钮零件、鼠标零件模具型腔设计实例一任务内容1蘑菇钮零件模具设计2鼠标零件模具设计二任务目的1掌握自动分型线的创建方法和应用；2掌握种子面方法的应该；3掌握模具型腔设计方法和步骤。三任务实施（一）蘑菇钮零件模具型腔设计任务要求：创建蘑菇钮零件模具型腔，单位公制。任务目标：在这个实例中主要通过蘑菇钮零件模具型腔的创建如图8-2-1，学习模具型腔设计中自动分型线的创建方法和应用。 图8-2-1 蘑菇钮零件模具型腔创建步骤如下：1.新建模具型腔步骤1.在文件夹D:ktlx09mold中新建文件夹D:ktlx09moldmh。步骤2.将设计完成的零件mushroom.pr

22、t复制到文件夹D:ktlx09moldmh中。步骤3.设置工作目录：【文件】【设置工作目录】D:ktlx09moldmh。步骤4.新建零件模型文件，【文件】【新建】命令，选择文件类型和子类型输入文件名称mh。取消复选框，单击【确定】按钮。步骤5.在“新文件选项”对话框中，“模板”选项组中选取米制单位零件模型模板 。2. 导入参照零件【模具模型】【装配】【参照模型】，选择零件文件mh.prt，选择装配约束【缺省】【确定】【完成/返回】。完成参照零件导入。3. 创建工件模型【模具模型】【创建】【工件】【手动】，输入工件名称MH_WRK【确定】，选取创建方法，单击【确定】【加材料】【拉伸】【完成】，

23、进入拉伸特征操控板，单击【放置】【定义】，选取FRONT为草绘面，完成工件模型MH_WRK.PRT创建，如图8-2-2所示。图8-2-2 创建工件模型4. 设定收缩率。模具模型】【收缩】【按尺寸】选取公式“1+S” 回车完成。5.设计分型面。分析：如图8-2-3所示，由于这个零件有凹陷处，这就使得如果从竖直方向分型，则上下模向外拉出时不能脱模，只能采用过做大直径出的水平方向分型面将工件分为上下模，才能正常脱模。这就需要在最大直径出创建分型线。创建步骤如下：图8-2-2 分型面分析步骤1.单击自动分型线工具，弹出【侧面影像曲线】对话框中单击【确定】如图8-2-3所示，即可在图形中自动生成分型线。

24、如图8-2-4所示。图8-2-3 侧面影像曲线对话框图8-2-4 自动分型线讲解：自动分型线技术的原理。自动分型线的创建是假设平行光线按PULL DIRECTION的方向照射参照零件，则投影得到的线即为参照模型最大尺寸，这条线在参照模型上即为自动分型线。步骤2.单击进入分型面工具，将工件MH_WRK.PRT遮蔽。步骤3.选取参照零件上部蘑菇曲面，单击复制按钮粘贴按钮。步骤4.遮蔽参照模型，选取刚复制的曲面，选取下拉菜单【编辑】【修剪】选取自动分型线控制保留侧，使保留曲面如图8-2-5所示完成。步骤5.取消工件遮蔽，延伸曲面的边到相应工件的表面，完成，完成后如图8-2-6所示。图8-2-5 填充

25、孔选项图8-2-6 完成的分型面6. 用模具体积块命令将工件分割成凸模体积、凹模体积。单击体积块分割命令【两个体积块】【所有工件】【完成】选取分型面【确定】【确定】。分别输入名称“MH_UP” 和“MH_DOWN”【确定】。7. 利用铸模创建成型件。在模具菜单管理器选择【铸模】【创建】输入零件名称 “MHING” 完成完成。8.利用【视图】【分解】模拟开模将参考模型MH_REF.PRT、工件MH_WRK.PRT、分型面遮蔽。选取下拉菜单【视图】【分解】【编辑位置】，在绘图区选取运动参照，选取元件分模，结果如图8-2-7所示。 图8-2-7 模拟分模结果（二）鼠标零件模具型腔设计任务要求：创建鼠

26、标零件模具型腔，单位公制。任务目标：在这个实例中主要通鼠标零件模具型腔的创建如图8-2-8，学习模具型腔设计中种子面方法的使用。 图8-2-8 鼠标零件模具型腔创建步骤如下：1.新建模具型腔步骤1.在文件夹D:ktlx09mold中新建文件夹D:ktlx09moldmous。步骤2.将设计完成的零件mouse.prt复制到文件夹D:ktlx09moldmous中。步骤3.设置工作目录：【文件】【设置工作目录】D:ktlx09moldmous。步骤4.新建零件模型文件，【文件】【新建】命令，选择文件类型和子类型输入文件名称mous。取消复选框，单击【确定】按钮。步骤5.在“新文件选项”对话框中，

27、“模板”选项组中选取米制单位零件模型模板 。2. 导入参照零件【模具模型】【装配】【参照模型】，选择零件文件mous.prt，选择装配约束【缺省】【确定】【完成/返回】。完成参照零件导入。3. 创建工件模型【模具模型】【创建】【工件】【手动】，输入工件名称MOUS_WRK【确定】，选取创建方法，单击【确定】【加材料】【拉伸】【完成】，进入拉伸特征操控板，单击【放置】【定义】，选取FRONT为草绘面，完成工件模型MH_WRK.PRT创建，如图8-2-9所示。图8-2-9 创建工件模型4. 设定收缩率。模具模型】【收缩】【按尺寸】选取公式“1+S” 回车完成。5.设计分型面。分析：由于这个零件有比

28、较多的曲面，采用复制粘贴时一个一个选取比较麻烦也容易出错，所以采用一种新的曲面选取方法“种子面和边界面”。 “种子面和边界面”的选取原理是先选取表面上需要选取的众多曲面中的任一个作为种子面，然后按住SHIFT键选取边界面，松开后就选中了从种子面开始延伸到边界面的所有曲面。创建步骤如下：步骤1.单击进入分型面工具，将工件Mous_WRK.PRT遮蔽。步骤2.选取参照零件上部任一曲面作为种子面，按住SHIFT键选取底面作为边界面，松开则选中了从种子面开始延伸到边界面的所有曲面，如图8-2-3所示。图8-2-10 种子面和边界面步骤3.单击复制按钮粘贴按钮。遮蔽参照模型后，曲面如图8-1-11所示。

29、注意：选中的曲面不包括边界面！图8-2-11 复制粘贴完成后的曲面步骤4.取消工件遮蔽，利用拉伸创建曲面。单击【放置】【定义】选取FRONT面为草绘平面，选取相应垂直和水平参照，绘制草绘如图8-2-12所示。两侧均拉伸到指定的面，拉伸完成如图8-2-13所示。图8-2-12 拉伸曲面草绘图8-2-13 拉伸曲面 步骤5.合并曲面。选取两个曲面，单击合并按钮，控制合并的方向，合并完成后分型面如图8-2-14所示。完成，完成分型面创建。图8-2-14 合并完成后分型面6. 用模具体积块命令将工件分割成凸模体积、凹模体积。单击体积块分割命令【两个体积块】【所有工件】【完成】选取分型面【确定】【确定】。分别输入名称“MOUS_UP” 和“MOUS_DOWN”【确定】。7. 利用铸模创建成型件。在模具菜单管理器选择【铸模】【创建】输入零件名称 “MOUSING” 完成完成。8.利用【视图】【分解】模拟开模将参考模型T、工件MOUST、分型面遮蔽。选取下拉菜单【视图】【分解】【编辑位置】，在绘图区选取运动参照，选取元件分模，结果如图8-2-15所示。 图8-2-15 模拟分模结果四知识扩展五上机练习8-2-1完成目录D：SJLX中实例mashroom.prt、mouse.prt零件的模具设计，复习课堂学习内容。