第10章 模具設(shè)計.ppt

第10章模具設(shè)計,10.1Pro/E模具設(shè)計基礎(chǔ)知識,在Pro/E野火版4.0中，主要有模具和鑄造兩個模塊用于模具的設(shè)計與制造。模具模塊主要用于塑料模具和壓鑄模具的設(shè)計，鑄造模塊主要用于澆注模具的設(shè)計。利用Pro/E進行模具設(shè)計時，一般先進行模具三維拆模工作，建構(gòu)出模具的成型零件，然后設(shè)計模座零件。模具成型零件包括上模型腔、下模型腔、型芯、滑塊等，而模座零件則包括定模板、動模板、頂針、復(fù)位桿、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等。本章的內(nèi)容主要著重于模具三維拆模的流程及方法。,10.1.1Pro/E模具設(shè)計的專業(yè)術(shù)語,1設(shè)計模型代表著成型后的最終產(chǎn)品，它決定模具型腔或者型芯的結(jié)構(gòu)，是所有模具設(shè)計操作的基礎(chǔ)和依據(jù)。設(shè)計模型必須是一個零件，其在模具中是以參考模型表示的。2參考模型將一個設(shè)計模型添加到模具模型時，Pro/E系統(tǒng)將從設(shè)計模型復(fù)制出一個參考模型裝配到模具模型，并提示輸入名稱進行命名。參考模型和設(shè)計模型之間存在一定的參數(shù)關(guān)系。修改設(shè)計模型時，模具中的參考模型也會相應(yīng)發(fā)生變化。3工件又稱坯料，代表的是模具組件的全部體積，也是一個零件模型。工件應(yīng)包括所有的參考模型、模腔、澆口、流道、滑塊等。4模具模型是模具設(shè)計模塊中的頂級組件，包括一個或多個參考模型和一個或多個工件。5分型面又稱分模曲面，用來分割工件或者模具體積塊。由一個或多個曲面構(gòu)成，并圍成一個封閉的空間。在模具設(shè)計流程中，最重要也最關(guān)鍵的步驟便是建立分型面。6鑄件所謂的鑄件，就是鑄造所產(chǎn)生的最終零件。,10.1.2ISDX模塊工作界面,1模具菜單選項【MoldModel（模具模型）】：將設(shè)計模型、工件等加入到模具模型?！綟eature（特征）】：在模具模型的不同元件中建立相關(guān)特征?！維hrinkage（收縮率）】：設(shè)置零件模型的收縮率。【MoldComp（模具元件）】：將模具體積塊轉(zhuǎn)變成模具實體元件。【MoldOpening（模具進料孔）】：定義模具元件的移動，模擬開模動作?！綧olding（鑄模）】：由建立的模具型腔模擬注塑成型為一個鑄件。【MoldLayout（模具布局）】：產(chǎn)生或打開一個模具布局。2模具設(shè)計工具欄,10.1.3模具設(shè)計的基本流程,1建立或調(diào)入設(shè)計模型，形成模具設(shè)計的參考模型2模型檢驗：對參考模型進行拔模斜度檢測、厚度檢測等3建立工件：用來定義所有模具元件體積的4在模具模型上創(chuàng)建縮水率：可以等向或非等向增加在指定特征尺寸上5加入模具裝配特征，設(shè)計澆道系統(tǒng)6定義分型面及模塊體積7建立模具實體元件：抽取完成的模塊體積，將曲面幾何轉(zhuǎn)換為實體幾何8填充模具型腔，建立澆注件：利用工件體積減去抽取的模具元件體積9模擬開模，并進行干涉檢測10裝配模座元件，并進行所有元件的細部設(shè)計,10.2創(chuàng)建ISDX曲線,10.2.1進入模具設(shè)計模塊,1設(shè)置工作目錄新建模具文件之前，應(yīng)先建立并設(shè)置工作目錄，以保證所有相關(guān)的文件都保存在相同的目錄中。2確定模板文件兩種內(nèi)定義模板：inlbs_mfg_mold（英制）和mmns_mfg_mold（公制）3模具模型菜單選項,10.2.2模具組裝,1參考模型的組裝選擇【MOLDMODEL(模具模型)】【Assemble(裝配)】【RefModel(參照模型)】,選取設(shè)計模型零件,定義調(diào)入零件的裝配約束關(guān)系并使其放置在模具模型中。（1）按參照合并：將設(shè)計零件復(fù)制到參考零件中，且把基準平面信息從設(shè)計模型復(fù)制到參照模型。其設(shè)計零件中的所有改變將自動反映到參考零件中。（2）同一模型：直接選定設(shè)計模型用作模具的參考模型，兩者為相同模型。（3）繼承：參考零件繼承設(shè)計零件中的所有幾何和特征信息。系統(tǒng)還允許以布局方式來組裝參考模型，實現(xiàn)以陣列方式排列參考零件。,10.2.2模具組裝,2工件的組裝單擊【MOLDMODEL(模具模型)】【Assemble(裝配)】或【Create(創(chuàng)建)】【W(wǎng)orkpiece(工件)】，有【Automatic(自動)】和【Manual(手動)】兩種方式。（1）自動創(chuàng)建工件根據(jù)參考模型的大小和位置，通過設(shè)定模具原點、工件形狀及偏距值等參數(shù)自動創(chuàng)建出工件模型。自動創(chuàng)建工件時，工件的初始大小由參考模型的邊界框大小決定。（2）手動創(chuàng)建工件系統(tǒng)會顯示“元件創(chuàng)建”對話框和“創(chuàng)建選項”對話框，用于指定元件的創(chuàng)建方式。3模具元件的刪除在【MOLDMODEL（模具模型）】菜單中單擊【Delete（刪除）】命令。,10.2.3設(shè)置收縮率,塑料模具設(shè)計時必須考慮塑料收縮率的影響，將收縮率加到參考模型上以加大模腔的相應(yīng)尺寸。參考模型上所加入的收縮不會累積,之后零件將包含一個收縮信息：公稱尺寸以紫紅色顯示，后面帶有百分比表示的收縮值(小括號內(nèi))。選擇【MOLD（模具）】菜單的【Shrinkage（收縮）】命令顯示“收縮”菜單,提供有“按尺寸”和“按比例”兩種設(shè)置收縮的方式。1按尺寸收縮【ByDimension（按尺寸）】表示為所有模型尺寸設(shè)置一個收縮系數(shù)，或者為個別尺寸指定收縮系數(shù)，通過輸入收縮率或輸入單一尺寸的最后尺寸數(shù)值來指定。,10.2.3設(shè)置收縮率,2按比例收縮【ByScaling（按比例）】表示允許相對于某個坐標(biāo)系按比例收縮零件幾何，并且可以分別指定x、y和z坐標(biāo)的不同收縮率。在模具模塊中應(yīng)用按比例收縮時，其僅作用于參考零件幾何，而不影響設(shè)計模型。選擇【SHRINKAGE（收縮）】【ShrinkInfo（收縮信息）】，將彈出“信息窗口”并顯示設(shè)計模型的收縮信息。,10.2.4建立模具組合特征,1組合特征類型選擇【MOLD(模具)】【Feature(特征)】【CavityAssem(型腔組件)】,顯示“特征操作”菜單。2模具專屬特征在“特征操作”菜單選擇【Mold（模具）】彈出“模具特征”菜單，用于建立模具專屬特征，包括側(cè)面影像、頂針孔、等高線和流道4類特征。(1)側(cè)面影像：沿指定方向在參考模型最大投影輪廓處生成模型棱線作分模線。(2)頂針孔：在模座上生成放置頂針或復(fù)位桿所需的圓孔。(3)水線：用于布局水道以傳送冷卻水通過模具元件，冷卻熔融材料。(4)流道：按系統(tǒng)定義的參數(shù)生成澆注系統(tǒng)流道。,10.3建立分型面,分型面是一種曲面特征，也叫做分模曲面，可以用來將坯料分成上模型腔、下模型腔、型芯、滑塊或者銷。完成后的分型曲面必須與要分割的工件或者模具體積塊完全相交，但分型曲面不能自身相交。,10.3.1創(chuàng)建分型面的方法,1基本法：通過復(fù)制曲面創(chuàng)建分型面。2切割法：直接復(fù)制分型面并往前模方向延伸至前模仁的厚度，封閉起來生成前模仁，然后創(chuàng)建一個實體為后模仁，用分模切掉前模部分，再用參考零件直接切割出后模仁型腔來。3補洞法：將有破孔的地方制作一個簡單曲面堵起來。4裙邊法：大部分的殼體類產(chǎn)品通?？梢允褂萌惯叿?。5體積塊法：用直接做體積塊的方法來完成分模，包括做成成品的體積塊和先隨意做成幾個體積塊后再進行體積塊的分割與合并。6調(diào)包法：采用主分型面分不開時，可以試換一個分型面，如鑲件、鑲針或者滑塊進行分割。,10.3.2建立分型面,建立分型面時應(yīng)先創(chuàng)建好參考模型和工件，然后選擇【插入】(Insert)【模具幾何】(MoldGeometry)【分型曲面】(artingSurface)系統(tǒng)進入分型面的創(chuàng)建環(huán)境，可使用拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、邊界混合等創(chuàng)建曲面特征。在【MOLD(模具)】菜單中選擇【Feature(特征)】【CavityAssem(腔組件)】【Surface(曲面)】命令，利用“曲面選項”菜單也可創(chuàng)建分型面特征。其中，【Shadow(著色)】表示利用光線投影技巧來建立分模曲面；【Skirt(裙邊)】表示以填充某指定的封閉回圈并自動延伸其邊界來建立分模曲面。已建立有曲面特征時，選擇【Feature(特征)】【CavityAssem(型腔組件)】【Surface(曲面)】命令，利用“面組曲面”菜單可增加分型面的曲面或者對已有分型面的曲面特征進行編輯。,10.3.3填充分型面的破孔,允許采用3種方式來填充分型面的破孔：1利用填充命令填充孔用復(fù)制(Copy)方式創(chuàng)建的分型面出現(xiàn)破孔時，可在復(fù)制操控板中打開“選項”面板,然后選中“排除曲面并填充孔”單選鈕，激活“填充孔/曲面”收集器并選取欲填充孔的封閉邊界環(huán)，即可在選取的曲面邊界環(huán)中執(zhí)行填充，形成封閉的分模曲面。（2）填充裙?fàn)詈完幱胺中兔嬷械膬?nèi)環(huán)利用Skirt(裙邊)或Shadow(著色)方式創(chuàng)建分型面出現(xiàn)破孔時，可在曲面特征對話框中選擇“LoopClosure(環(huán)閉合)”選項重新定義，之后利用彈出的“封閉環(huán)”菜單定義所有內(nèi)部環(huán)封閉或指定內(nèi)部環(huán)封閉，實現(xiàn)分型面破孔的填充。（3）創(chuàng)建新曲面來填充孔采用拉伸、旋轉(zhuǎn)或者填充等方式，單獨創(chuàng)建封閉參考零件破孔的曲面特征，然后將這些曲面特征與有破孔的分型面執(zhí)行合并，即可得到無破孔的分模曲面。,10.3.3填充分型面的破孔,10.4分割模具,分割（Split）是指利用分型面分割或切除現(xiàn)有工件及已建立的模具體積塊，生成一個或兩個模具體積塊，以用來創(chuàng)建模具元件。任何一個分割最多只能創(chuàng)建兩個體積塊。當(dāng)選取分模曲面分割工件時，將以工件材料的全部體積裁去或減除所有的參考零件幾何，以及澆口、流道等模具組件特征，計算出分模曲面一側(cè)的工件體積并將其轉(zhuǎn)換成模具體積塊，然后重復(fù)同樣的過程處理分模曲面的另一側(cè)，最后得到兩個新的模具體積塊，并要求立即給予名稱。,10.4.1分割模具體積塊,模具體積塊是一個占有體積但沒有質(zhì)量的封閉面組，屬于模具組件特征且可以抽取形成模具實體元件。利用分型面可將工件分割成一個或兩個模具體積塊，同時還允許以實體特征方式自行建立模具體積塊。選擇【編輯】(Edit)【分割】(Split)命令,顯示“分割體積塊”菜單。其中,【兩個體積塊】表示建立兩個被命名的模具體積塊；【一個體積塊】表示只建立一個被命名的模具體積塊，且要求進行分類操作，以確定體積塊是否包含；【所有工件】表示一次分割所有的工件；【模具體積塊】表示只分割一個已經(jīng)建立的模具體積塊；【選擇元件】表示只選取某些工件執(zhí)行分割。創(chuàng)建一個體積塊時，分割操作生成至少兩個不同的體積塊，因此會彈出“島列表”菜單以進行分類操作，確定兩側(cè)加亮體積塊是否要包含在所建立的模具體積塊中。,10.4.2創(chuàng)建模具元件,模具元件是以實體材料填充先前定義的模具體積塊而生成的，這一自動執(zhí)行的過程稱為抽?。‥xtract）。在模具模式中使用分割工具創(chuàng)建出所有的模具體積塊后,就可以從工件中抽取以生成模具元件。在【MOLD（模具）】菜單中選擇【MoldComp（模具元件）】【Extract（抽取）】命令，利用顯示的“創(chuàng)建模具元件”對話框選取欲抽取的模具體積塊，并單擊確定按鈕即可自動完成抽取過程。抽取后的模具元件與父體積塊保持關(guān)聯(lián)，體積塊被修改模具元件也將更新，并且抽取的模具元件將與所參考的模具體積塊具有相同的名稱。如果模具元件名稱改變?yōu)椴煌谄渌鶇⒖嫉哪＞唧w積塊名稱，則對模具體積塊的修改不會影響到模具元件。,10.4.3創(chuàng)建模具澆注件,定義所有模具體積塊后，可從工件中抽取它們以生成模具元件，然后可以通過注入口、流道和澆口來模擬填充模具型腔，從而創(chuàng)建模具鑄件。只有在抽取模具元件后才能創(chuàng)建模具鑄件，而且是由減去抽取部分后的工件剩余體積來創(chuàng)建模具鑄件。創(chuàng)建模具鑄件時，在【MOLD(模具)】菜單中選擇【Molding(鑄模)】【Create(創(chuàng)建)】命令，然后輸入鑄件的名稱并回車確認即可。,10.4.4定義模具開模動作,所有模具元件建立完成后，可以利用Pro/E系統(tǒng)模擬開模的過程，并檢查開模動作中是否有干涉。在【MOLD（模具）】菜單中選擇【MoldOpening（模具進料孔）】命令，顯示“模具孔”菜單。定義開模動作時，選擇【模具孔】【定義間距】命令彈出“定義間距”菜單。從中選擇【定義移動】并選取要移動模具元件，然后選取直邊、軸或平面以指定開模的移動方向，并根據(jù)需要輸入沿指定方向的位移值。之后單擊【完成】命令，所選取的模具元件將移動到其新位置處。,10.5模具檢測,模具檢測（MoldCheck）是用來對制品零件進行分析和檢測的，包括模具分析（MoldAnalysis）、厚度檢測（ThicknessCheck）、投影面積（ProjectedArea）及分型面檢測（PartingSurfaceCheck）等。一般，拔模檢測和厚度檢測是拆模前必須要做的準備工作，以提前發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計過程中的錯誤，保證參考模型的幾何特征符合設(shè)計需求。,10.5.1模具分析,單擊【分析】(Analysis)【模具分析】(MoldAnalysis)命令，顯示“模具分析”對話框。其中有拔模檢測(DraftCheck)和等高線(Waterlines)兩種選項。1拔模檢測使用拔模檢測可以確定制品上的所有拔模斜度值是否合理，或模型上是否存在倒勾現(xiàn)象，以使塑件能夠順利脫模。,10.5.1模具分析,2等高線檢測等高線檢測（Waterlines）用來檢測模具組件上冷卻水道布置的合理性。進行等高線檢測時，應(yīng)指定要檢測的模具組件對象并選取要檢測的水道，然后輸入水道的最小間隙，單擊”計算”按鈕系統(tǒng)會在模型上顯示分析的結(jié)果。如果水道的最小間隙值小于設(shè)定值則以紅色顯示該水道，否則以綠色顯示。,10.5.2厚度檢測,用于檢測參考零件在某指定區(qū)域內(nèi)的厚度是否過大或過小。超過設(shè)定的最大或最小厚度時，會以不同顏色進行顯示。選擇【分析】(Analysis)【厚度檢查】(ThicknessCheck)，顯示“模型分析”對話框，其中提供有選取平面和生成層切面兩種檢測方式。1選取平面執(zhí)行厚度檢測選取平面進行厚度檢測時，應(yīng)選定要檢測的零件對象，然后單擊“平面”按鈕選取所需的一個或多個參照平面，并分別設(shè)定要檢測的最大和最小厚度值。之后單擊“計算”按鈕，系統(tǒng)將立即在結(jié)果欄和模型中顯示檢測的結(jié)果。,10.5.2厚度檢測,2使用層切面執(zhí)行厚度檢測在“模型分析”對話框中，單擊“層切面”按鈕可以固定偏距值產(chǎn)生系列均勻的切面作為參照，檢測零件在各切面處厚度的合理性。此時必須在零件上選取一個起點和一個終點，以限定層切面產(chǎn)生的區(qū)域，并且應(yīng)選取參照定義層切面創(chuàng)建的方向，以及設(shè)定層切面的偏