第六章模具设计基础

CAD/CAM软件应用第六章模具设计模具设计模块Pro/MOLDESIGN是Pro/E基于其装配的可选模块。模块提供了零件的分模设计，产生构成型腔的凸凹模、滑块等各零件，进行浇注、冷却、顶出系统设计,本章主要讲述零件分模的方法及技巧与介绍模具整体设计模块。CAD/CAM软件应用模具设计工作界面CAD/CAM软件应用6.1零件分模基本步骤调入零件CAD/CAM软件应用毛坯工件的创建毛坯工件的创建CAD/CAM软件应用分型面的创建拉伸面的方法创建分型在面CAD/CAM软件应用分割体积块及抽取CAD/CAM软件应用开模分析CAD/CAM软件应用6．2分模零件的处理在进入模具模块之前需要对模具设计模型进行预处理以避免分模失败，预处理包括复制实体曲面、添加拔模特征和分模坐标系得到合适的模具模型，对模具进行拔模斜度和厚度检测，使用塑料顾问应用程序模拟浇注塑料零件的铸模填充动作以确定浇注口。模具模型的预处理非常重要，它直接关系到模具设计的成败，所以设计者应该熟练掌握，以便减少后续设计的不必要的变更和缺陷。CAD/CAM软件应用复制设计模型曲面复制初始设计模型的曲面，制作供后续模具设计所用的设计零件CAD/CAM软件应用添加模具基准一些由IGES或STEP文档导入得到的设计模型也没有基准参照，会为后续模具设计带来不便，因此有必要添加模具基准CAD/CAM软件应用设置绝对精度使用模具模块时，要确保参照模型与工件的绝对精度与组件相同，这对几何计算十分重要，因为存在精度冲突时，可能会导致分模失败。CAD/CAM软件应用拔模角度检测在开模之前，通常要对模具进行检测，以确定生成零件的一些特性满足模具的需要。对模具的检测包括有拔模角度、水线、厚度、等CAD/CAM软件应用塑料顾问塑料顾问是Pro/E的外挂程序之一，用于塑料在型腔内注射成形的分析，使设计人员了解塑料在型腔内的填充情况，为选择合适的浇口位置提供依据。CAD/CAM软件应用浇口位置分析分析设计模型，浇口位置分析CAD/CAM软件应用塑料填充、冷却质量和缩痕CAD/CAM软件应用6．3模具布局及收缩对参照模型进行预处理后，可以将其加载到Pro/E模具模块开始模具设计。根据注射机的最大注射量、最大锁模力或是塑件的精度要求计算模具的型腔数，根据计算结果向模具中加载到参照模型，之后需要向模具中添加工件以包裹参照模型构成型腔“毛坯”。由于塑料从热模具中取出并冷却到室温时会发生收缩，用户需要设置模具收缩率以反映这一变化。CAD/CAM软件应用加载参照模型根据型腔数目的多少，模具可以分为单腔模具和多腔模具CAD/CAM软件应用创建模具工件工件可以理解为模具的毛坯，它完全包裹着参照模型，还包容着浇注系统，冷却水线等型腔特征。CAD/CAM软件应用自动创建工件系统根据参照模型的最大轮廓尺寸及位置来创建工件，提高工件的制作效率CAD/CAM软件应用设置收缩率塑料从热的模具中取出并冷却到室温后，其尺寸发生变化的特性称为收缩率CAD/CAM软件应用6.4分型面设计分型面是指将模具型腔分开以便取出制品的分离曲面，即上、下模的接触面，应当根据实际情况定义分型面。分型面的位置选择与形状设计是否合理，不仅直接关系模具的复杂程度，也关系着模具制件的质量、模具的工作状态和操作的方便程度，因此分型面的设计是模具设计中最重要的一步。CAD/CAM软件应用创建分型面采用拉伸、旋转等命令的分型曲面CAD/CAM软件应用阴影分型曲面CAD/CAM软件应用裙边分型曲面CAD/CAM软件应用复制分型面CAD/CAM软件应用靠破孔分型面零件参照模型在拔模方向上可能会存在孔洞，分型面不能完全分割型腔，这就需要对破孔（内部环）进行填补。CAD/CAM软件应用6.5模具分割及抽取塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出，必须将模具型腔打开，型腔就是沿着分型面分割开来的。分型面既是模具设计的术语，也是Pro/E中一种特殊的曲面特征，用于分割工件或现有体积块来创建模具体积块。使用分型面分割模具将导入分割特征，创建完成之后，可以进行抽取得到上下模和铸模的实体零件，并且通过分离打开模具，从而形成模具爆炸图。CAD/CAM软件应用分型面分割体积块指定一分型曲面用于分割。系统计算材料（工件或现有模具体积块）的总体积。系统将材料减去创建浇道、流道和浇口的模具组件特征，并裁剪所有参照零件。CAD/CAM软件应用直接创建体积块直接创建模具体积块是参照“参照模型”来进行增加或减去，使体积块与参照模型相适应，并设定模具体积块的拔模角。CAD/CAM软件应用抽取模具元件创建完模具体积块后，可以从工件抽取它们以产生模具元件CAD/CAM软件应用铸模可以通过浇道、流道和浇口来模拟填充模具型腔，从而创建铸模，如图所示分别是参照零件和铸模，铸模的上面有浇注系统。铸模可以用于检查前面设计的完整性和正确性，如果出现不能生成铸模文件的现象，极有可能是先前的模具设计有差错或者参照零件有几何交错的现象，应当向前检查。CAD/CAM软件应用模具打开模具体积块抽取完成之后，得到的模具元件仍然处于原来模具体积块的位置，为了检查设计的适用性，可以模拟模具打开过程。CAD/CAM软件应用6.6浇注与冷却系统设计浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道，由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。冷却系统则一般是指存在于型芯、型腔等部分，通过冷却水流量及流速来控制模温的冷却管道。CAD/CAM软件应用浇注系统浇注系统的主要作用是将成型材料顺利、平稳、准确地输送充满模具型腔深处，并在填充过程中将压力充分传递到模具型腔的各个部位，以便获得外形轮廓清晰，内部组织质量优良的制件。对于塑料模具，浇注系统一般由主流道、分流道、冷料井和浇口组成浇注系统的设计方法：使用【实体】特征中切割材料方式来建立浇注系统，;或直接利用模具特征中的【流道】特征建立浇注系统，利用流道特征可以快速创建标准流道。CAD/CAM软件应用侧浇口侧浇口CAD/CAM软件应用点浇口点浇口CAD/CAM软件应用冷却系统冷却水孔数量多，孔径尽可能的大，对塑件冷却也就越均匀。水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，排列应与型腔吻合。制件的壁厚处，浇口处最好要加强冷却。在热量积聚大，温度较高的部位应加强冷却。如浇口附近的温度较高，在浇口的附近要加强冷却，一般可使冷却水先流经浇口附近，再流向其他部分。冷却水线应远离熔接痕部分，以免熔接不良，造成制件强度降低。降低出口与入口的水温差，使模具的温度分布均匀。CAD/CAM软件应用【水线】命令操作CAD/CAM软件应用6.7模具的整体设计模具元件及铸模创建完成后，进行整体设计。估计模具的初步尺寸并选取合适的模架，用户可以使用Pro/E的通用建模功能逐一创建模架零件，然后将其装配在一起；可以使用MoldBase模块添加标准模架和标准零件；也可以在EMX中自动创建模架和选用其他零件。如图6-43所示是一整体模具图。CAD/CAM软件应用模具全装配图例CAD/CAM软件应用MoldLib模架设计MoldLib（MoldBaseLibrary）是PTC产品家族的一员，它提供了DME、FUTUBA、HASCO三大公司的标准模具组件，在Pro/E的模具布局模块中，用户可以直接从模具数据库中加载模具组件，可以直接从模具数据库中加载模架组件，从而节省创建模架零件的时间。设置MoldLib,安装完成后应当检查安装目录中的文件及文件夹，还需要作一些其他设置，否则模架库不能正常加载和检索。设置安装路径：pro_library_dir=D:\moldlib显示所有功能及按钮：show_all_mold_layout_buttonsyesCAD/CAM软件应用MoldLib模架设计实例CAD/CAM软件应用EMX模架设计PTC用于Pro/E的新模架——EMX（ExpertMoldbaseExtension），是一个基于知识库的模架装配和细化工具，它增强了现有Pro/E模具工具的功能。专门为模具设计人员开发的这套工具，能简化模具设计过程，提高生产率。Pro/E的模具设计模块与Pro/E基础模块一起，为塑料模、压铸模和冲模设计人员提供了快速创建和修改完整模具零部件的功能。CAD/CAM软件应用EMX设计工作界面CAD/CAM软件应用EMX设计工作实例盒类零件在EMX中设计的模具总体装配图