第三节 模具设计步骤
一、建立模具模型
1．新建文件
(1)单击“新建”按钮，系统弹出“新建”对话框。在【类型】栏中选择【制造】，在【子类型】栏中选择【模具型腔】，取消【使用缺省模板】的选择，再单击“完成”按钮完成。
(2)完成上一步后，系统会弹出“新文件选项”对话框，选择单位为“mmns_mfg_ mold”，单击“确定”按钮完成新文件的创建。
2．创建参照零件
(1)单击“参考模型”按钮，系统弹出“打开”对话框，再单击“预览”按钮。选取键盘外壳零件，如图7－62所示，单击“打开”按钮。
图7－62 “打开”对话框
(2)选取要打开的零件后，系统弹出如图7－63所示的“创建参照模型”对话框，选取【按参照合并】项，再单击“确定”按钮完成。
(3)完成上一步后，系统弹出如图7－64所示的“布局”对话框。
图7－63 “创建参照模型”对话框
图7－64 “布局”对话框
单击对话框中的“确定”按钮，完成后的参照模型如图7－65所示。
图7－65 完成后的参照模型
3．创建一个工件
(1)单击“工件”按钮，系统弹出如图7－66所示的“自动工件”对话框。
(2)单击【模具原点】栏中的“箭头”按钮，系统信息栏提示:“选择铸模原点坐标系”。选取如图7－67鼠标所指的坐标系。完成后，【偏移】栏中的所有选项都可以定义。
图7－66 “自动工件”对话框
图7－67 选取坐标系
(3)在【统一偏距】数值输入栏中输入“40”，单击完成按钮完成。完成后的工件如图7－68所示。
图7－68 完成后的工件
二、设置收缩率
操作如下:
(1)单击“收缩率”按钮，系统弹出【收缩】菜单。
(2)选择【收缩】菜单中的【公式】命令，系统弹出【公式】菜单。
(3)选择【公式】菜单中的【1/(1－s)】→【完成】命令，系统再次回到【收缩】菜单，信息栏提示:“收缩公式1/(1－s)已被选取”。
(4)选择【按比例】收缩命令，弹出【按比例收缩】菜单，如图7－69所示。选取“PRT_ CSYS_DEFS”坐标系作为参照坐标系，如图7－70所示。
图7－69 【按比例收缩】菜单
图7－70 选取坐标系
(5)在连续弹出的三个对话框中均输入“0．05”，即参照零件在X、Y、Z三个方向的比例收缩值均为0．05，单击【确定】完成。
(6)选择【完成】命令完成【按比例】特征的创建。
(7)选择【收缩信息】命令，系统弹出收缩信息的说明窗口，如图7－71所示。
图7－71 收缩信息窗口
三、设计分型面
1．遮藏工件
操作如下:
(1)单击工具条中的“遮蔽”按钮，系统弹出“遮蔽—撤消遮蔽”对话框。
(2)选取工件，然后单击“遮蔽”按钮完成工件的遮蔽，单击“关闭”按钮关闭对话框。
2．利用【复制】功能创建分型曲面
操作如下:
(1)选择【菜单管理器】中的【分型面】命令，在弹出的【分型面】菜单栏中选择【创建】命令，进入下一步。
(2)系统弹出“分型面名称”对话框，使用默认的名称，单击确定按钮进入下一步。
(3)在弹出的【创建】菜单栏中，选择【增加】命令，进入下一步。
(4)系统弹出【曲面选项】菜单栏，选择【复制】命令，再单击“完成”按钮。
这时系统信息栏提示:“指定要复制的曲面”，同时弹出如图7－72所示的“曲面:复制”对话框。
图7－72 “曲面:复制”对话框
(6)连续选取如图7－73网格面所示的几个参照零件的外表面，注意不要漏选了两边的细小曲面。单击【确定】按钮完成，如图7－74所示。
图7－73 选取复制曲面
图7－74 细小曲面
(7)选择“曲面:复制”＇对话框中的【填充环】选项，如图7－75所示。再单击“定义”按钮，系统弹出如图7－76所示的【聚合填充】菜单。
图7－75 选择【填充环】选项
图7－76 【聚合填充】菜单
(8)选取如图7－77所示的需填充曲面，再选择【完成参考】命令。
(9)完成上一步后，系统回到【聚合填充】菜单。选择【环】命令，如图7－78所示。
图7－77 选取填充曲面
图7－78 选择【环】命令
(10)选取如图7－79所示的边链，选择【完成参考】命令。
图7－79 选取边链
(11)单击“曲面:复制”对话框中的“确定”按钮，就可以完成参照零件的外表面的复制及破孔的填充。复制好的曲面如图7－80所示。
图7－80 完成的复制曲面
3．利用【延拓】功能创建分型曲面
(1)完成参照零件的外表面的复制后，选择【延拓】命令，系统弹出【延拓】菜单栏，选择【沿方向】命令，再选择【完成】命令进入下一步。
(2)单击工具条中的“遮蔽”按钮，弹出“遮蔽—撤消遮蔽”对话框。在【取消遮蔽】目录框中选取工件，然后单击“去除遮蔽”按钮取消工件的遮蔽。再在【遮蔽】目录下选取参照零件，单击“遮蔽”按钮完成参照零件的遮蔽。单击“关闭”按钮关闭，回到【链】菜单栏。
(3)选取如图7－81所示的边，再单击“选取”对话框中的【确定】按钮完成选取。
(4)完成上一步后系统弹出【设置平面】菜单，同时信息栏提示:“选取曲面延伸所至的平面”。选取如图7－82网格所示的侧平面作为延拓所至的曲面。
图7－81 选取边链
图7－82 选取延拓所至的曲面
(5)上一步完成后，选择【确认延拓】命令完成，延拓的曲面如图7－83所示。
(6)同样，选择【延拓】命令，并选择【沿方向】命令，选择【完成】命令完成。
(7)选取如图7－84所示的边链和如图7－85网格所示的侧平面作为延拓所至的曲面，再单击此时系统所弹出的“选取”对话框中的【确定】按钮完成选取。
(8)上一步完成后，选择【完成延拓】命令完成，这时的延拓曲面如图7－86所示。
图7－83 延拓曲面显示
图7－84 选取边链
图7－85 选取延拓所至的平面
图7－86 延拓曲面显示
(9)同样选择【延拓】命令，并选择【沿方向】命令，选择【完成】命令完成。
(10)这时选取如图7－87所示的两条边链和如图7－88网格所示的侧平面作为延拓所至的曲面，再单击此时系统所弹出的“选取”对话框中的【确定】按钮完成选取。
图7－87 选取边链
图7－88 选取延拓所至的平面
(11)上一步完成后，选择【完成延拓】命令完成，这时的延拓曲面如图7－89所示。
(12)同样选择【延拓】命令，并选择【沿方向】命令，选择【完成】命令完成。
(13)这时选取如图7－90所示的两条边链和如图7－91网格所示的侧平面作为延拓所至的曲面，再单击此时系统所弹出的“选取”对话框中的【确定】按钮完成选取。
图7－89 延拓曲面显示
图7－90 选取的边链
图7－91 选取延拓所至的平面
(14)上一步完成后，选择【完成延拓】命令完成，这时的延拓曲面如图7－92所示。
(15)选择【完成/返回】命令，完成分型曲面的创建。分型面着色如图7－93所示。
图7－92 延拓曲面显示
图7－93 分型面着色图
四、分割模具体积块
操作如下:
(1)在菜单管理器中选取【模具体积块】→【分割】。
(2)在弹出的【分割体积块】菜单中选择【两个体积块】和【所有工件】命令，选择【完成】命令进入下一步。
(3)这时系统信息栏提示:“为分割工件选取分型面”，同时弹出“选取”对话框和“分割”对话框。
图7－94 选取的分型面
(4)选取如图7－94所示的分型面，再单击“确定”完成。
(5)完成上一步后，系统弹出“体积块名称”对话框，使用默认名称“MOLD_VOL_1”，单击“确定”按钮进入下一步。
(6)这时系统又弹出另一个“体积块名称”对话框，使用默认名称“MOLD_VOL_2”，单击“确定”按钮进入下一步。
(7)选择【模具体积块】菜单中的【着色】命令，查看创建好的两个体积块的情况，如图7－95和图7－96所示。
图7－95 第一个模具体积块着色效果
图7－96 第二个模具体积块着色效果
五、抽取模具体积块
1．遮蔽
(1)单击“遮蔽”按钮，弹出“遮蔽—撤消遮蔽”对话框。
(2)在对话框中的【过滤】选项栏部分，单击“元件”按钮，再单击“全部选择”按钮，再单击“遮蔽”按钮，完成元件的遮蔽。
(3)在对话框中的【过滤】选项栏部分，单击“分型面”按钮，再单击“全部选择”按钮，选取分型面，然后单击遮蔽按钮，完成分型面的遮蔽。
(4)完成参照零件、工件和分型面的遮蔽后，单击“关闭”按钮关闭“遮蔽—撤消遮蔽”对话框，这时模具体积块如图7－97所示。
图7－97 模具体积块
2．模具元件
(1)选择【菜单管理器】中的【模具元件】命令，系统弹出【模具元件】下拉菜单。选择【抽取】命令，系统弹出如图7－98所示的“创建模具元件”对话框。
图7－98 “创建模具元件”对话框
(2)单击“全部选择”按钮选取两个模具体积块，单击“确定”按钮，进入下一步。
(3)在连续弹出的两个对话框中依次输入两个模具元件的名称，然后单击“完成”按钮完成两个模具元件的创建。
(4)单击工具条中的“遮蔽”按钮，系统弹出“遮蔽—撤消遮蔽”对话框。在对话框中的【过滤】选项栏部分，单击“体积块”按钮，再单击“选择全部”按钮，再单击“遮蔽”按钮，完成模具体积块的遮蔽。
六、开模操作和仿真
1．生成铸件
(1)选择【菜单管理器】中的【铸模】命令，系统显示【铸模】菜单。
(2)选择【铸模】菜单中的【创建】命令，信息栏中弹出“输入铸件名称”对话框。
输入名称“CAST”，再单击“完成”按钮就可以完成铸件的创建。创建好的铸件如图7－99所示。
图7－99 铸件
2．开模操作
(1)单击“开模”按钮，系统弹出【模具孔】菜单栏。
(2)选择【定义间距】→【定义移动】命令，信息栏提示:“为迁移号码1选取构件”。
(3)选取如图7－100网格面所示的模具元件作为移动对象，单击“选取”对话框中的“确定”按钮。
图7－100 选取移动对象
(4)上一步完成后，系统信息栏提示:“通过选取边、轴或表面选取分解方向”。选取如图7－101红色箭头所示的边作为参考分解方向。
图7－101 参考分解方向
(5)上一步完成后，系统弹出“输入位移”对话框。输入位移的值“100”，单击“完成”按钮完成，再选择【定义间距】菜单中的【完成】命令。完成后的模拟打开情况如图7－102所示。
图7－102 打开上模
(6)再次选择【定义间距】命令进入下一步。
(7)选择【定义移动】命令，选取如图7－103网格面所示的模具元件作为移动对象。
图7－103 选取移动对象
(8)上一步完成后，选取如图7－104红色箭头所示的边作为参考分解方向，再在弹出的“输入位移”对话框中输入位移的值“－100”，然后单击“完成”按钮完成，完成后的模拟打开情况如图7－105所示。
图7－104 参考分解方向
图7－105 打开下模
本章的实例首先创建了一个键盘外壳零件，再根据所创建的零件设计模具。从这个例子中，读者可以了解到建立分型面的一种常用方法，即复制零件的上表面，再将复制面延拓至工件。完成后，利用创建的分型面分割工件生成模具体积块，然后将体积块抽取成模具元件，最后进行开模操作和仿真。读者应对本章介绍的分型面创建方法多加练习，以加深理解。
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