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用两种方法进行模具设计（一）
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用两种方法进行模具设计（一）
本实例将介绍一款肥皂盒的模具设计过程（图 1.1）。该产品模型的边链（最大轮廓处） 有一个完全倒圆角的特征，此时，必须将完全倒圆角进行拆分面，才能正确地完成模具的 开模。通过本实例的学习，读者能够进一步掌握模具设计的一般方法。1.1 方法一（Mold Wizard 环境）
方法简介： 在利用 Mold Wizard 进行该模具设计时，巧妙地运用了“拆分面”中的“等斜度线拆 分”命令，使拆分面的过程更简单明了，其分型面的创建采用的是“条带曲面”方法。 下面介绍在 Mold Wizard 环境下设计该模具的具体过程。Task1. 初始化项目
Step1. 加载模型。在工具条按钮区右击 选项，单击 按钮，系统弹出“注 塑模向导”工具条，单击“初始化项目”按钮 ，系统弹出“打开”对话框；选择 D:\ug90.6\work\ch01\fancy_soap_box.prt，单击 按钮，载入模型后，系统弹出“初 始化项目”对话框。 Step2. 定义项目单位。在 下拉列表中选择 选项。 Step3. 设置项目路径和名称。将路径设置为 D:\ug90.6\work\ch01；在 文本框中输 入 fancy_soap_box。 Step4. 设置部件材料。在 下拉列表中选择 选项，其他参数采用系统默认设置值。 Step5. 单击 按钮，完成初始化项目的设置。 图 1.1 肥皂盒的模具设计 开 模 方 向 型腔 产品模型 型芯 A ATask2. 模具坐标系
Step1. 旋转模具坐标系。选择下拉菜单 命令，系 统弹出“旋转 WCS 绕…”对话框；选中 单选按钮，在 文本框中输入数值-90； 单击 按钮，完成坐标系的旋转。 Step2. 锁定模具坐标系。在“注塑模向导”工具条中，单击“模具 CSYS”按钮 ，系统 弹出“模具 CSYS”对话框；选中 单选按钮，然后选中 复选框；单击 按钮，完成模具坐标系的定义，结果如图 1.2 所示。Task3. 创建模具工件
Step1. 选择命令。在“注塑模向导”工具条中，单击“工件”按钮 ，系统弹出“工 件”对话框。 Step2. 在“工件”对话框的 下拉列表中选择 选项，在 下拉列表中选 择 选项，其他参数采用系统默认设置值。 Step3. 修改尺寸。单击 区域的“绘制截面”按钮 ，系统进入草图环境，然后 修改截面草图的尺寸，如图 1.3 所示；在“工件”对话框 区域的 下拉列表中选择 选项，并在其下的 文本框中输入数值 35；在 区域的 下拉列表中选择 选项， 并在其下的 文本框中输入数值-35。 Step4. 单击 按钮，完成创建后的模具工件如图 1.4 所示。Task4. 创建拆分面
Step1. 选择命令。在“注塑模向导”工具条中，单击“注塑模工具”按钮 ，系统弹 出图 1.5 所示的“注塑模工具”工具条，单击“拆分面”按钮 ，系统弹出图 1.6 所示的 “拆分面”对话框。 Step2. 旋转坐标系。选择下拉菜单 命令；在系统 弹出的“旋转 WCS 绕…”对话框中选中 单选按钮，在 文本框中输入数值-90； 然后单击 按钮；系统返回至“拆分面”对话框。 图 1.4 创建后的工件 图 1.3 截面草图 图 1.2 定义后的模具坐标系实例
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Step3. 定义拆分面属性。在 下拉列表中选择 选项。 Step4. 定义要分割的面。选取如图 1.7 所示的完全倒圆角面为拆分面。 Step5. 单击 按钮，完成创建拆分面。Task5. 模具分型
Stage1. 设计区域 Step1. 在“注塑模向导”工具条中，单击“模具分型工具”按钮 ，系统弹出“模具 分型工具”工具条和“分型导航器”窗口。 Step2. 在“模具分型工具”工具条中单击“检查区域”按钮 ，系统弹出“检查区域” 对话框，并显示如图 1.8 所示的开模方向，选中 单选按钮。 说明：图 1.8 所示的开模方向可以通过“检查区域”对话框中的 按钮和“矢 量对话框”按钮 来更改，本实例在前面定义模具坐标系时已将开模方向设置好，所以系 统会自动识别出产品模型的开模方向。 Step3. 拆分面。在“检查区域”对话框中单击“计算”按钮 ，系统开始对产品模型 进行分析计算。单击 选项卡，可以查看分析结果。单击 选项卡，取消选中 、 和 三个复选框，然后单击“设置区域颜色”按钮 ，设置各区域的颜色， 结果如图 1.9 所示；在 区域中选中 复选框，此时系统将所有的交叉竖 图 1.7 定义拆分面 放大图 拆分面 开模方向 图 1.8 开模方向 图 1.5 “注塑模工具”工具条 图 1.6 “拆分面”对话框直面加亮显示；在 区域中选中 单选按钮，单击 按钮，此时系统 将加亮显示的交叉竖直面指派到型芯区域，同时对话框中的 显示为 0。创建结果 如图 1.10 所示。 Step4. 接受系统默认的其他参数设置值，单击 按钮，关闭“检查区域”对话框。 Stage2. 创建区域和分型线 Step1. 在“模具分型工具”工具条中单击“定义区域”按钮 ，系统弹出“定义区域” 对话框。 Step2. 在 区域中选择 选项；在 区域选中 和 复选 框，单击 按钮，完成分型线的创建，创建分型线结果如图 1.11 所示。 Stage3. 模型修补 Step1. 在“模具分型工具”工具条中单击“曲面补片”按钮 ，系统弹出“边修补” 对话框。 Step2. 定义修补边界。在“边修补”对话框的 下拉列表中选择 选项，然后在 图形区中选取产品实体，此时系统将需要修补的破孔处加亮显示，如图 1.12 所示。 Step3. 单击 按钮，系统自动创建曲面补片，修补结果如图 1.13 所示。 Stage4. 创建分型面 Step1. 在“模具分型工具”工具条中单击“设计分型面”按钮 ，系统弹出“设计分 图 1.9 设置区域颜色 放大图 型芯区域 未定义的区域 放大图 图 1.12 高亮显示孔边界 高亮显示边界 放大图 图 1.13 修补结果 创建曲面补片 放大图 图 1.11 创建分型线 分型线 放大图 图 1.10 完成区域的定义 型芯区域 型腔区域
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型面”对话框。 Step2. 定义分型面创建方法。在 区域中单击“条带曲面”按钮 ，单击 按钮。 Step3. 定义分型面长度。采用系统默认的公差值，在 区域的 文本框中输 入数值 100.0，然后按 Enter 键。 Step4. 单击 按钮，完成分型面的创建，创建的分型面如图 1.14 所示。 说明： 系统会弹出警报信息对话框，一律单击“取消”按钮。 Stage5. 创建型腔和型芯 Step1. 在“模具分型工具”工具条中单击“定义型腔和型芯”按钮 ，系统弹出“定 义型腔和型芯”对话框。 Step2. 创建型腔零件。选择 区域下的 选项，其他参数采用系统默认设 置值，单击 按钮，系统弹出“查看分型结果”对话框，采用系统默认的方向；单击 按钮，完成型腔零件的创建，如图 1.15 所示，此时系统返回至“定义型腔和型芯” 对话框。 Step3. 创建型芯零件。在“定义型腔和型芯”对话框中选择 区域下的 选项，其他参数采用系统默认设置值，单击 按钮，系统弹出“查看分型结果”对话 框，采用系统默认的方向；单击 按钮，系统返回至“模具分型工具”工具条和“分 型导航器”窗口，完成型芯零件的创建，如图 1.16 所示。 Stage6. 创建模具分解视图 Step1. 切换窗口。选择下拉菜单 命令，切换到总 装配文件窗口；然后单击“装配导航器”按钮 ，在系统弹出的“装配导航器”面板中选 择 命令并右击，在系统弹出的快捷菜单中选择 命令。 Step2. 移动型腔。 （1）创建爆炸图。选择下拉菜单 命令， 系统弹出“新建爆炸图”对话框，采用系统默认的名称，单击 按钮。 （2）编辑爆炸图。选择下拉菜单 命令，系 统弹出“编辑爆炸图”对话框；选取如图 1.17 所示的型腔为移动对象；选中 单选 图 1.16 型芯零件 图 1.15 型腔零件 图 1.14 创建分型面 分型面按钮，选取 Z 轴为移动方向，在 文本框中输入数值 100，按 Enter 键确认，结果如图 1.18 所示。 Step3. 移动型芯。 （1）选择对象。在对话框中选择 单选按钮，选取图 1.19 所示的型芯，按 Shift 键，单击以取消选中上一步选中的型腔。 （2）选择 单选按钮，沿 Z 轴负方向移动 100，单击 按钮，结果如图 1.20 所示。 Step4. 保存文件。选择下拉菜单 命令，保存所有文件。
1.2 方法二（建模环境）
方法简介： 在建模环境下进行该模具设计的主要思路是：首先，通过“抽取”命令完成分型线的 创建；其次，通过“抽取”、“拉伸”、“有界平面”和“缝合”等命令完成分型面的创建； 再次，通过“求差”和“拆分体”等命令完成型腔/型芯的创建；最后，通过“移动对象” 命令完成模具的开模。 下面介绍在建模环境下设计该模具的具体过程。Task1. 模具坐标
Step1. 打开文件。打开 D:\ug90.6\work\ch01\fancy_soap_box.prt 文件，单击 按 钮，进入建模环境。 Step2. 创建坐标系。选择下拉菜单 命令，系统弹出 “点”对话框；在 文本框中输入数值-11.5；单击 按钮，完成坐标系的放置，并 关闭该对话框。 Step3. 旋转坐标系。选择下拉菜单 命令，系统弹出 “旋转 WCS 绕…”对话框；选中 单选按钮，在 文本框中输入数值 90；单击 按钮，完成坐标系的旋转，如图 1.21 所示。 图 1.17 选取移动对象 选取型腔 图 1.18 移动型腔 图 1.19 选取移动对象 选取型芯 图 1.20 移动型芯实例
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用两种方法进行模具设计（一）
Task2. 设置收缩率
Step1. 选择命令。选择下拉菜单 命令，系统弹出“变换”对 话框（一）。 Step2. 定义变换对象。选择零件为变换对象，单击 按钮，系统弹出“变换”对 话框（二）。 Step3. 单击 按钮，系统弹出“点”对话框。 Step4. 定义变换点。选取坐标原点为变换点，单击 按钮，系统弹出“变换”对 话框（三）。 Step5. 定义变换比例。在 文本框中输入数值 1.006，单击 按钮，系统弹出 “变换”对话框（四）。 Step6. 单击 按钮，系统弹出“变换”对话框（五）。 Step7. 单击 按钮，完成收缩率的设置，单击 按钮，关闭该对话框。 说明：移除参数后，系统可能会提示模型中的“草图 4”错误，在部件导航器中将其 删除即可，并不影响后续操作。Task3. 创建模具工件
Step1. 选择命令。选择下拉菜单 命令，系 统弹出“拉伸”对话框。 Step2. 定义草图平面。单击 按钮，系统弹出“创建草图”对话框；选择 ZX 基准平 面为草图平面，单击 按钮，进入草图环境。 Step3. 绘制草图（显示坐标系）。绘制如图 1.22 所示的截面草图；单击 按钮， 退出草图环境。 Step4. 定义拉伸方向。在 下拉列表中，选择 选项。 Step5. 确定拉伸开始值和结束值。在“拉伸”对话框中 区域的 下拉列表中选 择 选项，并在其下的 文本框中输入数值 30，在 区域的 下拉列表中选择 选项，其他参数采用系统默认设置值。 Step6. 单击 按钮，完成如图 1.23 所示拉伸特征的创建。 图 1.21 定义模具坐标系Task4. 创建分型面
Stage1．创建轮廓线 Step1. 将视图定位到前视图。在“视图”工具条中单击 按钮后面的黑色小三角按钮 ，在系统弹出的快捷工具条中单击 按钮，完成后将工件隐藏。 Step2. 选择命令。选择下拉菜单 命令，系 统弹出“抽取曲线”对话框。 Step3. 在该对话框中单击 按钮。 Step4. 选取抽取对象。选取如图 1.24 所示的产品模型，完成轮廓线的创建，并关闭该 对话框。 Stage2. 创建抽取特征 1 Step1. 选择命令。选择下拉菜单 命令， 系统弹出“抽取几何体”对话框。 Step2. 在 下拉列表中选择 选项；在 区域中选中 复选 框和 复选框，其他参数采用系统默认设置值。 Step3. 定义种子面。选取如图 1.25 所示的面为种子面。 Step4. 定义边界面。选取如图 1.26 所示的面为边界面。 Step5. 单击 按钮，完成抽取特征 1 的创建，如图 1.27 所示（隐藏产品模型）。 图 1.24 创建轮廓线 选取此产品模型 轮廓曲线 选取此面 图 1.25 定义种子面 选取这些面 图 1.26 定义边界面 图 1.27 创建抽取特征 1 图 1.23 模具工件 图 1.22 截面草图实例
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用两种方法进行模具设计（一）
Stage3．修剪片体 Step1. 选择命令。选择下拉菜单 命令，系 统弹出“修剪片体”对话框。 Step2. 定义目标体和边界对象。选取如图 1.28a 所示的片体为目标体，单击中键确认； 选取轮廓曲线为边界对象。 Step3. 设置对话框参数。在 区域中选中 单选按钮，其他参数采用系统默认 设置值。 Step4. 在该对话框中单击 按钮，完成片体的修剪，如图 1.28b 所示（隐藏轮 廓曲线）。 Stage4．创建抽取特征 2 Step1. 显示实体。在 中选中 选项并右击，在系统弹出的快捷菜单中 选择 命令。 Step2. 创建抽取特征。选择下拉菜单 命 令，系统弹出“抽取几何体”对话框；在 下拉列表中选择 选项，在 后的下拉 列表中选择 选项；在 区域中选中 和 复选框，其他参 数采用系统默认设置值；选取如图 1.29 所示的所有破孔侧面（共 30 个面）为抽取对象； 单击 按钮，完成抽取特征 2 的创建，如图 1.30 所示。 Stage5．创建有界平面 1 Step1. 选择命令。选择下拉菜单 命令，系统 弹出“有界平面”对话框。 Step2. 定义边界。选取如图 1.31 所示的边界环为有界平面边界。 图 1.28 创建修剪特征 b）修剪后 a）修剪前 选取该片体为目标体 轮廓曲线 图 1.29 定义抽取对象 放大图 选取这些面Step3. 单击 按钮，完成有界平面 1 的创建。 Stage6．创建其余有界平面 参见 Stage5 的方法创建如图 1.32 所示的其余有界平面。 Stage7．创建拉伸面 Step1. 创建拉伸特征 1。选择下拉菜单 命 令，系统弹出“拉伸”对话框；选取如图 1.33 所示的片体边链为拉伸对象 1；在 下拉列表中选择 选项；在 区域的 下拉列表中选择 选项，并在其下的 文本 框中输入数值 0，在 下拉列表中选择 选项，并在其下的 文本框中输入数值 100； 其他参数采用系统默认设置值；单击 按钮，完成如图 1.34 所示拉伸特征 1 的创建。 注意：在“曲线规则”下拉列表中选择 选项，再选取拉伸对象。 Step2. 创建拉伸特征 2。选择下拉菜单 命 令，系统弹出“拉伸”对话框；选取如图 1.35 所示的片体边链为拉伸对象 2；在 下拉列表中选择 选项；在 区域的 下拉列表中选择 选项，并在其下的 文本 框中输入数值 0，在 下拉列表中选择 选项，并在其下的 文本框中输入数值 100； 其他参数采用系统默认设置值；单击 按钮，完成如图 1.36 所示拉伸特征 2 的创建。 图 1.33 定义拉伸对象 1 选取此边链 图 1.34 创建拉伸特征 1 拉伸特征 1 图 1.30 创建抽取特征 2 图 1.31 定义有界平面的边界 放大图 选取此边界环 图 1.32 创建其余有界平面 有界平面
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Step3. 创建拉伸特征 3。选择下拉菜单 命 令，系统弹出“拉伸”对话框；选取如图 1.37 所示的片体边链为拉伸对象 3；在 下拉列表中选择 选项；在 区域的 下拉列表中选择 选项，并在其下的 文本 框中输入数值 0，在 下拉列表中选择 选项，并在其下的 文本框中输入数值 100； 其他参数采用系统默认设置值；单击 按钮，完成如图 1.38 所示拉伸特征 3 的创建。 Step4. 创建拉伸特征 4。选择下拉菜单 命 令，系统弹出“拉伸”对话框；选取图 1.39 所示的片体边链为拉伸对象；在 下 拉列表中选择 选项；在 区域的 下拉列表中选择 选项，并在其下的 文本框 中输入数值 0，在 下拉列表中选择 选项，并在其下的 文本框中输入数值 100； 其他参数采用系统默认设置值；单击 按钮，完成如图 1.40 所示拉伸特征 4 的创建。 Stage8．创建缝合特征 Step1. 选择命令。选择下拉菜单 命令，系 统弹出“缝合”对话框。 Step2. 设置对话框参数。在 下拉列表中选择 选项，其他参数采用系统默认 设置值。 Step3. 定义目标体和工具体。选取拉伸特征 1 为目标体，选取其余所有片体为工具体。 图 1.35 定义拉伸对象 2 选取此边链 拉伸特征 2 图 1.36 创建拉伸特征 2 图 1.37 定义拉伸对象 3 选取此边链 图 1.38 创建拉伸特征 3 拉伸特征 3 选取此边链 图 1.39 定义拉伸对象 4 图 1.40 创建拉伸特征 4 拉伸特征 4Step4. 单击 按钮，完成曲面缝合特征的创建。
