带滑块和镶件的模具设计实例

本实例将介绍一款饮水机开关（图10.1）模具的设计过程，该模具带有镶件和滑块，在创建分型面时采用了一种比较典型的方法：首先，创建一个面的轮廓线；然后，创建与轮廓线相连的桥接曲线，将其投影到模型表面；其次，利用轮廓曲线和投影曲线创建分型线，将其进行拉伸创建曲面；最后，将创建的曲面合并成分型面。在创建滑块和镶件时用到了求交、求和及求差方法，这是创建滑块和镶件最常见的方法。希望读者通过对本实例的学习，能够掌握这种创建分型面、滑块和镶件的方法。下面介绍该模具的设计过程。

图10.1 饮水机开关模具的设计

Task1.初始化项目

Step1.在“注塑模向导”功能选项卡中，单击“初始化项目”按钮，系统弹出“打开”对话框，选择D：\ug11.6\work\ch10\handle.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“初始化项目”对话框的下拉列表中选择选项。

Step3.设置项目路径和名称。接受系统默认的项目路径；在“初始化项目”对话框的文本框中输入handle_mold。

Step4.在该对话框中单击按钮，完成初始化项目的设置。

Task2.模具坐标系

Step1.在“注塑模向导”功能选项卡区域中，单击“模具CSYS”按钮，系统弹出“模具CSYS”对话框。

Step2.选中单选项，单击按钮，完成模具坐标系的定义，结果如图10.2所示。

Task3.设置收缩率

Step1.定义收缩率。在“注塑模向导”功能选项卡区域中，单击“收缩”按钮，产品模型会高亮显示，同时系统弹出“缩放体”对话框；下拉列表中选择选项。

Step2.定义缩放体和缩放点。采用系统默认的参数设置值。

Step3.定义比例因子。在“缩放体”对话框区域的文本框中，输入收缩率值1.006。

Step4.单击按钮，完成收缩率的设置。

Task4.创建模具工件

Step1.选择命令。在“注塑模向导”功能选项卡区域中，单击“工件”按钮，系统弹出“工件”对话框。

Step2.在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10.3所示。单击按钮，退出草图；在“工件”对话框区域的下拉列表中选择选项，并在其下方的文本框中输入数值-20；在区域的下拉列表中选择选项，并在其下方的文本框中输入数值40。

Step4.单击按钮，完成创建后的模具工件如图10.4所示。

图10.2 义后的模具坐标系

图10.3 截面草图

Task5.创建拆分面

Step1.选择下拉菜单，系统将在图形区中显示零件。

说明：若零件在图形区中显示不完整或较小，可通过按下Ctrl+F快捷键重新生成进行调整。

Step2.进入建模环境。在功能选项卡区域单击按钮，进入到建模环境。

说明：如果此时系统已经处在建模环境下，用户则不需要进行此步操作。

Step3.创建最大轮廓线。选择下拉菜单命令，选取如图10.5所示的面（注：具体参数和操作参见随书光盘）。

图10.4 创建后的模具工件

图10.5 选取面

Step4.删除多余轮廓线。将Step3创建的多余的轮廓线删除，并且保留中间的轮廓线（图10.6），删除后的结果如图10.7所示。

图10.6 创建的轮廓线

图10.7 删除多余的轮廓线

Step5.创建桥接曲线1。选择下拉菜单命令，选取图10.8所示的曲线1及曲线2，创建的桥接曲线如图10.9所示；在“桥接曲线”对话框的区域单击“选择面”按钮，选取图10.9所示的两个面（将面选择器调整为“单个面”）为约束面；单击按钮，完成桥接曲线1的创建。

说明：起始点和终止点都在线的交点上。

图10.8 桥接曲线的起始、终止对象

图10.9 桥接曲线1的约束面

Step6.创建桥接曲线2。选择下拉菜单命令，选取如图10.10所示的曲线1及曲线2，创建的桥接曲线如图10.11所示；在“桥接曲线”对话框区域单击“选择面”按钮，选择如图10.11所示的两个面为约束面；单击按钮，完成桥接曲线2的创建。

Step7.创建拆分面。在“注塑模向导”功能选项卡区域中，单击“拆分面”按钮，系统弹出“拆分面”对话框；在下拉列表中选择选项；在区域单击“选择面”按钮。选取如图10.12所示的5个面为要分割的面；在区域单击按钮，选取如图10.13所示的轮廓线为拆分线参照；单击按钮，完成拆分面的创建

图10.10 桥接曲线2的起始、终止对象

图10.11 桥接曲线2的约束面

图10.12 定义拆分面

图10.13 定义拆分线参照

Task6.创建曲面补片

Step1.创建桥接曲线3。选择下拉菜单命令，选取如图10.14所示的曲线1及曲线2为参照曲线。创建的桥接曲线3如图10.15所示；单击按钮，完成桥接曲线3的创建。

图10.14 桥接曲线3的参照曲线

图10.15 创建桥接曲线3

Step2.创建曲面补片。在“注塑模向导”功能选项卡区域中单击“曲面补片”按钮，此时系统弹出“边补片”对话框；在区域取消选中复选框，选取如图10.16所示的轮廓曲线，单击按钮，系统将自动生成如图10.17所示的片体曲面。

图10.16 轮廓曲线

图10.17 片体曲面

Task7.模具分型

Stage1.设计区域

Step1.在“注塑模向导”功能选项卡区域中单击“检查区域”按钮，系统弹出“检查区域”对话框，并显示如图10.18所示的开模方向，选中单选项。

图10.18 开模方向

Step2.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“检查区域”对话框中的选项卡，可以查看分析结果；在“检查区域”对话框中单击选项卡，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。

Step3.定义型芯区域和型腔区域（可参照视频录像定义）。在区域中单击按钮。选取图10.19所示的面，在区域中选中单选项，单击按钮，然后将剩下的面定义到型芯区域中，结果如图10.20所示。单击按钮，退出“检查区域”对话框。

图10.19 定义型腔区域

图10.20 定义型芯区域

Stage2.创建分型线

Step1.在“注塑模向导”功能选项卡区域中单击“设计分型面”按钮，系统弹出“设计分型面”对话框。

Step2.在区域中单击“遍历分型线”按钮，此时系统弹出“遍历分型线”对话框。

Step3.选取遍历边线。取消选中复选框，选取如图10.21所示的边线为起始边线。通过单击、和按钮，最终选取如图10.22所示的轮廓曲线为分型线，单击按钮，返回“设计分型面”对话框，再次单击按钮。

说明：当自动检测的路径无法继续时，可以手动选取轮廓曲线和桥接曲线作为路径。

图10.21 起始边线

图10.22 分型线

Stage3.创建分型面

Step1.创建相交曲线（显示出产品体和曲面补片）。选择下拉菜单命令，系统弹出“相交曲线”对话框；在区域单击按钮，选取如图10.23所示的面为相交参照曲面（在面选择器中选择相切面）；在区域后面的下拉列表中选择选项；创建的相交曲线如图10.24所示；单击按钮，完成相交曲线的创建。

图10.23 相交参照平面

图10.24 相交曲线

Step2.创建拉伸曲面1。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“拉伸”对话框；在“上边框条”工具条中的“曲线规则”下拉列表中选择选项，并单击“在相交处停止”按钮，在模型中依次选取如图10.25所示的拉伸曲线1；在下拉列表中选择选项，在区域的下拉列表中选择选项，并在其下方的文本框中输入数值0；在区域的下拉列表中选择选项，并在其下方的文本框中输入数值50；调整拉伸方向，如图10.26所示；其他参数采用系统默认设置值；单击按钮，完成拉伸曲面1的创建。

图10.25 拉伸曲线1

图10.26 拉伸曲面1

Step3.创建拉伸曲面2。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“拉伸”对话框；在“上边框条”工具条的“曲线规则”下拉列表中选择选项，然后单击“在相交处停止”按钮，在模型中依次选取如图10.27所示的拉伸曲线2；在下拉列表中选择选项，在区域的下拉列表中选择选项，并在其下方的文本框中输入数值0；在区域的下拉列表中选择选项；并在其下方的文本框中输入数值50；调整拉伸方向，如图10.28所示；其他参数采用系统默认设置值；单击按钮，完成拉伸曲面2的创建。

图10.27 拉伸曲线2

(https://www.xing528.com)

图10.28 拉伸曲面2

Step4.创建拉伸曲面3。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“拉伸”对话框；在“上边框条”工具条中的“曲线规则”下拉列表中选择选项，并单击“在相交处停止”按钮，在模型中选取如图10.29所示的拉伸曲线3；在下拉列表中，选择选项，在区域的下拉列表中选择选项，并在其下方的文本框中输入数值0；在区域的下拉列表中选择选项，并在其下方的文本框中输入数值50；调整拉伸方向，如图10.30所示；单击按钮，完成拉伸曲面3的创建。

图10.29 拉伸曲线3

图10.30 拉伸曲面3

Step5.创建拉伸曲面4。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“拉伸”对话框；在“上边框条”工具条的“曲线规则”下拉列表中选择选项，然后单击“在相交处停止”按钮，在模型中依次选取如图10.31所示的拉伸曲线4；在下拉列表中选择选项，在区域的下拉列表中选择选项，并在其下方的文本框中输入数值0；在区域的下拉列表中选择选项，并在其下方的文本框中输入数值50；调整拉伸方向，如图10.32所示；单击按钮，完成拉伸曲面4的创建。

图10.31 拉伸曲线4

图10.32 拉伸曲面4

Stage4.添加现有曲面

Step1.在“注塑模向导”功能选项卡区域中单击“编辑分型面和曲面补片”按钮，系统弹出“编辑分型面和曲面补片”对话框。

Step2.选取如图10.32所示的曲面（前面创建的拉伸曲面），单击按钮。

Stage5.创建分型线

Step1.在“注塑模向导”功能选项卡区域中单击“定义区域”按钮，系统弹出“定义区域”对话框。

Step2.在区域选中复选框，单击按钮，完成分型线的创建。

Stage6.创建型腔和型芯

Step1.在“注塑模向导”功能选项卡区域中单击“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。选取区域下的选项，其他参数采用系统默认参数设置值，单击按钮，然后在系统弹出的“查看分型结果”对话框中单击按钮。

Step3.创建型芯零件。选取区域下的选项，单击按钮，然后在弹出的“查看分型结果”对话框中单击按钮。

Step4.查看分型结果。选择下拉菜单命令，显示型腔零件，如图10.33a所示。选择下拉菜单命令，显示型芯零件如图10.33b所示。

图10.33 创建型腔和型芯零件

Task8.创建滑块和镶件

Stage1.创建滑块1

Step1.选择下拉菜单命令，系统将在图形区中显示出型芯工作零件。

Step2.选择命令。在功能选项卡区域单击按钮，进入到建模环境中。

说明：如果此时系统已经处在建模环境下，用户则不需要进行此步操作。

Step3.创建拉伸特征。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“拉伸”对话框；选取如图10.34所示的平面为草图平面；绘制图10.35所示的截面草图，单击“完成草图”按钮；在下拉列表中选择选项；在区域的下拉列表中选择选项，并在其下方的文本框中输入数值0；在区域的下拉列表中选择选项，延伸到如图10.34所示的面；在区域中选择选项；单击按钮，完成拉伸特征的创建。

图10.34 拉伸特征

图10.35 截面草图

Step4.求交特征。选择下拉菜单命令，此时系统弹出“相交”对话框；选取如图10.36所示的目标体特征（一），选取图10.36所示的工具体特征（一），并选中复选框。取消选中复选框；单击按钮，完成求交特征的创建。

Step5.求差特征。选择下拉菜单命令，此时系统弹出“求差”对话框；选取如图10.37所示的目标体特征（二），选取图10.37所示的工具体特征（二），并选中复选框；单击按钮，完成求差特征的创建。

图10.36 定义目标体和工具体（一）

图10.37 定义目标体和工具体（二）

Stage2.创建镶件1

Step1.创建拉伸特征1。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“拉伸”对话框；选取如图10.38所示的草图平面；绘制图10.39所示的截面草图，单击“完成草图”按钮；在下拉列表中选择选项；在区域的下拉列表中选择选项，并在其下方的文本框中输入数值0；在区域的下拉列表中选择选项；延伸到如图10.38所示的面；在区域中选择选项；单击按钮，完成拉伸特征1的创建。

图10.38 拉伸特征1

图10.39 截面草图

Step2.创建拉伸特征2。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“拉伸”对话框；选取如图10.40所示的草图平面；绘制如图10.41所示的截面草图，在单击“完成草图”按钮；在下拉列表中选择选项；在区域的下拉列表中选择选项，并在其下方的文本框中输入数值0；在区域的下拉列表中选择选项，并在其下方的文本框中输入数值5；在区域中选择选项；单击按钮，完成拉伸特征2的创建。

图10.40 拉伸特征2

图10.41 截面草图

Step3.求和特征。选择下拉菜单命令，此时系统弹出“合并”对话框；选取如图10.42所示的目标体和工具体；单击按钮，完成求和特征的创建。

图10.42 求和特征

Step4.求差特征。选择下拉菜单命令，此时系统弹出“求差”对话框；选取如图10.43所示的目标体特征；选取图10.43所示的工具体特征，并选中复选框；单击按钮，完成求差特征的创建。

图10.43 求差特征

Step5.将滑块转换为型芯子零件。

（1）单击“装配导航器”中的选项卡，系统弹出“装配导航器”界面，在界面中的空白处右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择选项。

（2）右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，系统弹出“新建层”对话框。

（3）单击按钮，在弹出的“选择部件名”对话框的文本框中输入handle_mold_slide01.prt，单击按钮；在“新建层”对话框中单击按钮，选取如图10.44所示的滑块特征，单击按钮，系统返回至“新建层”对话框；单击按钮，此时在“装配导航器”界面中显示出刚创建的滑块的名称。

Step6.右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，系统弹出“新建层”对话框；单击按钮，在弹出的“选择部件名”对话框的文本框中输入handle_mold_insert01.prt，单击按钮；系统返回“新建层”对话框，单击按钮，选取如图10.44所示的镶件特征，单击按钮，系统返回“新建层”对话框；单击按钮，此时在“装配导航器”界面中显示出刚创建的镶件的名称。

图10.44 滑块和镶件

Stage3.创建滑块2和创建镶件2

Step1.参照Stage1创建滑块1的方法创建滑块2，将其命名为handle_mold_slide02.prt。

Step2.参照Stage2创建镶件1的方法创建镶件2，将其命名为handle_mold_insert02.prt。

Step3.隐藏拉伸特征。在“装配导航器”中依次取消选中、、和；然后在“部件导航器”中，选中上面创建的所有拉伸特征；选择下拉菜单命令，系统弹出“图层移动”对话框，在下面的文本框中输入值10，单击按钮；在“装配导航器”中依次选中、、和，将其显示。

Task9.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，双击选项并将其转换为工作部件。

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”对话框，接受系统默认的名称，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”对话框；选取如图10.45所示的型腔为移动对象；在该对话框中选中单选项，单击动态坐标系的Z轴方向箭头，在文本框中输入数值50mm，沿Z轴方向向上移动，单击按钮，结果如图10.46所示。

图10.45 选取移动对象

图10.46 型腔移动后的结果

Step3.移动滑块1。

（1）选择对象。在对话框中选择单选项，选取如图10.47所示的滑块1，取消选中上一步选中的型腔。

（2）在该对话框中选择单选项，沿X轴负方向移动30，单击按钮，结果如图10.48所示。

图10.47 选取移动对象

图10.48 滑块1移动后的结果

Step4.移动镶件1。

（1）选择对象。在对话框中选择单选项，选取如图10.49所示的镶件1，取消选中上一步选中的滑块1。

（2）在该对话框中选择单选项，沿X轴负方向移动20，单击按钮，结果如图10.50所示。

图10.49 选取移动对象

图10.50 镶件1移动后的结果

Step5.移动滑块2和镶件2。参照Step3和Step4的操作，移动滑块2和镶件2。

Step6.移动产品模型。

（1）选择对象。在对话框中选择单选项，选取如图10.51所示的产品模型，取消选中上一步选中的镶件1。

（2）在该对话框中选择单选项，沿Z轴正方向移动20，单击按钮，结果如图10.52所示。

图10.51 选取移动对象

图10.52 产品模型移动后的结果

Step7.保存文件。选择下拉菜单命令，保存所有文件。