滑块与镶件齐备的模具设计实例（二）

更新时间：2025-01-08 工作计划版权反馈

【摘要】：在图11.1所示的模具中，设计模型中有通孔，在上下开模时，此通孔的轴线方向就与开模方向垂直，这样就会在型腔与产品模型之间形成干涉，所以必须设计滑块。开模时，先将滑块由侧面移出，然后才能移动产品，使零件顺利脱模。下面介绍该模具的设计过程。图11.1 飞机上壳的模具设计Task1.初始化项目Step1.加载模型。图11.2 创建模具坐标系Task3.设置收缩率Step1.测量设置收缩率前的模型尺寸。

在图11.1所示的模具中，设计模型中有通孔，在上下开模时，此通孔的轴线方向就与开模方向垂直，这样就会在型腔与产品模型之间形成干涉，所以必须设计滑块。开模时，先将滑块由侧面移出，然后才能移动产品，使零件顺利脱模。另外，考虑到结构部件在实际生产中易于磨损，所以本实例中还在型腔与型芯上设计了多个镶件，从而保证部件磨损后便于更换。下面介绍该模具的设计过程。

图11.1 飞机上壳的模具设计

Task1.初始化项目

Step1.加载模型。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\ch11\down_cover.prt，单击按钮，调入模型，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和名称。

Step4.单击按钮，完成项目路径和名称的设置。

Task2.模具坐标系

Step1.选择命令。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，完成坐标系的定义。如图11.2所示。

图11.2 创建模具坐标系

Task3.设置收缩率

Step1.测量设置收缩率前的模型尺寸。选择下拉菜单命令，系统弹出“测量距离”对话框；测量图11.3所示的两个面间的距离值为60.0000；单击按钮，关闭“测量距离”对话框。

图11.3 测量设置收缩率前的模型尺寸

Step2.定义收缩率类型。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；在下拉列表中选择选项，如图11.4所示。

Step3.定义缩放体和缩放点。接受系统默认的参数设置值。

图11.4 缩放点位置

Step4.定义比例因子。在区域的文本框中输入数值1.006。

Step5.单击按钮，完成收缩率的设置。

Step6.测量设置收缩率后模型的尺寸。选择下拉菜单命令，系统弹出“测量距离”对话框；测量图11.5所示的两个面间的距离值为60.3600；单击按钮，关闭“测量距离”对话框。

图11.5 测量设置收缩率后的模型尺寸

说明：在选取测量面时，与Step1中选择的测量面相同。

Step7.检测收缩率。由测量结果可知，设置收缩率前的尺寸值为60，收缩率为1.006，所以设置收缩率后的尺寸值为：60.0000×1.006=60.3600；说明设置的收缩率没有错误。

Task4.创建模具工件

Step1.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11.6所示；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-30；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70。

Step4.单击按钮，完成创建后的模具工件如图11.7所示。

图11.6 截面草图

图11.7 创建后的模具工件

Task5.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11.8所示的开模方向，选中单选项。

图11.8 开模方向

Step2.拆分面。

（1）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。

（2）在区域中，选中和复选框，此时系统将所有的未定义区域面加亮显示；在区域中，选中单选项，单击按钮，此时系统将加亮显示的未定义区域面指派到型腔区域。

（3）在区域中选中单选项，选取如图11.9所示的面，然后单击按钮，此时系统将加亮显示的未定义区域面指派到型芯区域；接受系统默认的其他参数设置，单击按钮，关闭“检查区域”对话框。

图11.9 选取型芯区域面

Stage2.在建模环境中创建曲面

Step1.创建直线1。选择下拉菜单命令，系统弹出“直线”对话框；分别选取如图11.10所示的端点1和端点2；单击按钮，创建直线1，结果如图11.11所示。

图11.10 选取直线的端点

图11.11 创建直线1和直线2

Step2.参照Step1，创建直线2，结果如图11.11所示。

Step3.创建直线3。选择下拉菜单命令，系统弹出“直线”对话框；分别选取如图11.12所示的端点1和端点2；单击按钮，创建直线3，结果如图11.13所示。

Step4.参照Step3，创建直线4，结果如图11.14所示。

图11.12 选取直线的端点

图11-13 创建直线3

图11.14 创建直线4

Step5.创建曲面1。选择下拉菜单命令，系统弹出“通过曲线网格”对话框；在区域单击按钮，选取如图11.15所示的边线1，单击中键；然后选取边线2，单击中键；完成主曲线的选取，单击中键；在区域单击按钮，选取如图11.15所示的边线3，单击中键；然后选取边线4，单击中键；完成交叉曲线的选取；单击按钮，完成曲面1的创建，结果如图11.16所示。

图11.15 定义主曲线和交叉曲线

说明：在“通过曲线网格”对话框的区域中，、、和下拉列表中默认的是选项，若用户在前面实例中已改变了此选项，需调整到系统默认设置值。

图11.16 创建曲面1

Step6.创建曲面2。选择下拉菜单命令，系统弹出“通过曲线网格”对话框；选取如图11.17所示的边线1，单击中键；然后选取边线2，单击中键；完成主曲线的选取，单击中键；选取如图11.17所示的边线3，单击中键；然后选取边线4，单击中键；完成交叉曲线的选取；单击按钮，完成曲面2的创建，结果如图11.18所示。

图11.17 定义主曲线和交叉曲线

图11.18 创建曲面2

Step7.参照Step5，创建曲面3，结果如图11.19所示。

图11.19 创建曲面3

Step8.创建有界曲面1。选择下拉菜单命令，系统弹出“有界平面”对话框；分别选取如图11.20所示的边界1和边界2为边界线串；单击按钮，完成有界曲面1的创建，结果如图11.21所示。

图11.20 选取边界线串

图11.21 创建有界曲面1

Step9.参照Step8中的步骤，创建有界曲面2，结果如图11.22所示。

图11.22 创建有界曲面2

Step10.添加现有曲面。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；选择Stage2中创建的曲面，单击按钮。

Step11.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；在区域的下拉列表中选择选项，选择产品实体，然后单击按钮，结果如图11.23所示。

图11.23 创建曲面补片

说明：修补型腔面和型芯面之间的所有的破孔。

Stage3.编辑分型线

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。在区域中取消选中复选框，选取如图11.24所示的边线为起始边线。通过单击、和按钮，选取如图11.25所示的轮廓曲线，单击按钮，在“设计分型面”对话框中单击按钮。隐藏产品，此时系统生成如图11.26所示的分型线。

图11.24 自动搜索分型线

图11.25 选取轮廓线

图11.26 创建分型线

Stage4.创建区域

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.选中区域的复选框，单击按钮。

Stage5.编辑分型段

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.在区域中单击按钮。选取如图11.27所示的两组线段和两段圆弧为过渡对象，然后单击按钮。

图11.27 定义过渡对象

Stage6.创建分型面

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.在列表框中选择选项，在区域的下拉列表中选择选项，在区域中接受系统默认的公差值；在图11.28a中单击“延伸距离”文本，然后在活动的文本框中输入数值200并按Enter键，结果如图11.28b所示。

图11.28 延伸距离

Step3.拉伸分型面1。在区域的下拉列表中选择选项，在区域的下拉列表中选择选项，单击按钮，系统返回至“设计分型面”对话框，结果如图11.29所示。

Step4.拉伸分型面2。在区域的下拉列表中选择选项，在区域的下拉列表中选择选项，单击按钮，系统返回至“设计分型面”对话框；结果如图11.30所示。

Step5.拉伸分型面3。在区域的下拉列表中选择选项，在区域的下拉列表中选择选项，单击按钮，系统返回至“设计分型面”对话框；结果如图11.31所示。

Step6.拉伸分型面4。在区域的下拉列表中选择选项，在区域的下拉列表中选择选项，单击按钮，系统返回至“设计分型面”对话框；结果如图11.32所示。

图11.29 拉伸分型面1

图11.30 拉伸分型面2

图11.31 拉伸分型面3

图11.32 拉伸分型面4

Stage7.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.自动创建型腔和型芯。选取区域下的选项，单击按钮，系统弹出“查看分型结果”对话框，并在图形区显示出创建的型腔，单击按钮，系统再一次弹出“查看分型结果”对话框；在“查看分型结果”对话框中单击按钮，关闭对话框。

Step3.显示零件。选择下拉菜单命令，显示型芯零件，如图11.33所示；选择下拉菜单命令，显示型腔零件，如图11.34所示。

图11.33 型芯零件

图11.34 型腔零件

Task6.创建型腔镶件

Stage1.创建型腔镶件1

Step1.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；单击按钮，系统弹出“创建草图”对话框；选取如图11.35所示的模型表面为草图平面；绘制如图11.36所示的截面草图（投影零件上的边线），单击“完成草图”按钮；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，选取如图11.37所示的面为拉伸终止面；在区域中选择选项；单击按钮，完成如图11.38所示的拉伸特征的创建。

图11.35 定义草图平面

图11.36 截面草图

图11.37 拉伸终止面

图11.38 创建拉伸特征

Step2.创建求交特征。选择下拉菜单命令，系统弹出“相交”对话框；选取如图11.38所示的拉伸特征为目标体；选取型腔为工具体，并选中复选框；单击按钮，完成求交特征的创建，结果如图11.39所示。

Step3.求差特征。选择下拉菜单命令（注：具体参数和操作参见随书光盘），单击按钮，完成求差特征的创建。

Stage2.创建轮廓拆分相同特征的其余12个镶件

参照Stage1，创建如图11.40所示的12个镶件（型腔镶件2～型腔镶件13）。

图11.39 创建求交特征(www.xing528.com)

图11.40 镶件特征

Stage3.将13个镶件转化为型腔子零件

Step1.选择命令。在“装配导航器”的空白处右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择选项。

Step2.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。

Step3.单击按钮，在系统弹出的“选择部件名”对话框的文本框中输入insert_001.prt，单击按钮。

Step4.单击按钮，选择所有的型腔镶件，单击按钮，系统返回“新建层”对话框。

Step5.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。

Step6.隐藏拉伸特征。在“装配导航器”中取消选中；然后单击“部件导航器”中的选项卡，系统弹出“部件导航器”界面，在该界面中选择所有的拉伸特征；选择下拉菜单命令，系统弹出“图层移动”对话框，在该对话框的文本框中输入数值10，单击按钮；单击装配导航器中的选项卡，在该选项卡中选中。

Stage4.创建固定凸台1

Step1.转换显示部件。在“装配导航器”中右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令。

Step2.选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“拉伸”对话框。

Step3.单击对话框中的“绘制截面”按钮，系统弹出“创建草图”对话框。选取如图11.41所示的镶件底面为草图平面，单击按钮，进入草图环境；选择下拉菜单命令，系统弹出“偏置曲线”对话框；选取如图11.42所示的曲线为偏置对象；在区域的文本框中输入数值4；单击“反向”按钮，使偏置方向向外，结果如图11.43所示，单击按钮。

说明：在草图中将选择范围调整为。

Step4.参照Step3，在其他的12个镶件上创建相同的偏置特征。

Step5.在“偏置曲线”对话框中单击按钮，然后单击按钮，退出草图环境。

Step6.确定拉伸开始值和结束值。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6；在区域中选择选项。

Step7.单击按钮，完成拉伸特征的创建，结果如图11.44所示。

图11.41 草图平面

图11.42 选取偏置对象

图11.43 偏置结果

图11.44 创建拉伸特征

Stage5.创建型腔镶件14和15

Step1.切换窗口。选择下拉菜单命令，切换至型腔操作环境并转为工作部件。

Step2.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；单击按钮，系统弹出“创建草图”对话框；选取如图11.45所示的模型表面为草图平面；绘制如图11.46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；选取如图11.47所示的面为拉伸终止面；在区域中选择选项；单击按钮，完成如图11.48所示的拉伸特征的创建。

图11.45 定义草图平面

图11.46 截面草图

图11.47 拉伸终止面

图11.48 创建拉伸特征

Step3.求差特征。选择下拉菜单命令，此时系统弹出“求差”对话框；选取型腔为目标体；选取上一步创建的拉伸特征为工具体，并选中复选框；单击按钮，完成求差特征的创建。

Stage6.将Stage5创建的两个镶件转化为型腔子零件

Step1.在“装配导航器”中右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，系统弹出“部件间的复制”对话框。

Step2.选取Stage5中创建的两个镶件为要复制的几何体；然后单击中键，使“分量”按钮激活，在“装配导航器”中选择选项；单击按钮。

Step3.隐藏拉伸特征。在“装配导航器”中取消选中选项；然后单击“部件导航器”中的选项卡，系统弹出“部件导航器”界面，选择Stage5创建的拉伸特征；选择下拉菜单命令，系统弹出“图层移动”对话框，在文本框中输入数值10，单击按钮；单击“装配导航器”中的选项卡，选择选项。

Stage7.创建固定凸台2

Step1.选择下拉菜单命令，切换到镶件操作环境。

Step2.选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“拉伸”对话框。

Step3.单击“绘制截面”按钮，系统弹出“创建草图”对话框。选取如图11.49所示的镶件底面为草图平面，单击按钮；进入草图环境，选择下拉菜单命令，系统弹出“偏置曲线”对话框；选取如图11.50所示的曲线为偏置曲线；在区域的文本框中输入数值1；单击“反向”按钮，使偏置方向朝外，结果如图11.50所示，单击按钮；参照之前的步骤，在上一步添加的型腔另一个镶件上创建偏置曲线。

图11.49 草图平面

Step4.在“偏置曲线”对话框中单击按钮，然后单击按钮，退出草图环境。

Step5.确定拉伸开始值和结束值。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6；在区域中选择选项。

Step6.在“拉伸”对话框中单击按钮，完成拉伸特征的创建，结果如图11.51所示。

Step7.创建求和特征。选择下拉菜单命令，系统弹出“合并”对话框；选取如图11.51所示的目标体；选取如图11.51所示的工具体；单击按钮。

说明：在创建求和特征时，应将图11.51中的15个特征分别求和。

图11.50 选取偏置曲线

图11.51 创建拉伸特征

Stage8.创建固定凸台装配避开位

Step1.选择下拉菜单命令，切换到型腔操作环境，并将总装配设为工作部件。

Step2.在“注塑模向导”功能选项卡区域中单击“腔”按钮，系统弹出“开腔”对话框。

Step3.选择目标体。选取型腔为目标体，然后单击鼠标中键。

Step4.选取工具体。在该对话框的下拉列表中选择选项，然后选取所有型腔镶件为工具体，单击按钮。

Task7.创建滑块

Step1.创建拉伸特征1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“拉伸”对话框。

图11.52 草图平面

（2）单击“绘制截面”按钮，系统弹出“创建草图”对话框。选取如图11.52所示的模型表面为草图平面，单击按钮，进入草图环境，选择下拉菜单命令，系统弹出“投影曲线”对话框；选取如图11.53所示的曲线为投影对象；单击按钮，单击按钮，退出草图环境。

图11.53 截面草图

（3）确定拉伸开始值和结束值。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；选取如图11.54所示的面为拉伸终止面；在区域中选择选项。

图11.54 拉伸终止面

（4）在“拉伸”对话框中单击按钮，完成拉伸特征1的创建。

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；单击“绘制截面”按钮，系统弹出“创建草图”对话框。选取如图11.55所示的模型表面为草图平面，单击按钮，进入草图环境，绘制如图11.56所示的截面草图，单击按钮，退出草图环境；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20；在下拉列表中选择选项，然后选取Step1中创建的拉伸特征1；在“拉伸”对话框中，单击按钮，完成拉伸特征2的创建。

图11.55 草图平面

图11.56 截面草图

Step3.镜像拉伸特征1和2。选择下拉菜单命令，系统弹出“镜像特征”对话框；选取拉伸特征1和拉伸特征2为镜像特征；在下拉列表中选择选项，然后单击中的小三角，在系统弹出的快捷菜单中选择选项；单击按钮，完成镜像特征的创建。

Step4.创建求差特征。选择下拉菜单命令，此时系统弹出“求差”对话框；选取型腔为目标体；选取如图11.57所示的滑块1和滑块2为工具体，并选中复选框；单击按钮，完成求差特征的创建。

图11.57 选取工具体

Step5.将滑块1转换为型腔子零件。在“装配导航器”界面中右击，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，在系统弹出的“选择部件名”对话框的文本框中输入slide_001.prt，单击按钮；单击按钮，选取如图11.57所示的滑块1，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滑块的名称。

Step6.将滑块2转换为型腔子零件。参照Step5，将如图11.57所示的滑块2转换为型腔子零件，命名为slide_002.prt。

Step7.隐藏滑块特征。单击“装配导航器”选项卡，系统弹出“装配导航器”界面，在该对话框中取消选中和选项；选取滑块1，然后选择下拉菜单命令，系统弹出“图层移动”对话框，在列表中选择10，单击按钮；选取滑块2，然后选择下拉菜单命令，系统弹出“图层移动”对话框，在列表中选择10，单击按钮；单击“装配导航器”选项卡，系统弹出“装配导航器”界面，在该界面中选择和选项。

Task8.创建型芯镶件

Stage1.创建型芯镶件1

Step1.切换窗口。选择下拉菜单命令，切换至型芯操作环境。

Step2.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；单击按钮，系统弹出“创建草图”对话框；选取如图11.58所示的模型表面为草图平面；绘制如图11.59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，选取如图11.60所示的面为拉伸终止面；在区域的下拉列表中选择，其他参数采用系统默认设置值；单击按钮，完成如图11.61所示的拉伸特征的创建。