复杂破孔模具设计优化方案

在图7.3.1所示的模具中设计模型有四个相同特征的破孔，这样在设计模具时就必须将这四个破孔填补，模具才能顺利脱模。本范例将向读者介绍一种非常有技巧性的开模方法。下面介绍该模具的主要设计过程。

图7.3.1 复杂破孔的模具设计

Task1.初始化项目

Step1.加载模型。在“注塑模向导”工具条中单击“初始化项目”按钮，系统弹出“打开”对话框，选择D：\ug10.3\work\ch07.03\footpad.prt文件，单击按钮，加载模型，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”对话框区域的下拉列表中选择选项。

Step3.设置项目路径和名称。

（1）设置项目路径。接受系统默认的项目路径。

（2）设置项目名称。在“初始化项目”对话框的文本框中输入footpadmold。

Step4.单击按钮，完成项目路径和名称的设置。

Task2.模具坐标系

Step1.在“注塑模向导”工具条中单击按钮，系统弹出“模具CSYS”对话框。

Step2.在其中选择单选项，单击按钮，完成坐标系的锁定。

Task3.设置收缩率

Step1.定义收缩率类型。

（1）在“注塑模向导”工具条中单击“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。

（2）在下拉列表中选择选项。

Step2.定义缩放体和缩放点。接受系统默认的参数设置。

Step3.在“缩放体”对话框区域的文本框中输入值1.006。

Step4.单击按钮，完成收缩率的设置。

Task4.创建模具工件

Step1.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。

Step3.单击按钮，完成创建后的模具工件如图7.3.2所示。

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，同时模型被加亮并显示开模方向，如图7.3.3所示。单击“计算”按钮，系统开始对产品模型进行分析计算。

图7.3.2 工件

图7.3.3 开模方向

Step3.在“检查区域”对话框中单击选项卡，在区域中取消选中、和三个复选框。

Step4.在“检查区域”对话框中单击选项卡，然后在弹出对话框的区域中单击按钮，系统弹出“拆分面”对话框。

Step5.创建拆分面1。

（1）选取拆分对象。选取图7.3.4所示的面为拆分对象。

（2）定义创建曲线方法。在“拆分面”对话框的下拉列表中选择选项，在区域中单击“添加直线”按钮，系统弹出“直线”对话框。

（3）定义点。选取图7.3.5所示的点1和点2，在“直线”对话框中单击按钮，系统返回至“拆分面”对话框。

（4）选取分割对象。在“拆分面”对话框的区域中单击使其激活，然后选取经过点1与点2形成的一条直线。

图7.3.4 定义拆分面

图7.3.5 定义点

（5）在“拆分面”对话框中单击按钮，完成面拆分1的创建，结果如图7.3.6所示。

Step6.参照Step5选取面的另一部分拆分，创建图7.3.7所示的面拆分2。

图7.3.6 创建面拆分1

图7.3.7 创建面拆分2

说明：此模型中有四个相同特征的结构，所以要进行八次拆分。

Step7.参照Step5和Step6对另外三个相同特征的面进行面拆分，完成拆分后单击按钮，返回至“检查区域”对话框。

Step8.在“检查区域”对话框中单击选项卡，然后单击“设置区域颜色”按钮，结果如图7.3.8所示。

Step9.定义型腔区域和型芯区域。

（1）在“检查区域”对话框的区域中选中和复选框，同时未定义的面被加亮；在区域中选择单选项，单击按钮，系统自动将未定义的区域指派到型腔区域，同时对话框中的显示值为0，创建结果如图7.3.9所示。

图7.3.8 设置区域颜色

图7.3.9 定义区域

（2）在区域中选择单选项，然后选取图7.3.10所示的两个面，单击按钮，将其定义为型芯区域面；同理，选择其他对应位置的面，将其定义为型芯区域面，结果如图7.3.11所示。

Step10.在“检查区域”对话框中单击按钮，系统返回至“模具分型工具”工具条和“分型导航器”窗口。

图7.3.10 选取面

图7.3.11 定义区域

Stage2.创建拉伸曲面

Step1.选择下拉菜单命令，进入到建模环境。

说明：如果此时系统自动进入了建模环境，则用户不需要进行此步的操作。

Step2.定义拉伸特征。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“拉伸”对话框。

（2）选取草图平面。选取图7.3.11所示的平面为草图平面。

（3）创建截面草图。绘制图7.3.12所示的截面草图，完成草图后单击按钮。

Step3.定义拉伸属性。

（1）定义拉伸方向。在“拉伸”对话框中，在区域的下拉列表中选中选项。

（2）定义拉伸属性（注：具体参数和操作参见随书光盘）。

（3）单击按钮，完成图7.3.13所示拉伸特征的创建。

图7.3.12 截面草图

图7.3.13 创建拉伸特征(https://www.xing528.com)

Step4.修剪拉伸曲面。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“修剪体”对话框。

（2）在区域中单击命令，选取图7.3.13所示的拉伸特征。

（3）在区域的下拉列表中选择选项。

（4）定义修剪平面。在“修剪体”对话框中单击“平面对话框”按钮，系统弹出“平面”对话框，然后选择图7.3.14所示的面。

（5）定义修剪方向。在“修剪体”对话框中单击“反向”按钮。

（6）在单击按钮，结果如图7.3.15所示。

图7.3.14 选取面

图7.3.15 创建修剪体

Stage3.创建有界平面

Step1.创建片体。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“有界平面”对话框。

（2）在“有界平面”对话框中采用系统默认的参数设置，选取图7.3.16所示的边界。

（3）在单击按钮，完成片体的创建，结果如图7.3.17所示。

图7.3.16 定义边界线

图7.3.17 创建片体

说明：在选取边界曲线时，需要将模型调整到带有虚线暗边的状态。

Step2.创建修剪片体。

（1）选取命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“修剪片体”对话框。

（2）定义修剪目标体。选取图7.3.17所示的片体特征。

（3）定义边界对象。在“修剪的片体”对话框的区域中单击选项，选取图7.3.18所示的边界。

（4）定义片体的保留特征。在中选择单选项，然后单击按钮，完成片体的修剪。

Stage4.创建实例几何体特征

Step1.选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“阵列几何特征”对话框。

Step2.定义类型。在“阵列几何特征”对话框的下拉列表中选择选项。

Step3.选取实例几何体。选取图7.3.19所示的片体。

图7.3.18 定义边界对象

图7.3.19 选取片体

Step4.定义旋转轴。在区域的下拉列表中选择选项，激活区域，然后选取图7.3.20所示的点。

说明：图7.2.20中选取的点为圆心点。

Step5.定义角度、距离和副本数。分别在“阵列几何特征”对话框区域的、和文本框中输入值4和90，单击按钮，结果如图7.3.20所示。

Stage5.添加现有曲面

Step1.在“模具分型工具”工具条中单击“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.选取片体。选取创建的所有曲面，如图7.3.21所示。

图7.3.20 创建实例几何体特征

图7.3.21 添加现有曲面

Step3.单击按钮，完成现有曲面的添加。

Stage6.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“定义区域”对话框中选中区域的和复选框，单击按钮，完成分型线的创建，系统返回到“模具分型工具”工具条，创建分型线结果如图7.3.22所示。

Stage7.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“设计分型面”对话框。

Step2.定义分型面创建方法。在“设计分型面”对话框的区域中单击“有界平面”按钮。

Step3.定义分型面大小。拖动分型面的宽度方向控制按钮使分型面大小超过工件大小，单击按钮，结果如图7.3.23所示。

图7.3.22 分型线

图7.3.23 创建分型面

Stage8.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.在“定义型腔和型芯”对话框选取区域中的选项，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“查看分型结果”对话框中的按钮，系统再一次弹出“查看分型结果”对话框并在图形区显示出创建的型芯。

Step3.在“查看分型结果”对话框中单击按钮，完成型腔和型芯的创建。

Step4.选择下拉菜单命令，显示型腔零件，结果如图7.3.24所示；选择下拉菜单命令，显示型芯零件，结果如图7.3.25所示。

图7.3.24 型腔零件

图7.3.25 型芯零件

Task6.创建模具爆炸视图

Step1.移动型腔。

（1）选择下拉菜单命令，在“装配导航器”中将部件转换成工作部件。

（2）选择下拉菜单命令，系统弹出“新建爆炸图”对话框，接受系统默认的名字，单击按钮。

（3）选择下拉菜单命令，系统弹出“编辑爆炸图”对话框。

（4）选择对象。选取型腔为移动对象。

（5）在对话框中选择单选项，将型腔零件沿Z轴正向移动40，按Enter键确认，结果如图7.3.26所示。

Step2.参照Step1中的步骤（4）和（5）将型芯零件沿Z轴负向移动20，单击按钮，结果如图7.3.27所示。

图7.3.26 移动型腔后

图7.3.27 移动型芯后

Step3.保存文件。选择下拉菜单命令，保存所有文件。