带型芯模具的设计优化

时间：2026-01-23 理论教育懓樺版权反馈

【摘要】：下面介绍该模具的设计过程。图5.2.1 带型芯的手柄模具设计Task1.新建一个模具制造模型，进入模具模块注意：由于以前所执行的操作，内存中可能存在一些无用的文件，如果这些文件与将要进行的模具设计中的某些文件名称相同，就会造成模具设计的紊乱，所以在开始一个新的模具设计前，务必要清除这些无用的文件。Step5.定义约束参照模型的放置位置。图5.2.2 模具模型①选取拉伸类型。

这里将介绍另一款手柄的模具设计，该手柄与第2章模具设计中所介绍的手柄的区别是多了一个不通孔（盲孔），如图5.2.1所示。如果在设计该手柄的模具时，仍然将模具的开模方向定义为竖直方向，那么手柄中不通孔（盲孔）的轴线方向就与开模方向垂直，这就需要设计型芯模具元件才能构建该孔，因而该手柄的设计过程将会复杂一些。下面介绍该模具的设计过程。

图5.2.1 带型芯的手柄模具设计

Task1.新建一个模具制造模型，进入模具模块

注意：由于以前所执行的操作，内存中可能存在一些无用的文件，如果这些文件与将要进行的模具设计中的某些文件名称相同，就会造成模具设计的紊乱，所以在开始一个新的模具设计前，务必要清除这些无用的文件。操作方法为：先选择下拉菜单命令，关闭所有窗口，然后选择命令，拭除所有不显示的文件。

Step1.选择下拉菜单命令，将工作目录设置至D：\proewf5.3\work\ch05\ch05.02。

Step2.在工具栏中单击新建文件按钮。

Step3.在“新建”对话框中，选中区域中的单选项，选中区域中的单选项，在文本框中输入文件名handle_mold，取消复选框中的“√”号，单击对话框中的按钮。

Step4.在“新文件选项”对话框中选取模板，单击按钮。

Task2.建立模具模型

模具模型主要包括参照模型（Ref Model）和坯料（Workpiece），如图5.2.2所示。

Stage1.引入参照模型

Step1.在的菜单中选择命令。

Step2.在菜单中选择命令。

Step3.在菜单中选择命令。

Step4.从弹出的文件“打开”对话框中，选取三维零件模型handle.prt作为参照零件模型，并将其打开。

Step5.定义约束参照模型的放置位置。

（1）指定第一个约束。在操控板中单击按钮，在“放置”界面的“约束类型”下拉列表中选择，选取参照件的RIGHT基准平面为元件参照，选取装配体的MAIN_PARTING_PLN基准平面为组件参照。

（2）指定第二个约束。单击字符，在“约束类型”下拉列表中选择，选取参照件的TOP基准平面为元件参照，选取装配体的MOLD_FRONT基准平面为组件参照。

（3）指定第三个约束。单击字符，在“约束类型”下拉列表中选择，选取参照件的FRONT基准平面为元件参照，选取装配体的MOLD_RIGHT基准平面为组件参照。

（4）至此，约束定义完成。在操控板中单击“完成”按钮，系统自动弹出“创建参照模型”对话框，单击按钮，完成后的结果如图5.2.3所示。

Step6.在“创建参照模型”对话框中，选中单选项，然后在区域的文本框中，接受系统给出的默认的参照模型名称HANDLE_MOLD_REF，再单击按钮。

Stage2.定义坯料

Step1.在菜单中，选择命令。

Step2.在弹出的菜单中，选择命令。

Step3.在系统弹出的菜单中，选择命令。

Step4.在弹出的“元件创建”对话框中，选中区域中的单选项、区域中的单选项，在文本框中输入坯料的名称handle_mold_wp，单击按钮。

Step5.在弹出的“创建选项”对话框中，选中单选项，然后单击按钮。

Step6.创建坯料特征。

（1）在菜单中选择命令，在弹出的菜单中选择命令，此时出现“拉伸”操控板。

（2）创建实体拉伸特征。

图5.2.2 模具模型

①选取拉伸类型。在出现的操控板中确认“实体”按钮被按下。

②定义草绘截面放置属性。在绘图区中右击，从快捷菜单中选择命令。系统弹出对话框，然后选择参照模型MAIN_PARTING_PLN基准平面作为草绘平面，草绘平面的参照平面为MOLD_FRONT基准平面，方位为，单击按钮，至此系统进入截面草绘环境。

③进入截面草绘环境后，系统弹出“参照”对话框，选取MOLD_FRONT基准平面和MOLD_RIGHT基准平面为草绘参照，然后单击按钮，绘制图5.2.4所示的特征截面。完成特征截面的绘制后，单击工具栏中的“完成”按钮。

④选取深度类型并输入深度值。在操控板中，选取深度类型（对称），再在深度文本框中输入深度值60.0，并按回车键。

⑤预览特征。在操控板中单击“预览”按钮，可浏览所创建的拉伸特征。

⑥完成特征。在操控板中单击“完成”按钮，则完成特征的创建。

Step7.选择命令。

图5.2.3 放置后

图5.2.4 截面草图

Task3.设置收缩率

Step1.在的菜单中选择命令。

Step2.在菜单中选择命令。

Step3.在“按尺寸收缩”对话框中确认区域中的按钮被按下，在区域选中复选框，在区域的栏中输入收缩率0.006，并按回车键，单击对话框中的按钮，选择命令。

Task4.创建模具分型曲面

Stage1.定义型芯分型面

下面的操作是创建零件handle.prt模具的型芯分型曲面（图5.2.5），以分离模具元件──型芯，其操作过程如下：

Step1.选择下拉菜单命令。

Step2.选择下拉菜单命令，在图5.2.6所示的对话框中，输入分型面名称core_ps，单击对话框中的按钮。

Step3.通过曲面“复制”的方法，复制参照模型（手柄）上孔的内表面。

（1）采用“种子面与边界面”的方法选取所需要的曲面。用户分别选取种子面和边界面后，系统则会自动选取从种子曲面开始向四周延伸直到边界曲面的所有曲面（其中包括种子曲面，但不包括边界曲面）。在屏幕右上方的“智能选取栏”中选择“几何”选项，如图5.2.7所示。

图5.2.5 创建型芯分型曲面

图5.2.6 “属性”对话框

图5.2.7 智能选取栏

（2）下面先选取“种子面”（Seed Surface），操作方法如下：

①利用图5.2.8所示的“模型显示”工具栏（一般位于软件界面的右上部）可以切换模型的显示状态。按下按钮，将模型的显示状态切换到虚线线框显示方式。

图5.2.8 “模型显示”工具栏

②将模型调整到图5.2.9所示的视图方位，先将鼠标指针移至模型中的目标位置，即图5.2.9中孔的底面（种子面）附近，右击，然后在弹出的快捷菜单中选取命令。

③选择图5.2.10中的列表项，此时图5.2.9中的孔的底面会加亮，该底面就是所要选择的“种子面”。最后，在“从列表中拾取”对话框（一）中单击按钮。

图5.2.9 定义种子面和边界面

（3）然后选取“边界面”（boundary surface），其操作方法如下：

①按住Shift键，先将鼠标指针移至模型中的目标位置，即图5.2.9中的模型端部表面（边界面）附近，再右击，然后在弹出的快捷菜单中选取命令。

②选择图5.2.11中的列表项，此时图5.2.9中的端面会加亮，该端面就是所要选择的“边界面”。在“从列表中拾取”对话框（二）中单击按钮，操作完成后的整个曲面如图5.2.12所示。

（4）选择下拉菜单命令。

（5）选择下拉菜单命令，系统弹出操控板。

（6）单击操控板中的“完成”按钮。

图5.2.10 “从列表中拾取”对话框（一）

图5.2.11 “从列表中拾取”对话框（二）

Step4.将复制后的表面延伸至坯料的表面。

（1）采用“列表选取”的方法选取图5.2.13所示的圆弧为延伸边。首先要注意，我们要延伸的曲面是前面的复制曲面，延伸边线是该复制曲面端部的圆，该圆由两个半圆弧组成。

图5.2.12 操作完成后的整个曲面

图5.2.13 选取延伸边和延伸的终止面

①选择第一个半圆弧为延伸边。将鼠标指针移至模型中的目标位置，即图5.2.13中的圆弧附近，再右击，在弹出的快捷菜单中选取命令，选择图5.2.14中的列表项，单击按钮。这里应特别注意：图5.2.13中箭头所指的位置上有两个重合的圆弧边，一个为手柄零件模型上表面的边线，另一个为复制曲面的边线，参见图5.2.14所示的列表对话框。由于要延伸复制的曲面，所以要选取的延伸边应该是复制曲面的边线，即列表对话框中的选项。

图5.2.14 “从列表中拾取”对话框（三）

②选择下拉菜单命令，此时出现图5.2.15所示的操控板。

③按住Shift键，选择第二个半圆弧为延伸边。

图5.2.15 操控板

（2）选取延伸的终止面。

①在操控板中，按下按钮（延伸类型为至平面）。

②在系统的提示下，选取图5.2.13所示的坯料的表面为延伸的终止面。

③单击按钮，预览延伸后的面组，确认无误后，单击“完成”按钮。完成后的延伸曲面如图5.2.16所示。

Step5.在工具栏中单击“完成”按钮，完成分型面的创建。

图5.2.16 完成后的延伸曲面

Step6.为了方便查看前面所创建的型芯分型面，将其着色显示。

（1）选择下拉菜单命令。

（2）系统弹出图5.2.17所示的“搜索工具”对话框，系统在列表中默认选择了列表项，即型芯分型面，然后单击按钮，将其加入到列表中，再单击按钮，着色后的型芯分型面如图5.2.18所示。

（3）在图5.2.19所示的菜单中，选择命令。

图5.2.17 “搜索工具”对话框

图5.2.18 着色后的型芯分型面

图5.2.19 “继续体积块选取”菜单

Step7.在模型树中查看前面创建的型芯分型面特征。

（1）在图5.2.20所示的模型树界面中，选择命令。

（2）在系统弹出的对话框中选中复选框，然后单击该对话框中的按钮。此时，模型树中会显示型芯分型面的两个曲面特征：复制曲面特征和延伸曲面特征，如图5.2.21所示。通过在模型树上右击曲面特征，从弹出的快捷菜单中可以选择删除（Delete）、编辑定义（Edit Defintion）等命令进行相应的操作，如图5.2.22所示。

图5.2.20 模型树界面

图5.2.21 查看型芯分型面特征

Stage2.定义主分型面

下面的操作是创建零件handle.prt模具的主分型面（图5.2.23），以分离模具的上模型腔和下模型腔，其操作过程如下：

Step1.选择下拉菜单命令。

Step2.选择下拉菜单命令，在“属性”对话框中输入分型面的名称main_ps，并单击按钮。

图5.2.22 在模型树上右击

Step3.通过“拉伸”的方法创建主分型面。

（1）选择下拉菜单命令，此时系统弹出“拉伸”操控板。

（2）定义草绘截面放置属性。右击，从弹出的菜单中选择命令，在系统的提示下，选取图5.2.24所示的坯料表面1为草绘平面，接受图5.2.24中默认的箭头方向为草绘视图方向，然后选取图5.2.24所示的坯料表面2为参照平面，方向为。

图5.2.23 创建主分型面

图5.2.24 定义草绘平面

（3）绘制截面草图。选取图5.2.25所示的坯料的边线和MAIN_PARTING_PIN基准平面为草绘参照，绘制图5.2.25所示的截面草图（截面草图为一条线段）。完成截面的绘制后，单击工具栏中的“完成”按钮。

（4）设置深度选项。

①在操控板中，选取深度类型（到选定的）。

②将模型调整到图5.2.26所示的视图方位，选取图5.2.26所示的坯料表面为拉伸终止面。

图5.2.25 截面草图

图5.2.26 选取拉伸终止面

③在操控板中单击“完成”按钮，完成特征的创建。

Step4.在工具栏中单击“完成”按钮，完成分型面的创建。

Task5.在模具中创建浇注系统(https://www.xing528.com)

下面的操作是在零件handle的模具坯料中创建图5.2.27所示的浇注系统。

图5.2.27 创建浇注系统

Stage1.创建浇道（Sprue）

Step1.为了使屏幕简洁，将主分型面遮蔽起来。

（1）单击工具栏上的按钮，系统弹出“遮蔽-取消遮蔽”对话框。

（2）在该对话框中按下按钮，选取，单击下方的按钮。

（3）单击对话框中的按钮。

Step2.创建图5.2.28所示的基准平面ADTM1，该基准平面将在后面作为浇道特征的草绘平面。

（1）单击工具栏上的“创建基准平面”按钮。

（2）系统弹出“基准平面”对话框，选取图5.2.29所示的参照件的顶面为参照平面，然后输入偏移值10.0。

图5.2.28 创建基准平面ADTM1

图5.2.29 选取参照平面

（3）单击“基准平面”对话框中的按钮。

Step3.在的菜单中选择命令，然后在弹出的菜单中选择命令。

Step4.在菜单中，选择命令，在系统弹出的菜单中，选择命令，此时出现“旋转”操控板。

Step5.创建一个旋转特征作为浇道。

（1）在出现的操控板中，确认“实体”类型按钮被按下。

（2）定义草绘属性。右击，从快捷菜单中选择命令。选择图5.2.30所示的ADTM1基准平面为草绘平面，草绘平面的参照平面为图5.2.30所示的坯料表面，方位为，单击按钮。至此系统进入截面草绘环境。

（3）进入截面草绘环境后，选取图5.2.31所示的边线为草绘参照，然后绘制图5.2.31所示的截面草图。完成特征截面的绘制后，单击工具栏中的“完成”按钮。

注意：要绘制旋转中心轴。

（4）定义深度类型。在操控板中，选取旋转角度类型，旋转角度为360°。

（5）单击操控板中的按钮，完成特征创建。

Step6.选择命令。

图5.2.30 定义草绘平面

图5.2.31 截面草图

Stage2.创建流道（Runner）

Step1.创建图5.2.32所示的基准平面ADTM2，该基准平面将在后面作为流道特征的草绘平面。

（1）单击工具栏上的“创建基准平面”按钮，系统弹出“基准平面”对话框，选取参照件的顶面为参照平面，然后输入偏移值2.0。

（2）单击“基准平面”对话框中的按钮。

Step2.在的菜单中先选择命令，然后在弹出的菜单中选择命令。

Step3.在菜单中选择命令，在系统弹出的菜单中，选择命令，此时系统在屏幕下方出现“拉伸”操控板。

Step4.创建一个拉伸特征作为流道。

（1）在出现的操控板中，确认“实体”按钮被按下。

（2）定义草绘属性。右击，从快捷菜单中选择命令。选择图5.2.33所示的ADTM2基准平面为草绘平面，草绘平面的参照平面为图5.2.33所示的坯料表面，方位为，单击按钮。至此，系统进入截面草绘环境。

（3）进入截面草绘环境后，选取MAIN_PARTING_PIN基准平面和轴线为草绘参照，绘制图5.2.34所示的截面草图。完成特征截面后，单击工具栏中的“完成”按钮。

（4）在操控板中选取深度选项（至曲面），然后选择图5.2.35所示的基准平面ADTM1为终止面。

（5）单击操控板中的按钮，完成特征创建。

图5.2.32 创建基准平面ADTM2

图5.2.33 定义草绘平面

Step5.选择命令。

图5.2.34 截面草图

图5.2.35 选取拉伸的终止面

Stage3.创建浇口（Gate）

Step1.在的菜单中选择命令，然后在弹出的菜单中选择命令。

Step2.在菜单中，选择命令，在系统弹出的菜单中，选择命令。此时系统在屏幕下方出现“拉伸”操控板。

Step3.创建一个拉伸特征作为浇口。

（1）在出现的操控板中，确认“实体”按钮被按下。

（2）定义草绘属性。右击，从快捷菜单中选择命令。选择图5.2.36所示的ADTM2基准平面为草绘平面，草绘平面的参照平面为图5.2.36所示的坯料表面，方位为，单击按钮。至此，系统进入截面草绘环境。

图5.2.36 定义草绘平面

（3）进入截面草绘环境后，选取MAIN_PARTING_PIN基准平面和轴线为草绘参照，绘制图5.2.37所示的截面草图。完成特征截面后，单击工具栏中的“完成”按钮。

（4）在操控板中，选取深度选项（至曲面），然后选择图5.2.38所示的参照件的顶面为拉伸的终止面。

（5）单击操控板中的按钮，完成特征创建。

Step4.选择命令。

图5.2.37 截面草图

图5.2.38 选取拉伸的终止面

Task6.构建模具元件的体积块

Stage1.用型芯分型面创建型芯元件的体积块

下面的操作是在零件handle的模具坯料中，用前面创建的型芯分型面──core_ps来分割型芯元件的体积块，该体积块将来会抽取为模具的型芯元件。在该例中，由于主分型面穿过型芯分型面，为了便于分割出各个模具元件，将先从整个坯料中分割出型芯体积块，然后从其余的体积块（即分离出型芯体积块后的坯料）中再分割出上、下型腔体积块。

Step1.选择下拉菜单命令（即用“分割”的方法构建体积块）。