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ProE模具设计教程
第8章Pro/ENGINEERWildfire3.0
模具设计基础
学习目标:
☆掌握Pro/E模具设计模块的一般操作流程。
☆掌握分型面创建的一般方法。
随着以Pro/ENGINEER为代表的CAD/CAM软件的飞速发展,计算机辅助设计与制造越来越广泛地应用到各行各业,设计人员可根据零件图及工艺要求,使用CAD模块对零件实体造型,然后利用模具设计模块,对零件进行模具设计。
本章主要通过简单的实例操作说明用Pro/ENGINEER软件进行模具设计的一般操作流程,介绍分型面的基本创建方法。
8.1模具设计的基本流程
利用Pro/E模具设计模块实现塑料模具设计的基本流程,如图8-1所示。
图8-1Pro/E模具设计基本流程
8.2模具设计的操作案例
[案例8-1]:
用Pro/ENGINEERWildfire3.0完成图8-2所示零件的模具设计。
根据此零件的特点,可采用一模一件,并将分型面设在零件的底面,这样既满足分型面应设在零件截面最大的部位,又不影响零件的外观,且塑件包紧动模型芯而留在动模上,模具结构简单。
注:
未注拔模斜度均为1.5°
材料:
PP收缩率取6‰
图8-2案例8-1零件图(香皂盒上盖)
8.2.1建立模具模型
步骤1设置工作目录
启动Pro/ENGINEERWildfire3.0后,单击主菜单中【文件】→【设置工作目录】,系统弹出【选取工作目录】对话框。
在工具栏上单击图标,弹出新建目录对话框。
在【新建目录】编辑框中输入文件夹名称“ex8-1”,单击按钮。
在【选取工作目录】对话框中单击按钮。
步骤2建立参照模型
单击系统工具栏中按钮或单击主菜单中【文件】→【新建】,系统弹出【新建】对话框。
在【类型】栏中选取【零件】选项,在【子类型】栏中选取【实体】选项,在【名称】编辑文本框中输入文件名ex8-1,同时取消【使用缺省模板】选项前面的勾选记号,单击按钮,系统弹出【新文件选项】对话框,选用【mmns_mfg_part】模板;单击按钮,进入Pro/ENGINEERWildfire3.0零件设计模块。
完成图8-2所示的零件模型的几何造型,保存名称为ex8-1.prt。
步骤3建立模具模型
单击系统工具栏中按钮或单击主菜单中【文件】→【新建】,系统弹出【新建】对话框,如图8-3所示。
在【类型】栏中选取【制造】选项,在【子类型】栏中选取【模具型腔】选项;在【名称】编辑文本框中输入文件名ex8-1,同时取消【使用缺省模板】选项前面的勾选记号,单击按钮。
系统弹出【新文件选项】对话框,如图8-4所示,选用【mmns_mfg_mold】模板,单击按钮,进入Pro/ENGINEERWildfire3.0模具设计模块,如图8-5所示。
图8-3【新建】对话框图8-4【新文件选项】对话框
单击特征工具栏中按钮(一模多件用)或单击菜单管理器中【模具模型】→【装配】→【参照模型】,如图8-5所示。
系统弹出【打开】对话框,选取已创建的零件造型文件ex8-1.prt。
单击按钮(如图8-6所示),参照模型显示在主界面中。
单击操作面板中的按钮,在【约束类型】下拉列表框中选取【缺省】选项,如图8-7所示。
单击操作面板中按钮,系统弹出【创建参照模型】对话框,如图8-8所示。
单击按钮完成参照模型和缺省模具基准面及坐标系的正确装配关系,注意保证零件的主分型面与MAIN_PARTING_PLN重合(或平行)。
图8-5Pro/E模具模块主界面图8-6【打开】对话框
图8-7【放置】对话框图8-8【创建参照模型】对话框
8.2.2设置收缩
塑料制件从热模具中取出并冷却至室温后,其尺寸会发生缩减,为了补偿这种变化,要在参照模型上增加一个收缩量(收缩量=收缩率×尺寸)。
Pro/ENGINEERWildfire3.0提供了两种设置收缩的方式(在实际设计中视具体情况选取其一)。
(1)按尺寸:
单击特征工具栏中的按钮或单击菜单管理器中【模具】→【收缩】→【按尺寸】,在弹出的【按尺寸收缩】对话框中的【比率】选项下面输入塑料制件的收缩率(如0.006),单击按钮,完成收缩设置,如图8-9所示。
单击【收缩信息】选项,系统弹出【信息窗口】,可查看模型的收缩情况报告,从报告中可了解本次收缩所采用的公式和收缩因子(即收缩率),以及本次收缩成功与否(此次收缩成功)。
单击按钮,单击菜单管理器中的【完成→返回】,退出收缩功能设置。
如图8-10所示。
图8-9【按尺寸收缩】对话框设置
图8-10收缩信息窗口
(2)按比例:
单击特征工具栏中按钮或单击菜单管理器中【模具】→【收缩】→【按比例】,弹出的【按比例收缩】对话框,系统提示选坐标系,选取坐标系MOLD_DEF_CSTS。
在【收缩率】文本框中输入塑件的收缩率(如0.006),单击按钮,完成收缩设置,如图8-11所示。
单击【收缩信息】,系统弹出【信息窗口】,可查看模型的收缩情况报告。
单击【关闭】按钮,单击【收缩】菜单中【完成→返回】,完成收缩功能设置。
如图8-12所示。
图8-11【按比例收缩】设置
图8-12收缩信息窗口
提示:
在难以选取模具模型坐标系MOLD_DEF_CSTS时,可先隐藏参照模型的坐标系(基准面、基准轴)。
单击系统工具栏中的按钮,打开层,选取参照模型EX8-1_REF.PRT中想要关闭的层(可多选),按住鼠标右键选取【隐藏】。
如图8-13所示。
图8-13应用层窗口
8.2.3创建工件
工件是一个能够完全包容参照模型的组件,通过分型曲面等特征可以将其分割成型腔或型芯等成型零件。
单击特征工具栏中按钮或单击菜单管理器中【模具】→【模具模型】→【创建】→【工件】→【自动】,如图8-14所示。
系统弹出【自动工件】对话框(如图8-15所示),并提示选取铸模原点坐标系,选取模具坐标系MOLD_DEF_CSTS,如图8-16所示。
图8-14创建【工件】依次菜单
图8-15【自动工件】对话框图8-16选模具坐标系
图8-17创建完成的工件
在【自动工件】对话框中,选取工件的【形状】(如标准矩形),设置【统一偏距】(如30),调节【整体尺寸】,其中,【+Z型腔】指工件中分型以上部分的厚度,【-Z型芯】指工件中分型以下部分的厚度。
单击按钮,查看图形窗口中工件的形状,如果无误,单击按钮,如图8-15所示。
单击菜单管理器中【完成→返回】按钮,如图8-17所示为创建完成的工件。
提示:
工件的建立方法有两种,一种自动,一种手动,手动建立方法将在8.3节模具设计实例中介绍,这里用的是自动建立的方法。
8.2.4分型曲面
模具的分型面是打开模具、取出塑件的面。
分型面可以是平面、也可以是曲面;可以与开模方向平行,也可以与之垂直。
为了便于操作,先隐藏工件。
单击系统工具栏中按钮,弹出【遮蔽-取消遮蔽】对话框,如图8-18所示。
选取【可见元件】为EX8-1_WRK,单击【遮蔽】按钮,然后关闭对话框,完成工件的隐藏。
图8-18【遮蔽-取消遮蔽】对话框
单击特征工具栏中按钮,任选参照模型的一个表面,单击系统工具栏中按钮以及按钮,也可在键盘上按【Ctrl+C】和【Ctrl+V】键或单击主菜单中【编辑】→【复制】以及【编辑】→【粘贴】,如图8-19所示。
信息栏提示【选取任何数量的曲面集或面组以进行复制】,选取参照模型内表面上任一曲面作为种子面,然后按住【Shift】键不放,选取上表面作为边界面,最后松开【Shift】键,整个参照模型的内表面被全部选中,用这种方法选取的曲面称为边界曲面,如图8-20所示。
单击按钮,察看无误后,单击特征操作面板中按钮完成曲面的复制。
图8-19【复制】和【粘贴】分型面菜单图8-20选取边界曲面
取消对工件的遮蔽。
单击特征工具栏中按钮,在系统弹出的操作面板中单击和按扭,如图8-21所示。
系统弹出【草绘】对话框,如图8-22所示,在图形区选取MOLD_FRONT作为【草绘平面】,选取MOLD_RIGHT为右方向参照平面,单击【草绘】对话框中的按钮。
在图形区绘制直线(与工件边对齐),单击草绘工具栏中按钮,完成截面绘制,如图8-23所示。
使用适当的拉伸方式(在这里是双侧拉伸到选定的曲面)完成拉伸曲面。
采用复制和拉伸方式完成的二曲面如图8-24所示。
图8-21用拉伸方式创建曲面
图8-22【草绘】对话框图8-23草绘直线
将复制和拉伸方式创建的二曲面进行合并。
在模型树(或图形区)中选取二曲面(选取第二个曲面时要按住Ctrl键),单击特征工具栏中按钮(先选取二曲面后按钮才激活),选取保留面侧,单击操作面板中按钮完成曲面的合并,单击特征工具栏中按钮完成分型面的创建,如图8-24所示。
完成的分型面如图8-25所示。
图8-24将用复制和拉伸方式创建的二曲面合并图8-25完成的分型面效果图
提示:
①分型面可以由单一的曲面构成,也可以由多个曲面合并而成(面组);本例的分型面由两个曲面合并而成。
②一套模具可能只有一个分型面,也可能有多个分型面,这要视模具的复杂程度而定;本例为一个分型面。
8.2.5分割体积块
分割体积块:
有了工件和分型面,便可以利用分型曲面将工件拆分为数个模具体积块(本例分割成两块)。
单击特征工具栏中按钮,系统弹出【菜单管理器】,如图8-26所示。
单击菜单管理器中【两个体积块】→【所有工件】→【完成】。
当信息栏提示“为分割工件选取分型面”时选取前面创建的分型面即可,如图8-27所示。
图8-26【菜单管理器】图8-27选取分型面
在【选取】对话框中单击按钮,在【分割】对话框中单击按钮,如图8-28所示。
此时系统弹出【属性】对话框,同时图形窗口中有一部分工件加亮显示,在文本编辑框中输入加亮显示体积块的名称:
core,如图8-29所示。
图8-28确定曲面分割
在【属性】对话框中单击按钮,图形窗口将显示该体积块的模型,如图8-30所示。
单击按钮,体积块core生成。
系统再次弹出【属性】对话框,同时图形窗口中另一部分工件加亮显示,在文本编辑框中输入加亮显示体积块的名称:
cavity,如图8-31所示。
生成的体积块cavity如图8-32所示。
单击按钮,完成分割体积块。
图8-29【属性】对话框图8-30体积块core
图8-31【属性】对话框图8-32体积块cavity
8.2.6抽取模具元件
抽取模具元件:
将模具体积块转换成模具元件。
单击特征工具栏中按钮或单击菜单管理器中【模具元件】→【抽取】,如图8-33所示。
系统弹出【创建模具元件】对话框,如图8-34所示。
在对话框中单击按钮,选中图框内所有体积块,单击按钮完成模具元件的抽取。
此时模型树如图8-35所示。
图8-33抽取模具元件菜单图8-34【创建模具元件】对话框
图8-35模型树
单击系统工具栏中按钮或单击主菜单中【文件】→【保存】,在弹出的【保存对象】对话框中单击按钮,完成文件保存。
8.2.7铸模
铸模就是将模具型腔充满,形成一个独立的模具元件(浇注件)。
单击菜单管理器中【铸模】→【创建】,如图8-36所示。
在屏幕下方的文本编辑框中输入铸件名称(如:
molding),如图8-37所示。
单击文本编辑框中按钮即可生成铸模零件。
图8-36【铸模】创建菜单图8-37输入铸模零件名称
若要察看铸模零件的形状,可在模型树中,用鼠标右键单击MOLDING.PRT这个元件,在弹出的右键菜单中选取【打开】命令(如图8-38所示)。
铸模零件如图8-39所示。
单击主菜单中【窗口】→【关闭】命令、关闭铸模零件窗口或单击主菜单中【窗口】→【1EX8-1.MFG】命令,都可切换到模具工程界面。
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