ProE模具设计教程.doc

第8章 Pro/ENGINEER Wildfire 3、0模具设计基础学习目标: 掌握Pro/E模具设计模块得一般操作流程。 掌握分型面创建得一般方法。随着以Pro/ENGINEER为代表得CAD/CAM软件得飞速发展,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。本章主要通过简单得实例操作说明用Pro/ENGINEER软件进行模具设计得一般操作流程,介绍分型面得基本创建方法。8、1 模具设计得基本流程利用Pro/E模具设计模块实现塑料模具设计得基本流程,如图81所示。图81 Pro/E模具设计基本流程8、2 模具设计得操作案例案例81:用Pro/ENGINEER Wildfire 3、0完成图82所示零件得模具设计。根据此零件得特点,可采用一模一件,并将分型面设在零件得底面,这样既满足分型面应设在零件截面最大得部位,又不影响零件得外观,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82 案例81零件图(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/ENGINEER Wildfire 3、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“ex81”,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ex81,同时取消【使用缺省模板】选项前面得勾选记号,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/ENGINEER Wildfire 3、0零件设计模块。完成图82所示得零件模型得几何造型,保存名称为ex81、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83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ex81,同时取消【使用缺省模板】选项前面得勾选记号,单击按钮。系统弹出【新文件选项】对话框,如图84所示,选用【mmns_mfg_mold】模板,单击按钮,进入Pro/ENGINEER Wildfire3、0模具设计模块,如图85所示。 图83 【新建】对话框 图84 【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85所示。系统弹出【打开】对话框,选取已创建得零件造型文件ex81、prt。单击按钮(如图86所示),参照模型显示在主界面中。单击操作面板中得按钮,在【约束类型】下拉列表框中选取【缺省】选项,如图87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88所示。单击按钮完成参照模型与缺省模具基准面及坐标系得正确装配关系,注意保证零件得主分型面与MAIN_PARTING_PLN重合(或平行)。 图85 Pro/E模具模块主界面 图86 【打开】对话框 图87 【放置】对话框 图88 【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/ENGINEER Wildfire 3、0提供了两种设置收缩得方式(在实际设计中视具体情况选取其一)。(1)按尺寸:单击特征工具栏中得按钮或单击菜单管理器中【模具】【收缩】【按尺寸】,在弹出得【按尺寸收缩】对话框中得【比率】选项下面输入塑料制件得收缩率(如0、006),单击按钮,完成收缩设置,如图89所示。单击【收缩信息】选项,系统弹出【信息窗口】,可查瞧模型得收缩情况报告,从报告中可了解本次收缩所采用得公式与收缩因子(即收缩率),以及本次收缩成功与否(此次收缩成功)。单击按钮,单击菜单管理器中得【完成返回】,退出收缩功能设置。如图810所示。 图89 【按尺寸收缩】对话框设置 图810 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】,弹出得【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】文本框中输入塑件得收缩率(如0、006),单击按钮,完成收缩设置,如图811所示。单击【收缩信息】,系统弹出【信息窗口】,可查瞧模型得收缩情况报告。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812所示。 图811 【按比例收缩】设置 图812 收缩信息窗口提示:在难以选取模具模型坐标系MOLD_DEF_CSTS时,可先隐藏参照模型得坐标系(基准面、基准轴)。单击系统工具栏中得按钮,打开层,选取参照模型EX81_REF、PRT中想要关闭得层(可多选),按住鼠标右键选取【隐藏】。如图813所示。 图813 应用层窗口8、2、3 创建工件工件就是一个能够完全包容参照模型得组件,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814所示。系统弹出【自动工件】对话框(如图815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816所示。图814 创建【工件】依次菜单 图815 【自动工件】对话框 图816 选模具坐标系图817 创建完成得工件在【自动工件】对话框中,选取工件得【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得厚度,【Z型芯】指工件中分型以下部分得厚度。单击按钮,查瞧图形窗口中工件得形状,如果无误,单击按钮,如图815所示。单击菜单管理器中【完成返回】按钮,如图817所示为创建完成得工件。提示:工件得建立方法有两种,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,这里用得就是自动建立得方法。8、2、4 分型曲面模具得分型面就是打开模具、取出塑件得面。分型面可以就是平面、也可以就是曲面;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818所示。选取【可见元件】为EX81_WRK,单击【遮蔽】按钮,然后关闭对话框,完成工件得隐藏。图818 【遮蔽取消遮蔽】对话框单击特征工具栏中按钮,任选参照模型得一个表面,单击系统工具栏中按钮以及按钮,也可在键盘上按【Ctrl+C】与【Ctrl+V】键或单击主菜单中【编辑】【复制】以及【编辑】【粘贴】,如图819所示。信息栏提示【选取任何数量得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,整个参照模型得内表面被全部选中,用这种方法选取得曲面称为边界曲面,如图820所示。单击按钮,察瞧无误后,单击特征操作面板中按钮完成曲面得复制。图819 【复制】与【粘贴】分型面菜单 图820 选取边界曲面取消对工件得遮蔽。单击特征工具栏中按钮,在系统弹出得操作面板中单击与按扭,如图821所示。系统弹出【草绘】对话框,如图822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】对话框中得按钮。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823所示。使用适当得拉伸方式(在这里就是双侧拉伸到选定得曲面)完成拉伸曲面。采用复制与拉伸方式完成得二曲面如图824所示。图821 用拉伸方式创建曲面 图822 【草绘】对话框 图823 草绘直线将复制与拉伸方式创建得二曲面进行合并。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得合并,单击特征工具栏中按钮完成分型面得创建,如图824所示。完成得分型面如图825所示。 图824 将用复制与拉伸方式创建得二曲面合并 图825 完成得分型面效果图提示:分型面可以由单一得曲面构成,也可以由多个曲面合并而成(面组);本例得分型面由两个曲面合并而成。一套模具可能只有一个分型面,也可能有多个分型面,这要视模具得复杂程度而定;本例为一个分型面。8、2、5 分割体积块分割体积块:有了工件与分型面,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826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”时选取前面创建得分型面即可,如图827所示。 图826 【菜单管理器】 图827 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828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得名称:core,如图829所示。图828 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得模型,如图830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得名称:cavity,如图831所示。生成得体积块cavity如图832所示。单击按钮,完成分割体积块。 图829 【属性】对话框 图830 体积块core 图831 【属性】对话框 图832 体积块cavity8、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833所示。系统弹出【创建模具元件】对话框,如图834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得抽取。此时模型树如图835所示。 图833 抽取模具元件菜单 图834 【创建模具元件】对话框图835 模型树单击系统工具栏中按钮或单击主菜单中【文件】【保存】,在弹出得【保存对象】对话框中单击按钮,完成文件保存。8、2、7 铸模铸模就就是将模具型腔充满,形成一个独立得模具元件(浇注件)。单击菜单管理器中【铸模】【创建】,如图836所示。在屏幕下方得文本编辑框中输入铸件名称(如:molding),如图837所示。单击文本编辑框中按钮即可生成铸模零件。 图836 【铸模】创建菜单 图837 输入铸模零件名称若要察瞧铸模零件得形状,可在模型树中,用鼠标右键单击MOLDING、PRT这个元件,在弹出得右键菜单中选取【打开】命令(如图838所示)。铸模零件如图839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】【1 EX81、MFG】命令,都可切换到模具工程界面。 图838 模型树 图839 铸模零件8、2、8 仿真开模通过【开模】可以瞧清模具内部结构,并检查开模时得干涉情况。提示:在Pro/E中文版中“Mold Opening”被译成“模具进料孔”有点不妥,应译为“开模”。为了瞧清模具开模情况,先要将元件【EX81、REF与EX81、WRK】与分型面【PART_SURF_1】遮蔽,如图840所示。 图840 【遮蔽取消遮蔽】对话框单击菜单管理器中【模具进料孔】【定义间距】【定义移动】,如图841所示。系统提示选取要移动得模具元件时,选取型腔板【cavity】,并单击按钮,如图842所示。 图841 【开模】依次选取菜单 图842 确定选取对象信息栏提示【通过选取边、轴或表面选取分解方向】,在图形中选取任何一个与开模方向垂直得平面或一条与开模方向平行得边线,在图形中将出现一红色箭头,若箭头与开模方向一致,则在【输入沿指定方向得位移】文本框中输入50,否则输入50,如图843所示。单击文本输入框右侧得按钮,在【模具进料孔】菜单中单击【完成】选项,完成型腔板得移动。型芯板得移动与型腔板类似,只就是移动方向向下。模具开模效果如图844所示。 图843 指定型腔板移动距离 图844 模具打开效果图8、2、9 模具检测为了便于从塑件中抽出型芯或从型腔中脱出塑件,通常要在塑件沿脱模方向得内外表面上设置拔模斜度。单击菜单管理器中【模具进料孔】【定义间距】【拔模检测】【双侧】【全颜色】【完成】,在【拔模方向】菜单中单击【指定】【平面】,如图845所示。提示:也可通过选取主菜单中【分析】【模具分析】选项进行模具检测。选取垂直于拔模方向得平面,选定箭头方向,单击【Okay(正向)】,在【输入拔模检测角】文本框中输入拔模检测角为2,如图846所示。单击【输入拔模检测角】文本框右侧得按钮,选取要检测得零件或曲面(如Molding、prt),检测结果以彩色显示,不同得颜色表示不同得拔模斜度,如图847所示。图845 【模具检测】依次选取菜单 图846 输入拔模斜度 图847 检测结果8、3 模具设计实例案例82:用Pro/ENGINEER Wildfire 3、0完成图848所示零件得模具设计。注:未注圆角R0、5,末注拔模斜度均为1、5材料:PP收缩率取6图848 案例82零件图(香皂盒中)步骤1 设置工作目录启动Pro/ENGINEER Wildfire 3、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“ex82”,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ex82,同时取消【使用缺省模板】选项前面得勾选记号,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/ENGINEER Wildfire3、0零件设计模块。完成图848所示得零件模型得几何造型,保存名称为ex82、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。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ex82,同时取消【使用缺省模板】选项前面得勾选记号。单击按钮,系统弹出【新文件选项】对话框选用【mmns_mfg_mold】模板,单击按钮,进入Pro/E模具设计模块。采用提取参照模型(零件)得方法,装配参照模型ex82、prt,操作方法请参考8、2、1节。图849所示为完成得模具模型。图849 模具模型步骤4 设置收缩参考8、2、2节,收缩率设置为0、006。步骤5 创建工件创建工件得方法有自动与手动两种。前面已介绍了自动创建工件得方法,本案例将采用手动创建工件得方法。单击菜单管理器中【模具】【模具模型】【创建】【工件】【手动】,如图850所示。图850 工件创建菜单系统弹出【元件创建】对话框,在【名称】文本框中输入wrk,如图851所示,单击按钮。系统弹出【创建选项】对话框,选取【创建特征】,如图852所示,单击按钮。 图851 【元件创建】对话框 图852 【创建选项】对话框单击菜单管理器中【加材料】【拉伸】【实体】【完成】,如图853所示。图853 【工件创建】依次选取菜单系统弹出【拉伸】操作面板。打开【放置】上滑面板,单击按扭,如图854所示。系统弹出【草绘】对话框,如图855所示,在图形区选取MOLD_RIGHT作为【草绘平面】,选取MAIN_PARTING_PLN作为向上【参照】,单击【草绘】对话框中得按钮。在图形区绘制如图856所示得矩形,单击草绘工具栏中按钮,完成截面绘制。 图854 定义【草绘】 图855 【草绘】对话框图856 草绘矩形使用双向对称拉伸方式,输入深度值145,如图857所示,单击操作面板中按钮,单击菜单管理器中【完成返回】,完成【工件】创建。图857 【拉伸】操作面板提示:此时工件应为绿色,否则在前面选取得草绘平面与参照不正确。步骤6 创建分型曲面为了便于操作,先用【遮蔽取消遮蔽】对话框,隐藏工件。(1)创建第一个分型面单击特征工具栏中按钮,任选参照模型得一个表面,单击系统工具栏中按钮以及按钮,也可在键盘上按【Ctrl+C】与【Ctrl+V】键或单击主菜单中【编辑】【复制】以及【编辑】【粘贴】按钮。信息栏提示【选取任何数量得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,按住【Shift】键不放,选取上表面作为边界面1、选取底面作为边界面2,松开【Shift】键,整个参照模型得内表面被全部选中,如图858所示。单击操作面板中按钮。 图858 选取参照模型表面单击主菜单中【编辑】【填充】,系统弹出【填充】特征操作面板,打开【参照】上滑面板,单击按钮,如图859所示。系统弹出【草绘】对话框,如图860所示,选取参照模型得底面为草绘平面,选取MOLD_FRONT为向上方向参照,单击按钮。绘制如图861所示得矩形,单击草绘工具栏中按钮,单击【填充】特征操作面板得按钮,完成填充曲面。 图859 【填充】曲面 图860 【草绘】对话框图861 草绘图形在模型树(或图形区)中选取前面创建得二曲面,单击特征工具栏中按钮,选取需保留得面侧,单击特征操作面板按钮完成曲面得合并。完成得合并曲面如图862所示,除了边界为黄色外,其余全部为紫色线条显示(系统颜色使用PreWildfire方案)。图862 合并曲面在图形区选取合并曲面得黄色边界线后(为方便选取可先遮蔽参照模型),单击主菜单中【编辑】【延伸】,系统弹出【延伸】操作面板,单击按钮,打开【参照】上滑面板,单击按钮,如图863所示。系统弹出【链】对话框,选取【基于规则】、【完整环】,单击按钮,如图864所示。取消对工件得遮蔽,选取工件底面,单击【延伸】操作面板中按钮完成曲面得延伸操作。单击特征工具栏中按钮完成第一个分型面得创建,如图865所示为完成了得第一个分型面效果图。 图863 延伸曲面 图864 【链】对话框图865 第一个分型面效果图(2)创建第二个分型面取消对参照模型得遮蔽,再遮蔽工件,并对第一个分型进行隐含。单击特征工具栏中得按钮,先进行曲面得复制,操作方法与前面类似。如图866所示,先选取1,按住【Shift】键不放选取2;松开【Shift】键,按住【Ctrl】键选取3,按住【Shift】键不放选取2;松开【Shift】键,按住【Ctrl】键选取4,按住【Shift】键不放选取2;松开【Shift】键,按住【Ctrl】键选取2,按住【Shift】键不放选取5;松开【Shift】键,按住【Ctrl】键选取2与7。单击【选项】按钮,选取【排除曲面并填充孔】选项。单击【排除曲面】选项其激活选取6;单击【填充孔曲面】选项将其激活,选取2,完成曲面选取。单击特征操作面板中按钮,完成曲面得复制。将上面完成得曲面延伸到工件得上表面(操作同前面)。单击特征工具栏中按钮,完成第二个分型面得创建。如图867所示为完成了得第二个分型面效果图。 图866 选取参照模型表面 图867 第二个分型面效果图(3)创建第三个分型面单击特征工具栏中按钮。单击特征工具栏中按钮,系统弹出【拉伸】操作面板,打开【放置】上滑面板,单击按扭,系统弹出【草绘】对话框,在图形区选取MOLD_FRONT作为【草绘平面】,选取MOLD_RIGHT作为向右【参照】,单击【草绘】对话框中得按钮。在图形区绘制直线(与工件边对齐),单击按钮,完成草绘,如图868所示。使用适当得拉伸方式(在这里就是双侧拉伸到选定得曲面)完成拉伸曲面。单击特征工具栏中按钮完成分型面得创建。完成得第三个分型面如图869所示。 图868 草绘直线 图869 第三个分型面效果图步骤7 分割体积块(1)第一次分割:单击特征工具栏中按钮,单击菜单管理器中【两个体积块】【所有工件】【完成】,选取前面创建得第一个分型面。在【选取】对话框中单击按钮,在【分割】对话框中单击按钮,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,在文本框中输入加亮显示体积块得名称:cavity,单击按钮,系统接着会再次弹出【属性】对话框,同时图形窗口中另一部分工件加亮显示,在文本框中输入加亮显示体积块得名称:core2,单击按钮。分割完成得体积块效果图如图870与图871所示。 图870 体积块cavity 图871 体积块core2(2)第二次分割:单击特征工具栏中按钮,单击菜单管理器中【一个体积块】【模具体积块】【完成】,系统弹出【搜索工具】对话框,依次选取【面组CAVITY】、,单击按钮,如图872所示,接着选取前面创建得第二个分型面,单击【菜单管理器】中得【岛2】,在【属性】对话框得文本框中输入cavity2,单击按钮。分割完成得体积块效果图如图873所示。 图872 【搜索工具】对话框 图873 体积块cavity2(3)第三次分割:单击特征工具栏中按钮,单击菜单管理器中【二个体积块】【模具体积块】【完成】,系统弹出【搜索工具】对话框,选取【面组CAVITY】、,单击按钮,选取前面创建得第三个分型面,在先后出现得【属性】对话框得文本框中分别输入core1与cavity1。分割完成得体积块如图874与图875所示。 图874 体积块core1 图875 体积块cavity1步骤8 抽取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】,系统弹出【创建模具元件】对话框,如图876所示。在【创建模具元件】对话框中单击按钮,选中图框内所有体积块,单击按钮,完成抽取模具元件。图876 【创建模具元件】对话框步骤9 铸模单击菜单管理器中【铸模】【创建】,在屏幕下方得文本编辑框中输入molding,作为铸模成形零件得名称,单击本编辑框中按钮即可生成铸模零件。若要察瞧铸模零件得形状,可在模型树中,用鼠标右键单击MOLDING、PRT这个元件,在弹出得右键菜单中选取【打开】命令,就会瞧到如图877所示得铸模零件效果图。步骤10 仿真开模仿真开模操作请参阅8、2、8节。开模结果如图878所示。 图877 铸模零件效果图 图878 模具打开效果图步骤11 模具检测模具检测操作请参阅本书8、2、9节相关内容。本 章 小 结本章通过实例介绍了Pro/ENGINEER Wildfire 3、0模具设计得基本操作步骤与技巧,重点阐明了创建分型面得基本方法与过程。从中我们不难瞧出:除了创建分型面要根据具体得模具情况而定外,每一套模具设计得操作步骤基本类似,其中大部分操作步骤都具有一定得相似性与规律性。本章应重点掌握用Pro/ENGINEER Wildfire 3、0来完成一个完整得模具设计得一般流程以及创建分型面得基本方法与技巧。思考与练习1.思考题(1)简述Pro/ENGINEER Wildfire 3、0模具设计得一般操作流程。(2)在装配参照模型时要注意什么？(3)在Pro/ENGINEER Wildfire 3、0模具设计中分型面得概念就是什么？(4)分割体积块得基本操作流程。2.练习题(1)完成如图879所示得参考零件得模具设计。注:未注拔模斜度均为1、5材料:PP收缩率取6图879 习题(1)零件图(香皂盒下盖)(2)完成如图882所示得参考零件得实体造型与模具设计。注:未注拔模斜度1、5材料:ABS收缩率取5图880 习题(2)零件图(钟表前盖)