金属缸体的三维造型及模具设计-毕设论文.doc

金属缸体的三维造型及模具设计
摘 要：为了解决压铸模具，在设计和制造中存在的一些不足，如模具的热平衡分析、冷却系统设置、零件的快捷安装和更换及模具的质量和精度等。本文主要阐述了基于Pro/ENGINEER Wildfire 软件的烟灰缸实体三维建模、模具设计和模拟开模过程、模架设计及烟灰缸上下模的数控加工过程，为解决上述问题提供了一定依据。
关键词：Pro/E 压铸模 三维建模 模具设计 数控加工
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第一章 序言 4
1.1模具行业简介 4
1.2我国模具设计工业概况 5
1.3我国压铸模具行业发展现状 5
1.4课题的内容及意义 7
1.5压铸模具的概述 7
1.5.1压铸成型原理 7
1.5.2压铸模具结构组成 8
1.5.3压铸模具结构根据作用分类 8
第二章 烟灰缸三维建模 8
2.1建模前的准备工作 8
2.2烟灰缸三维建模 10
2.2.1建立烟灰缸基体 10
2.2.2切除烟灰缸基体 12
2.2.3实体边P1～P3的圆角 14
2.2.4设置烟灰缸的拔模角度 15
2.2.5设置香烟放置区 17
2.2.6其它设置 18
第三章 烟灰缸模具设计 19
3.1模具设计初始操作 19
3.1.1新建文件 19
3.1.2模具设计工具栏简介 19
3.1.3导入零件 20
3.1.4设置收缩率 20
3.1.5创建工件 20
3.2创建模具型芯、型腔 21
3.2.1创建分型面 21
3.2.2分割模具体积块 22
3.2.3抽取模具元件 22
3.2.4创建铸模零件 22
3.2.5模拟开模 23
3.3动模板结构设计 24
3.3.1打开型芯文件 24
3.3.2创建混合特征 24
3.3.3倒圆角 25
3.3.4创建拉伸切割特征 25
3.3.5创建基准平面 26
3.3.6镜像特征 26
3.4定模板结构设计 27
3.4.1切除操作 27
3.4.2打开型腔文件 27
3.4.3创建拉伸切除特征 27
3.5导柱、导套设计 28
3.5.1创建导套 28
3.5.2创建导柱 29
3.6定模底板和浇注系统设计 29
3.6.1拉伸创建定模底板 29
3.6.2拉伸切割定模底板 30
3.6.3旋转创建浇道衬套 30
3.6.4创建流道 31
3.7冷却水道设计 31
3.7.1创建基准平面 31
3.7.2在定模板上创建水线 32
3.7.3在动模板上创建水线 33
3.8动模垫板、垫块及动模底板设计 34
3.8.1创建动模垫板 34
3.8.2拉伸切割动模垫板 34
3.8.3创建垫板 35
3.8.4创建动模底板 35
3.9顶出结构设计 36
3.9.1创建限位钉 36
3.9.2创建顶出底板 36
3.9.3创建顶出板 37
3.9.4绘制顶针孔的位置 38
3.9.5创建顶针孔 38
3.9.6创建复位杆孔 39
3.9.7创建顶针杆 40
3.9.8装配顶针杆 41
3.9.9修剪顶针杆 41
3.9.10创建复位杆 43
3.9.11创建推板导套 43
3.9.12创建推板导柱 44
3.9.13检视图形 44
第四章 烟灰缸上下模数控加工 45
4.1烟灰缸上模的数控加工 45
4.1.1初始化设置 45
4.1.2表面铣削 46
4.1.3粗加工 48
4.1.4刀具路径重新排序 50
4.1.5以轮廓铣削方式进行陡斜面精加工 50
4.1.6精加工浅平面切削加工 52
4.1.7后处理 53
4.2烟灰缸下模的数控加工 54
4.2.1初始化设置 54
4.2.2窗口体积块粗加工 55
4.2.3腔槽铣削 57
4.2.4轮廓铣削精加工 58
4.2.5直线切削曲面加工 60
4.2.6精加工浅平面切削加工 61
4.2.7后处理 63
第五章 总结 64

第一章 序言
模具是现代工业，特别是汽车、摩托车、航空、仪表、仪器、攻关机械、电子通讯、兵器、家用电器、五金工业、日用品等工业必不可少的工艺装备。据资料统计，利用模具制造的零件数量，在飞机、汽车、摩托车、拖来机、电机、电器、仪表仪器等机电产品中占80%以上；在电脑、电视机、摄像机、照相机、录像机等电子产品中占85%以上；在电冰箱、洗衣机、空调、电风扇、自行车、手表等轻工业产品中占90%以上；兵器产品中占95%以上。
目前我国的模具生产厂约有3万多家，从业人数80万人。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%、塑料模具约占33%、压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。
随着我国压铸制造工业的不断发展壮大，压铸模具的设计与制造也愈来愈受到人们的关注。在经济全球化的浪潮中，产业发展过程中的国际分工正在形成，基于成本的压力，大量外商在我国采购压铸件，甚至还在我国建立压铸生产基地，从而使我国的压铸模具制造水平和能力有了很大提高，模具质量与先进工业国的差距逐步缩小，价格低廉驱使国外采购量剧增。而海内外模具市场的需求对我国模具产业的兴旺也起到一定的推动作用。同时，随着汽车行业的快速发展以及国产化过程的加快，如汽车缸体、仪表盘、启动档变速箱壳体等大型、精密、复杂的压铸件的需求会越来也大，从而使大型、精密、复杂的压铸模具的需求会越来也大。
虽然，我国压铸模具的设计与制造水平在一定程度上有了很大提高，但是压铸模的制造总体来说与国外先进工业国家相比差距仍然很大，主要表现在：
1、 结构复杂些的模具以造复制模为主，缺乏创新能力；
2、在设计时对模具的热平衡分析、冷却系统设置及零件的快捷安装和更换等方面考虑欠周全；
3、制造的模具质量和精度较差；
4、模具在使用时稳定性不高、故障率大。
这些在设计和制造上存在的缺陷可能会导致所生产的模具不满足使用的要求，造成一定的浪费。因而亟需发展有效、准确的设计与制造压铸模具的方法。
1.1模具行业简介
模具是制造业的重要基础工艺装备。模具品种繁多，共有大类，其中冲压模具、塑料模具、铸造模具、锻压模具、橡胶模具、粉末冶金模具、拉丝模具、无机材料成形模具等是最主要的八大类，用于制造业中的几乎所有产品的生产。
现代模具制造业已成为技术密集型和资金密集型的产业，它与高新技术已形成相互依托的关系。一方面，模具是直接为高新技术产业化服务的不可缺少的装备；另一方面，模具生产本身又大量采用高新技术及装备，因此，模具制造已成为高新技术产业的重要组成部分。模具成形零件时实现快速、优质、低耗是国家可持续发展战略的要求。
1.2我国模具设计工业概况
在我国，模具生产长期以来一直被当作产品生产的工艺后方，生产的模具也主要是自产自配。改革开放后，我国模具工业发展十分迅速。国民经济的发展对模具的需求越来越大，原有的国有模具企业有了很大发展，而三资和乡镇、个体模具企业的发展更为迅速。例如广东省和浙江省，原来模具生产规模不大，在国内未占重要地位，但目前主要依靠三资企业的广东省全省有多家模具生产企业和主要依靠乡镇、个体企业的浙江省全省有多家模具生产企业。据国内不完全统计2003—2006年间模具生产及进出口的情况见表（一）、表（二）：
表（一）2003－2006年中国模具生产情况 亿元人民币
年份
2003
2004
2005
2006
产值
450
530
610*
720*
注：有*数值是销售额
表（二）2003－2006年中国模具进出口情况亿美元
年份
2003
2004
2005
2006
进口
13.69
18.13
20.68
20.47
出口
3.37
4.91
7.38
10.47
从表（一）、表（二）可见，虽然中国模具工业发展迅速，但仍不能满足我国制造业发展的需求，特别是中高档模具，在精密、大型、复杂、长寿命类型的模具仍旧供不应求。由于在精度、寿命、制造周期及能力等方面中国与国际水平相比尚有较大差距，所以每年尚需大量进口。由于中国模具价格比较低廉，水平也在不断提高，因此出口发展很快。近年来每年出口增长幅度比行业增长幅度大得多。
在模具产值产量和进出口迅速发展的同时，近年来中国在模具行业技术进步和模具水平的提高方面也取得了可一定的成绩。现在，我国已能生产精度达到2µm的多工位级进模，寿命可达3亿冲次以上。个别企业生产的多工位级进模已可在2000次/min的高速冲床上使用，精度可达1µm。在大型塑料模具方面，我国已能生产43英寸(109cm)大屏幕彩电和65英寸(165cm)背投式电视的塑壳模具、10kg大容量洗衣机全套塑料件模具以及汽车保险杠、整体仪100t。我国模具企业CAD、CAM、CAE、CAPP、PDM、PLM、ERP等数字化信息化技术的使用面正在不断扩大，水平也在不断提高。
自从我国加入WTO后, 国内模具市场不断扩大，国际上将模具制造逐渐向我国转移的趋势和跨国集团到我国进行模具国际采购的趋向十分明显。因此，展望未来，国际、国内模具市场总体发展前景美好。我国模具工业将会有一个继续高速发展的机遇期。
1.3我国压铸模具行业发展现状
目前，我国生产上所需的压铸模具基本上可以做到自给，但一些新产品和零件的压铸模，尤其是大型、薄壁、精密模具和技术含量高、难度大的模具一般还要需引进。随着技术引进的同时还要购买大型的压铸机，从而使压铸市场异常活跃，压铸产业的高速增长带来了压铸模具制造工业的一片兴旺，主要表现在以下几个方面：
（一）汽车行业压铸模具的生产
目前，国内完全有能力自行设计和制造汽车行业使用的中、大型压铸模具，如离合器、变速箱、转向器、齿轮箱等。这一类模具一般由汽车企业模具分厂或有实力的专业模具厂制造。随着技术合作或技术转让的出现，一般从国外引进同一产品的首个模具，其后补充的模具则在吸收、消化进口模具的基础上研制。如，上海乾通汽车附件有限公司从美国引进在3000KN压铸机上使用的大型模具，该厂也自行生产部分自用大型压铸模，尤其是镁合金模具。除此之外，该厂还委托国内厂家制造适合在18000—25000KN压铸机上使用的F15汽车离合器及油底盘模具。同时，东风汽车公司使用的富康轿车的离合器和变速箱的大型模具也是国内厂家制造的。迄今为止，我国自行设计、制造的最大的汽车零件压铸模是一汽铸造有限公司铸造模具厂生产的“中间壳体——变速箱”模具。该模具重达33.5T，主见重量29KG，32000KN压铸机成型，制造难度极大。
广州市型腔模具制造有限公司前后为夏利、富康、北吉、长安、大众、通用、标致、本田、庆铃等汽车厂制造大型汽车压铸模。成都兴光压铸工业有限公司为一汽、二汽、长安厂家提供的模具，黑龙江省模具技术开发中心生产的变速箱模具，北仑模具压铸有限公司的“双缸柴油机箱体”模具都具一定的特色。这些厂家的产品反映出，目前我国在汽车大、中型压铸模开发与制造上有一定的水平和数量。
（二）摩托车行业压铸模具的生产
摩托车行业使用的压铸模已能大量生产，完全可以满足国内的需求。自从我国成为摩托车生产大国以来，每年所需的压铸模越来越多，绝大部分都是国产模具。不少企业提供的模具在性能与寿命上都比较接近日本同类产品，该类模具制造成熟、周期短、价格低，如摩托车的左、右曲轴箱。在北仑地区大约2—3个月就可制造出这类模具。
摩托车模具主要来源于行业的模具厂及专业的模具厂，特别是浙江宁波一带的模具厂。如北仑地区众多的模具厂、北京模具厂、成都兴光压铸工业有限公司、共立精机（大连）有限公司及广州市型腔模具有限公司每年都提供大量这类模具。此外，宁波经济技术开发区吉业汽配模具有限公司和湛江得力化油器厂生产的化油器模具水平较高。
（三）电机、电器行业压铸模具的生产
电机行业、电风扇、洗衣机、电视机、熨斗、电热锅等行业所使用的压铸模具已基本自给，其制造水平能满足产品需要。
（四）特大型模具压铸模具的生产
特大型模具如自动扶梯梯级模具，现在国内已经可以自行设计、制造这类模具。当前，我国电梯行业中使用的进口模具与国产模具参半。该类模具往往重达20T、制造精度高，如踏面齿距为0.05MM，使用压铸机锁模力大于2500KN，模具结构复杂，加工难度大，制造风险大。
无锡市曙光模具有限公司最早生产梯级模具，已提供多副交付使用。广州市型腔模具制造有限公司自1999年开始生产电梯模具以来，每年都为该行业提供几套，模具采用高温控技术控制模具工作温度，液压抽芯，有时一套模框要安装3种规格产品型腔（1000MM、800MM、600MM），甚至9种产品规格，模具加工精度高，互换性好，为用户节省制模费用。上述两厂生产的梯级模具，曾在中国国际（上海）模具技术和设备展览会模具评比中获A类奖项（接近国际水平）。
（五）其它行业压铸模具的生产
热室压铸机所使用的模具，特别是在制锁、燃气具、水暖设备、仪表、玩具等行业大量使用，模具虽不大，但数目多。此类模具多为企业自产自用或本地区协作制造。西安东方机械厂制造的高精度小型锌合金模具，广东运豪机铸有限公司生产的仿真汽车压铸模，广东小榄镇的制锁模具、燃气具模具及江浙、广东一带的热室机使用的模具都颇具特色和规模。
1.4课题的内容及意义
基于目前压铸模具的市场行情和CAD/CAM在模具设计行业的流行，我的毕业论文课题选择了基于大型三维软件（集造型、加工、制造于一体）的Pro/ENGINEER Wildfire进行压铸模具的设计与加工。Pro/ENGINEER软件是美国PTC公司推出的CAD/CAM/CAE软件产品，Pro/ENGINEER通过一种独特的参数化设计及基于特征的实体造型设计制造技术，为压铸模具设计和生产提供了前所未有的新局面。
本课题设计对象是烟灰缸模具，运用Pro/ENGINEER Wildfire较强大的造型和加工功能会烟灰缸模具进行设计和制造。在设计过程中，充分考虑模具的热平衡分析、冷却系统设置及零件的快捷安装和更换等问题。同时在制造的过程中，根据实际的生产条件，设置合适的切削速度和主轴转速，从而改善了模具的质量和精度。
1.5压铸模具的概述
1.5.1压铸成型原理
压力铸造亦称压铸，压铸是将液态或半液态的金属，在高压的作用下，以高速填充模具型腔，在压力的作用下快速凝固而获得铸件的一种方法。压力铸造所用的设备是压铸机，成型所用的模具是压铸模具。
压铸成型过程如图1-1所示：

图1-1
1.5.2压铸模具结构组成
（一）定模：固定在压铸机定模安装板上，有直浇道与喷嘴或压室联接。
（二）动模：固定在压铸机动模安装板上，并随动模安装板作开合模移动合模时，闭合构成型腔与浇铸系统，液体金属在高压下充满型腔；开模时，动模与定模分开，借助于设在动模上的推出机构将铸件推出。
1.5.3压铸模具结构根据作用分类
(一)型腔：外表面直浇道(浇口套)
(二)型芯：内表面内浇口
(三)导准零件：导柱、导套
(四)推出机构：推杆(顶针)、复位、，推杆固定板、推板、推板导柱、推板导套.
(五)侧向抽芯机构：凸台、孔穴(侧面)、锲紧块、限位弹簧、螺杆.
(六)排溢系统：溢浇槽、排气槽.
(七)冷却系统
(八)支承零件：定模座板、动模座板、垫块(具有装配、定位及安装作用)

第二章 烟灰缸三维建模
在进行烟灰缸模具设计与加工前，首先要利用Pro/ENGINEER系统下的【零件】模块对烟灰缸进行三维造型，效果如图2-1所示。

图2-1烟灰缸三维模型
2.1建模前的准备工作
1、 选择菜单栏中的【文件】/【新建】命令建立新的文件，系统弹出如图2-2所示的新建对话框，在【类型】栏选择【零件】模块，在【子类型】栏选择【实体】模块，在名称输入栏输入文件名“yanhuigang”，并取消【使用缺省模板】复选框，单击“确定”按钮。

图2-2 新建对话框
2、系统弹出如图2-3所示新文件选项对话框，在【模具】栏选择公制零件设计模板“mmns_part_solid”，单击“确定”按钮。

图2-3 选择公制模板
3、系统启动零件设计模板，如图2-4所示，并在界面顶部显示当前零件文件夹“YANHUIGANG”。

图2-4零件设计模块界面
2.2烟灰缸三维建模
烟灰缸形状基本为拉伸体，主要由圆柱体、圆角、拔模角、圆、壳体等特征组成。本课题采用拉伸、倒圆角、斜度、阵列、切割、抽壳等实体特征完成烟灰缸的三维建模。
2.2.1建立烟灰缸基体
使用拉伸特征，建立烟灰缸基体，具体步骤如下：
1、选择菜单栏中的【插入】/【拉伸】命令，系统在下方的信息提示区出现拉伸特征选项，如图2-5所示，选择【放置】，单击“定义”按钮。

图2-5 拉伸特征选项
2、系统弹出如图2-6所示草绘提示对话框，要求选择拉伸剖面草绘平面和草绘视图方向参照。
3、选择如图2-7所示的基准面为草绘平面。

图2-6草绘提示对话框图 2-7选择草绘平面
4、系统自动选择RIHGT基准面为草绘视图方向参照，并在方向栏设置为【右】，如图2-8所示，单击“草绘”按钮。

图2-8 设置草绘视图方向
5、 分别单击圆和圆弧按钮，绘制如图2-9所示的圆和圆弧。
6、 单击尺寸修改按钮，修改圆和圆弧的尺寸，结果如图2-10所示。

图2-9圆和圆弧 图2-10
7、选择菜单栏中的【编辑】/【切换构造】命令，系统将实线圆改为结构线圆，如图2-11所示。

图2-11更改为结构线圆
8、 单击特征工具栏中的确定按钮，结束剖面绘制。
9、 在如图2-12所示拉伸高度栏输入实体拉伸高度“26”，按Enter键确认，单击信息提示区右侧的拉伸实体参数确定按钮。
10、单击系统工具栏中的视图列表按钮 ，选择【标准方向】选项，结果如图2-13所示。

图2-12 输入拉伸高度

图2-13 产生拉伸实体
2.2.2切除烟灰缸基体
使用拉伸特征，切除烟灰缸基体，具体步骤如下：
1、 选择菜单栏中的【插入】/【拉伸】命令，系统在下方的信息提示区出现拉伸特征选项，如图2-14所示，选择【放置】，单击“定义”按钮。

图2-14 拉伸特征选项
2、 系统弹出如图2-15所示草绘提示对话框，要求选择拉伸剖面草绘平面和草绘视图方向参照。
3、选择如图2-16所示实体顶面为草绘平面。
选择实体顶面为草绘平面

图2-15草绘提示对话框图 2-16选择草绘平面
4、系统自动选择RIHGT基准面为草绘视图方向参照，并在方向栏设置为【右】，如图2-17所示，单击“草绘”按钮。

图2-17设置草绘视图方向
5、单击绘圆按钮，绘制如图2-18所示的圆。
6、单击尺寸修改按钮，修改圆的尺寸，结果如图2-19所示。

图2-18 绘制圆 图2-19
7、 单击特征工具栏中的确定按钮，结束剖面绘制。
8、在如图2-20拉伸高度栏输入实体拉伸高度“20”， 按Enter键确认，单击切除深度方向切换按钮，单击“切除”按钮，单击信息提示区右侧的拉伸实体参数确定按钮。
9、选择等角视图，着色显示模型，结果如图2-21所示。

图2-20 设置拉伸参数

如图2-21 产生拉伸切除
2.2.3实体边P1～P3的圆角
对实体边P1～P3进行圆角，具体操作步骤如下：
1、 单击圆角按钮，系统在下方的信息提示区出现圆角特征选项，如图2-22所示。
2、 系统提示选择要圆角的边，逐一选择如图2-23所示的实体边P1～P3。

图2-22 圆角特征选项

图2-23 选择圆角边P1
P2

P3

3、在如图2-24所示信息提示区输入圆角半径值“20”，按键Enter确认，单击信息提示区右侧的圆角参数确定按钮，结果如图2-25。

图2-24 输入圆角半径值

图2-25 圆角结果
2.2.4设置烟灰缸的拔模角度
在实际的设计与制造中，对于与模具表面直接接触并垂直于分型面的产品，需要有锥角或拔模角度，从而允许适当的顶出。该拔模角度会在模具开模的瞬间产生间隙，从而让铸件较容易地脱离模具。一般推荐1至3度的拔模角度。而本课题所设计的烟灰缸模具，其表面与分型面存在直接接触和垂直的关系，因此我们需要对烟灰缸模具表面进行拔模角度的设置。
1、选择菜单栏中的【插入】/【拔模】命令，系统在下方的信息提示区出现拔模特征选项，如图2-26所示。

图2-26 拔模特征选项
2、选择如图2-27所示的实体顶面P1，再按住Shift键选择实体顶面的边线P2，结果如图2-28所示实体顶面外圈的曲面被选中。
实体顶面P1

实体边线P2

图2-27 图2-28 被选中的实体面
3、选择如图2-26所示拔模枢轴的【单击此处添加项目】栏，系统提示选择拔模枢轴，选择如图2-27所示实体面为拔模枢轴面。
4、在拔模角度栏输入拔模角度“2”，按Enter键确认，单击切换拔模角度方向按钮，单击信息提示区右侧的拔模参数确定按钮，结果如图2-29所示。

选择拔模面P1

图2-29 拔模结果 图2-30 选择拔模面
5、继续选择【拔模】命令，接着选择如图2-30所示圆弧实体侧面P1为拔模面。
6、选择如图2-31所示实体面为拔模枢轴面。
选择实体顶面为拔模枢轴面
7、在拔模角度栏输入拔模角度“1.5”，按Enter 键确认，单击切换拔模角度方向按钮，单击信息提示区右侧的拔模参数确定按钮，结果如图2-32所示。

图2-31 选择拔模枢轴面图 2-32 拔模结果
2.2.5设置香烟放置区
为了便于放置香烟，在本课题中将会设置有若干稍微向下倾斜与香烟长度、宽度相对应的槽，用于横向放置香烟。具体操作如下
1、 选择菜单栏中的【插入】/【拉伸】命令，再选择合适的拉伸剖面草绘平面和草绘视图方向参照。
2、 单击绘圆按钮，绘制如图2-33所示的圆。
3、 单击尺寸修改按钮，修改圆的尺寸，结果如图2-34所示。

图2-33 绘制圆 图2-34 尺寸修改结果
4、 单击特征工具栏中的确定按钮，结束剖面绘制。
5、 在如图2-35所示拉伸特征选项中选择“贯穿”选项，单击切除深度方向切换按钮，单击“切除”按钮，单击信息提示区右侧的拉伸实体参数确定按钮。
6、 选择【标准方向】视图，结果如图2-36所示。

图2-35 设置拉伸参数

图2-36 产生拉伸切除
7、 在如图2-37所示的模型树中要阵列的
拉伸特征上单击鼠标右键，在弹出的菜
单中选择【阵列】命令 。 图2-37 阵列拉伸切除特征
8、 系统在下方的信息提示区出现阵列特征选项，如图2-38所示，在阵列方式栏选择【轴】阵列方式。

图2-38 设置阵列方式
9、 系统提示选择基准轴来定义阵列中心，打开基准轴显示，选择如图2-39所示的基准轴A.2为阵列中心。
10、在阵列特征选项中输入阵列的个数“3”、阵列的角度“120”，单击确定按钮，关闭基准轴显示，结果如图2-40所示。

图2-39 选择基准轴 2-40 产生阵列
2.2.6其它设置
为了使本课题所设计的烟灰缸更好地适应市场的需要，将进一步做一些更完善的设置。
1、 选择圆角按钮，对如图2-41所示实体边P1～P8进行圆角，圆角半径为2mm。
P1
2、 继续选择圆角命令，对如图2-41所示实体边Q1进行圆角，圆角半径为5mm，结果如图2-42所示。
P2

P7

Q1
P3

P6

P4

P8
P5

图2-41 图2-42 圆角结果
3、 单击抽壳按钮，系统在下方的信息提示区出现抽壳特征选项，如图2-43所示。

图2-43 抽壳特征选项
4、 旋转视图，选择如图2-44所示实体底面为抽壳面。
5、在抽壳特征选项栏中输入抽壳厚度“1.5”，按Enter键确认，单击右侧的抽壳参数确定按钮，结果如图2-45所示。
选择实体底面为抽壳面

图2-44 选择抽壳面 图2-45 抽壳结果
6、选择菜单栏中的【文件】/【保存】命令保存文件。
第三章 烟灰缸模具设计
3.1模具设计初始操作
3.1.1新建文件
单击工具栏上的【新建】按钮.
弹出【新建】对话框，在【类型】栏中选中【制造】单选按钮，在【子类型】栏中【模具型腔】单选按钮，输入名称yanhuigang_md，取消选中【使用缺省模板】复选框，完成后，单击【确定】按钮。
弹出【新文件选项】对话框，选择mmns_mfg_mold选项，完成后，单击【确定】按钮，进入模具设计模块。
3.1.2模具设计工具栏简介
工具栏的默认设置是垂直方向，单击并拖动它将其水平放置，如图3-1所示。

图3-1 模具设计工具栏
下面对工具栏中的图标做简要的说明：
1、 ：选择参照零件/定义参照零件在模具中的方向和位置，它对应着模具菜单中【模具模型】→【装配】→【参考模型】命令。
2、 ：对参照零件进行收缩设置，对应着菜单中的【收缩】命令。
3、 ：自动增加工件，对应菜单中的【模具模型】→【创建】→【工件】→【自动】命令。
4、 ：创建模具体积块，对应着菜单中的【模具体积块】命令。
5、 ：创建侧面影像曲线，对应着菜单栏中的【特征】→【型腔组件】→【模具】→【侧面影像】命令。
6、 ：创建分型面命令。
7、 ：分割模具原件命令。
8、 ：将已创建的模具体积块抽取成模具元件。
9、 ：模具开启，模拟模具开模，检测干涉现象。
10、 ：修剪零件模型。
3.1.3导入零件
选择菜单管理器上的【模具模型】/【装配】/
【参照模型】命令。
系统弹出【打开】对话框，选择零件yanhuigang．prt，
再单击【打开】按钮，完成后，系统弹出【装配】面板，
选择【缺省】装配条件，完成后，单击【确定】按钮。
弹出【创建参照模型】对话框，单击【确定】按钮，
导入零件后的图形如图3-2所示。 图3-2 导入零件后的图形
3.1.4设置收缩率
在菜单管理器上单击【收缩】/【按尺寸】，弹出【按尺寸收缩】对话框，设置收缩率为0.005，完成后，单击【确定】按钮。
3.1.5创建工件
在菜单管理器中选择【模具模型】/【创建】/【工件】/【手动】命令，弹出【元件创建】对话框，设置参数如图3-3所示，完成后，单击【确定】按钮。
弹出【创建选项】对话框，设置参数如图3-4所示，完成后，单击【确定】按钮。

图3-3 【元件创建】对话框 图3-4 【创建选项】对话框
弹出【实体】菜单，选择【加材料】选项，使用【拉伸】命令，绘制如图3-5所示的草绘图形。设置拉伸深度如图3-6所示，创建的工件如图3-7所示。

图3-5 绘制的草绘图形 图3-7 创建的工件

图3-6 设置拉伸参数示意图
3.2创建模具型芯、型腔
3.2.1创建分型面
在工具栏上单击【分型面工具】，进入创建分型面环境。在主菜单上选择【插入】/【拉伸】命令，创建拉伸分型面。完成分型面的创建后，单击工具栏上的【确定】按钮，创建的分型面如图3-8所示。

图3-8 创建的分型面示意图
3.2.2分割模具体积块
在工具栏上单击【分割体积块】按钮，弹出【分割体积块】菜单，并选择【完成】选项。
弹出【分割】对话框及【选取】对话框，在绘图区选择如图3-9所示的分型曲面，完成后，单击【选取】对话框中的【确定】按钮。
回到【分割】对话框，单击【确定】按钮。弹出【属性】
对话框，输入体积块名称为YHG_CAVITY，完成后，
单击【确定】按钮。再次弹出【属性】对话框，
输入体积块名称为YHG_CORE，完成后，单击
【确定】按钮。
图3-9 选择分型面示意图
3.2.3抽取模具元件
在工具栏上单击【抽取体积块】按钮，弹出【创建模具元件】对话框，单击【全部】按钮，然后再单击【确定】按钮。
3.2.4创建铸模零件
在铸模前先将部分元件和分型面隐藏起来，单击工具栏中的遮蔽切换按钮，系统弹出如图3-11所示【遮蔽—撤销遮蔽】窗口，单击过滤选项组中的【元件】按钮，选择“YANHUIGANG_BEF”、“YHG_WRK”，再单击【遮蔽】按钮，将部分元件遮蔽。
单击过滤选项组中的【分型面】按钮，如图3-12所示，选择所有的分型面，再单击【遮蔽】按钮，将分型面遮蔽。单击【关闭】按钮，关闭【遮蔽—撤销遮蔽】窗口。

图3-11【遮蔽—撤销遮蔽】元件窗口 图3-12【遮蔽—撤销遮蔽】分型面窗口
选择菜单管理器中的【铸模】/【创建】命令，在提示区输入铸模零件的名称“YHG_MOLDING”，单击【确定】按钮，完成铸模零件的创建。
3.2.5模拟开模
为了能够看清模具内部结构，并检查开模时的干涉情况，Pro/ENGINEER提供了模具打开功能。具体操作步骤如下：
1、 选择菜单管理器中的【模具进料孔】/【定义间距】/【定义移动】命令。
2、 选择要移动的零件，选择YHG_CAVITY．PRT，单击【确定】按钮。
3、 选择分解方向，在提示区输入距离“100”，单击【确定】按钮。
4、 继续选择菜单管理器中的【定义间距】/【定义移动】命令。
5、 选择要移动的零件，选择YHG_CORE．PRT，单击【确定】按钮。
6、 选择分解方向，在提示区输入距离“100”，单击【确定】按钮。
7、 选择菜单管理器中的【完成】命令，结果如图3-13（a）所示，图3-13（b）为铸件、图3-13（c）为型芯、图3-13（d）为型腔。

图3-13（a） 模拟开模 图3-13（b）铸件

图3-13（c）型芯 图3-13（d）型腔
3.3动模板结构设计
3.3.1打开型芯文件
在模型树上选择型芯零件YHG_CORE．PRT，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【打开】命令，弹出零件新窗口。
3.3.2创建混合特征
在新窗口中选择主菜单中的【插入】/【混合】/【伸出项】命令。
弹出【混合选项】菜单，选择【平行】/【规则截面】/【草绘截面】选项，完成后，选择【完成】选项。
弹出【属性】菜单，选择【直的】选项。
弹出【草绘视图】菜单和【选取】对话框，在绘图区选择如图3-14所示的平面为草绘平面。
弹出【方向】菜单，选择【正向】选项。
弹出【草绘视图】菜单，选择【缺省】选项，进入草绘环境。
绘制第一个截面边长为50的正方形，第二个截面边长为45的正方形，如图3-15所示，完成后，单击【确定】按钮。
弹出【深度】菜单，选择【盲孔】选项，再选择【完成】选项。
在信息栏处输入深度为25，完成后，单击单击【确定】按钮，创建的混合特征如图3-16所示。

图3-14选择草绘平面示意图 图3-15 绘制截面图形 图3-16 创建的混合特征
3.3.3倒圆角
单击工具栏上的【倒圆角】按钮，弹出【实体倒圆角】面板，设置圆角半径为12。
在绘图区选择如图3-17所示的边线L1，完成后，单击【确定】按钮，倒圆角后的图形如图3-18所示。
L1

图3-17 选择倒圆角边线示意图 图3-18 倒圆角后的图形
3.3.4创建拉伸切割特征
单击工具栏上的【拉伸】按钮，弹出【拉伸】面板，单击【放置】/【定义】按钮，弹出【草绘】对话框，选择如图3-19所示的草绘平面，完成后，单击【草绘】按钮