模具设计.docx

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模具设计

的几何配合图的关系。

同时，为支持自顶向下的设计思想，在装配设计过程中反映产品功能要求信息，在装配模型中引人了设计变量约束的概念。

在建立注射模标准模架库的过程中，可采用变量装配设计的方法。

变量装配设计是通过概念设计把用户对产品的功能要求、设计意图转化为各个设计阶段都能理解和操作的设计变量和设计变量约束，各个设计阶段的装配设计和零件设计都在此设计变量和设计变量约束的指导和控制下完成。

变量装配设计原理包括四部分：

1）映射原理：

用设计变量和设计变量约束把产品功能和形状有机地联系起来，实现产品功能向形状的映射，通过概念设计来完成。

2）功能约束原理：

通过设计变量和设计变量约束控制产品设计，控制零部件的各个设计变量及约束形成了一个设计变量约束网络，满足此约束网络的设计就是一种满足产品功能要求和设计意图的设计。

3）三维约束定位原理：

通过三维几何约束自动确定装配体中零部件的位置，三维几何约束表达的是零部件之间的配合关系，满足三维几何约束就能得到零部件的正确位置。

4）动态设计原理：

在设计变量、设计变量约束、三维几何约束驱动下的产品设计是一种可变的设计，即动态设计，通过修改某些设计变量、设计变量约束和三维几何约束，装配设计将在所有约束的驱动下自动更新和维护，得到一个和原设计没有概念变化的设计，即相似设计。

变量装配设计把概念设计产生的设计变量和设计变量约束记录、表达、传播和解决冲突以满足设计要求，使各阶段的零件设计在产品功能和设计意图的基础上进行，所有的工作都是在产品功能约束下进行和完成的。

5．人工智能技术

把人工智能技术运用于注塑模CAD系统，是注塑模CAD的一个发展趋势，人工智能技术与CAD技术的结合叫做智能化设计。

在现阶段，主要是专家系统在CAD中的应用，它的应用范围包括塑料材料选择、模具总体方案设计、注射成型工艺参数选择和模具费用评估等方面，正如开发专用CAD系统需要图形支撑软件一样，开发专家系统也需要专家系统开发工具，这样能起到事半功倍的作用。

专家系统一般采用基于框架、规则、方法的面向对象的知识表示，提供相应的推理机制，具有很强的符号推理能力和数值计算能力，专家系统还要具有开放性。

一、HSCAD实例

1．模架实例

图2-7标准模架实例

2．成型零件生成实例

成型零件设计主要包括：

调入注塑件、尺寸转换、型腔布置、虚拟模腔的生成、复制面、扫描面、边界面、拉伸面、扩张面、面分割、面裁剪、分型面定义、虚拟模腔分型和成型杆设计等。

图2-8是一制品零件，零件的总体尺寸为73mmX73mmX36mm，壁厚为2mm，选用的材料为ABS，制品内的两个圆环形凸台有一通孔。

经过分析，模具的结构采用一模四腔的三板式注塑模，浇口类型为点浇口，浇口及制品均用推件板推出。

由于制品内有两个圆形凸台且直径很小（4.5mm），故另外加推管来帮助这两个凸台脱出。

图2-9是定义的分型面，图2-10和2-11分别是型芯和型腔。

图2-8制品图图2-9分型面

图2-10型芯图图2-11型腔图

3．运动模拟实例

运动模拟模块的主要命令有设置运动分组、设置运动参数、模拟运动、停止运动和重新开始运动等；

图2-12制品零件图，图2-13模具图

图2-14模拟运动中间图图2-15推出制品的模具图

4．完整模具实例

图2-16模具渲染图图2-17模具内部结构图

二、MOLDWIZARD介绍及实例

1．MOLDWIZARD设计过程演示

通过一个较有代表性的实例来介绍完成MoldWizard设计的一个总体步骤，主要内容如下：

●初始化一个模具设计方案；

●加入收缩率；

●定义毛坯工件的尺寸；

●修补孔；

●创建分模薄体并关联到型块上；

●增加一个标准模架；

●选择增加一个标准件；

●完成建立标准件的槽腔；

●通过设计更改检验关联性。

MoldWizard设计过程与通常的模具设计过程相似，工具条图标的顺序也大致如此。

图2-17MoldWizard工具条图标

模具零件的中英文名称对照：

图2-18模具零件的英文名称

FixedHalf固定部分，分模面Z+向部分。

APlate定模板

BPlate动模板MoveableHalf移动部分，分模面Z-向部分。

RetainingRing固定环SprueBushing浇口套

MountingPlate安装板CavityInsert型腔，毛坯工件上分模面Z+向部分

EjectorPlate顶板CoreInsert型芯，毛坯工件上分模面Z-向部分

EjectorPins顶杆Supports支撑板

1）第一步调兵用一个产品模型/方案初始化

模具设计过程的第一步是调用零件并创建MoldWizard装配体结构。

MoldWizard增加一个原始模型文件到预先定义的装配体中。

输入关于零件原点，收缩率，工件尺寸，分模，封闭面等信息。

在这个模型的练习中简要介绍了MoldWizard的设计过程使用的模型是一个桌面记事卡盒。

图2-19桌面记事卡盒模型图2-20方案初始化对话框

◎选择LoadProduct调用产品模型图标：

◎打开文件mdp_tray.prt,位于tray子目录中。

零件调用并且出现方案初始化对话框图2-20。

◎选择View--AssemblyNavigator,或者按图标:

◎确定这个方案使用Inch单位.

◎在ProjPath（方案路径）字段,仔细地增加/***到已存在的路径末端,

◎选择方案初始化框中的OK.

◎检查AssemblyNavigator装配导航窗口中新生成的装配体文件.模具装配结构：

图2-21模具装配结构

2）第二步指定一个模具座标系统/收缩率

通过转换使模具装配体的原点置于模架的中心,主平面的两侧为固定板和移动板，即定模板和动模板。

当使用MoldCsys功能时:

●WCS的XC-YC平面保存作为重要的分模平面,或者作为模架移动部分和固定部分的边界.

●ZC轴设置作为模具的顶出方向.

选择MoldCsys将通过把模型装配体从WCS移到模具装配体的ACS位置来把模型装配体移到模具中适当的方位。

收缩率能够通过用各个方向的均匀收缩,或分别指定XYZ方向的收缩系数来指定.

图2-22模具座标系统图2-23计算收缩率后的模型

3）第三节毛坯/模块

模块是从所包含零件的实际曲面的模具装配中去除零件后的部分。

模具的型芯和型腔部分是去除零件体积的材料后得到的部分。

通过确定Z_up和Z_down余量的值（Z-Up和Z-Down表示分模线上下两侧零件的尺寸），来匹配即将使用的HASCO的AW型模架的标准板厚度。

图2-24

★指定毛坯工件的尺寸。

◎选择毛坯图标：

将打开毛坯设定对话框，并自动将mdp_tray_prod设为当前工作零件。

图2-25

◎选择模块厚度：

Z_down=0.875，Z_up=1.875

◎选择OK接受其余参数的默认值。

4）第四步分模功能/模具工具

MoldWizard的分模功能包括所有需要的工具:

●识别分模边线或自然分模轮廓

●创建薄体从模型上延伸到工件外面

●识别属于型腔和型芯的面并提取相应的薄体

●修剪工件的拷贝体为型腔和型芯

PartingLines分模线

MoldWizard提供了一系列功能来自动识别分模线，检查模型上的拔模角以及封闭面上的修补孔。

这里是个非常简单的图形，它能快速的找出存在的边线以及需要修补的分模面和孔。

PartingSurfaces分模曲面

MoldWizard找出在WCS平面上的相邻的边，并且创建一个简单的分模薄体。

这个薄体将自动调整尺寸来匹配毛坯工件并修剪它。

ExtractRegions析出区域

MoldWizard能为型腔和型芯识别并创建"析出区域"特征,将分模薄体和修补薄体结合在一起完成指定每一个模块的修剪薄体。

MoldWizardTools模具工具

作为设计过程的延续,在分模零件上使用指定的工具.

为什么要修补一个开放的区域?

MoldWizard将用分模零件上的图素修剪出芯和腔,我们指定一个分模面,并且识别分模实体的哪个区域属于芯或腔.

修剪操作需要一个完整的面.如果在实体上有孔,修剪面上会有间隙.不能定义缝内的外形,修剪将失败.

我们创建补面来区分型腔和型芯接触的区域，可以不用实际的实体将它们分离。

用模具制作者称作"封闭"和MoldWizard名词"修补"来生成一个参考面完成型芯和型腔相邻部分的修剪薄体的定义。

SearchPartingLines对话框包含一个AutoPatch功能.在大多数情况下此功能能适应大部分修补情况.

图2-26

CavityandCore型腔和型芯

MoldWizard能够由前面提到的分模功能中的薄体指定型芯和型腔部分。

给出一个槽中的拔模角示意图（截面AA），封闭或修补面必须创建在上面的面上，在tray的型腔一侧。

MoldWizard将自动识别下图所示开放的区域。

下面将用对话框提供的选项选择自动处理型芯或型腔一侧。

图2-27

★识别分模图素并创建分模曲面

◎选择分模图标

分模功能的AutoProcess（自动处理）特征是默认选项（图2-28）。

为帮助你理解对话框的处理顺序，我们把它关上。

◎选择PartingLines分模线.

分模线对话框图2-29出现。

图2-28图2-29

◎选择SearchPartingLines搜寻分模线.

对话框图2-30出现。

◎选择应用.

MoldWizard找出并突显分模线.产品设计顾问和自动修补现在激活.

图2-30图2-31

◎选择自动修补

MoldWizard找出并突显两个需要修补的开放区域.默认的方式是型腔侧,可以自已决定.

◎选择AutoPatch.

◎选择PatchLoopsSelection对话框中的Back.

搜寻分模线对话框出现.已经尝试着找出了分模曲线和用于修补的边循环。

必须确认以完成这个处理过程。

图2-32图2-33

◎选择OK退出搜寻分模线对话框.

系统现在用默认的几何体创建颜色显示分模循环,分模线对话框再次出现.

在大多数情况下可能会需要其它操作,但在这个例子里,已经完成了指定分模线.

图2-34

★创建分模薄体。

◎选择PartingSurfaces分模曲面功能.

将出现创建分模曲面对话框.

◎选择创建分模曲面.

图2-35图2-36

★生成型芯和型腔的表面的薄体

◎选择ExtractRegions析出区域（即型芯和型腔的区域）

★修剪链接的毛坯工件为型芯和型腔

◎选择Cavity_Core.

◎选择CreateCavity.

图2-37图2-38

选择薄体框出现,分模曲面和型腔区域突显.

◎在选择薄体对话框中选择OK.

◎检查这个mdp_tray_cavity.

你看到的这个实体是链接到分模零件的主物体上.型腔或型芯的实体是可以用UGSCAM来加工的。

◎选择OK返回分模零件的显示.

图2-39图2-40

◎选择CreateCore.

接着,SelectSheets对话框将出现.这一次,分模曲面和型芯区域将突显.

◎选择OK.

MoldWizard将生成芯块,并再次显示ViewPartingResult对话框.

◎检查新创建的芯块

图2-41图2-42

◎选择OK返回显示分模零件.

MoldWizard离开收缩零件的显示层保留显示型芯分模薄体.型腔和型芯以及其它的层设置在文件mold_default文件中.

◎当前显示层1为工作层,其它层为无效.

◎用WINDOW下拉菜单改变显示零件为mdp_tray_top.

图2-43

现在可以看到毛坯工件成为型芯和型腔，收缩后的零件包含在其中，我们稍后将用WAVE功能把这些实体关联到原始零件mdp_tray上。

5）第五步库

MoldWizard提供了电子表格驱动，全定制，可扩充的库，流行的HASCO,DME,OMNI都包含在模架库中。

标准件管理包括镶件,侧滑块和斜顶,浇口,流道和电极.

★选择模架

◎用ZOOMIN/OUT调整显示到合适尺寸

◎选择模架图标:

对话框出现.

我们将用HASCO项,接受大多数的默认选项.

◎选择HASCO,显示如图2-44

◎用下拉菜单改变AP_H为合适的尺寸,1+7/8,显示如图2-45

图2-44图2-45

◎校验BP_H适合尺寸,7/8

★生成模架组件

◎选择OK,

◎MoldWizard完成后,FIT图形.

图2-46显示tray型腔在模板之间。

图2-46