Pro/E模具设计指南第一章 模具设计基础模具设计基础的主要内容当塑件有侧孔或侧凹时，模具必须设有侧向分型与抽芯机构，在塑件被推出之前，必须先抽出侧型芯，除使用气动或液压抽芯外，一般都用开模动作带动抽芯机构动作，并通过传动件实现传动方向的变换，从而完成机动抽芯。塑件带有侧孔是常见现象，因此本章以专题形式讨论侧抽芯模具在Pro/E中的创建方法。 1.1 Pro/E建模技术介绍1.1.1 Pro/E的参数化技术Pro/E是参数化技术和行为建模技术互相渗透的结晶，而参数化技术是Pro/E的核心功能。所谓参数化是指对零件的各种特征施加各种约束形式，各个特征的几何形状与尺寸大小用变量参数的方式来表示。参数化的主要特点是：基于特征、全尺寸约束、全数据相关、尺寸驱动设计修改，这使得它与其他二维、三维设计软件在设计思想上有本质的区别 1.1 Pro/E建模技术介绍1.1.1 Pro/E的参数化技术基于特征的参数化造型准则基于全尺寸约束的参数化模型设计准则基于尺寸驱动的参数化模型设计准则基于单一数据库的全相关数据管理准则1.1 Pro/E建模技术介绍1.1.2 Pro/E的帮助系统Pro/E Wildfire 2.0的联机帮助中心提供了详细的中文帮助文档，用户可以通过该帮助中心了解它的新增功能，学习和掌握主要模块操作使用方法。进入Pro/E环境后，选择【帮助】【帮助中心】命令，可以打开帮助系统界面。 1.2 Pro/E工作环境介绍特征工具工作区状态栏过滤器标题栏系统工具栏导航器操控板消息区Web浏览器1.3 注塑模具设计导论1.3.1 注塑模具基本组成凹模凸模杯托1.3 注塑模具设计导论1.3.1 注塑模具基本组成进料口进料1.3 注塑模具设计导论1.3.1 注塑模具基本组成1.3 注塑模具设计导论1.3.2 注塑模具典型结构单分型面注塑模具1.3 注塑模具设计导论1.3.2 注塑模具典型结构双分型面注塑模具1.3 注塑模具设计导论1.3.2 注塑模具典型结构带侧向分型与抽芯的模具1.3 注塑模具设计导论1.3.2 注塑模具典型结构带活动镶件的注塑模具1.3 注塑模具设计导论1.3.3 注塑模具标准件在不同类型、不同规格的各种模具中，有相当多的零部件是相同的，将这些零件加以标准化，并按尺寸不同加以系列化，则设计者毋须重复设计，就可以直接从有关标准中选用，这样可以可以缩短设计与生产周期，减低产品的成本，提高产品的质量。目前模具上的大部分零部件都有专门厂家生产的标准件，用户可以按模具标准件的标记，向标准件工厂订购1.3 注塑模具设计导论1.3.3 注塑模具标准件模架1.3 注塑模具设计导论1.3.3 注塑模具标准件其他标准件1.4 Pro/E模具设计入门1.4.1 典型模具设计过程创建一个模具模型，装配或创建参照模型及工件1.4 Pro/E模具设计入门1.4.1 典型模具设计过程使用塑料顾问进行模具填充检测1.4 Pro/E模具设计入门1.4.1 典型模具设计过程进行拔模检测1.4 Pro/E模具设计入门1.4.1 典型模具设计过程创建模具收缩添加浇口、流道和水线作为模具特征定义体积块或添加分型面将工件分割成单独元件1.4 Pro/E模具设计入门1.4.1 典型模具设计过程抽取模具体积块生成模具元件填充模具型腔生成铸模模拟开模1.4 Pro/E模具设计入门1.4.2 Pro/E模具设计术语在用Pro/E进行齿轮轴模具设计过程中，使用了很多术语描述设计步骤，这些是模具设计所独有的，熟练掌握这些术语，对理解Pro/E模具设计有很大帮助， 这些术语包括有：设计模型、参照模型、工件模型、模具模型、分型面、收缩率、拔模斜度1.5 Pro/E零件设计示例1.5.1 蒸笼制作放置在电饭煲中的蒸笼是为了理解Pro/E的特征添加和特征操作方法，其中旋转特征创建基体，圆角特征对边缘进行圆角，使用孔特征得到一个通孔后，通过对孔特征进行阵列特征操作，可以得到其余通孔1.5 Pro/E零件设计示例1.5.2 滚刀滚刀的创建用到了多种特征，如拉伸、旋转、圆角、倒角和螺旋扫描特征，为了对拉伸特征进行阵列，还使用了对特征进行成组操作 Pro/E模具设计指南第二章 模具模型预处理模具模型预处理的主要内容模具设计模型未必一定符合模具设计的要求，因此在进入模具模块之前需要对模具设计模型进行预处理以避免分模失败，预处理包括复制实体曲面、添加拔模特征和分模坐标系得到合适的模具模型，对模具进行拔模斜度和厚度检测，使用塑料顾问应用程序模拟浇注塑料零件的铸模填充动作以确定浇注口。因为模具模型的预处理非常重要，它直接关系到模具设计的成败，所以设计者应该熟练掌握，以便减少后续设计的不必要的变更和缺陷。 2.1 模具预处理概述模具设计模型未必一定符合模具设计的要求，因此在进入模具模块之前需要对模具设计模型进行预处理以避免分模失败，预处理包括复制实体曲面、添加拔模特征和分模坐标系得到合适的模具模型，对模具进行拔模斜度和厚度检测，使用塑料顾问应用程序模拟浇注塑料零件的铸模填充动作以确定浇注口。因为模具模型的预处理非常重要，它直接关系到模具设计的成败，所以设计者应该熟练掌握，以便减少后续设计的不必要的变更和缺陷。 2.1 模具预处理概述如下情况表示设计模型可能有缺陷：选用自动方式创建工件时，系统不能正常识别注塑件的最大外包立方体。在线框消隐模式下查看参照模型，结果与未消隐的显示相同。分割体积块时，系统不能将工件自动减去参照模型。不能成功地生成铸模。2.1 模具预处理概述设计模型可能存在的缺陷注塑件往往需要一个拔模斜面才能顺利脱模，而设计模型可能没有考虑这一问题。设计模型包含大量与模具设计无关的基准特征，但缺少恰当的分模坐标系。设计模型并非由Pro/E创建，文档格式可能为iges、step等其他格式，用iges文档导入的模型可能存在破面需要修补。2.2 设计模型处理在创建模具模型之前，应当对设计模型进行预处理，其目的在于防止由于几何缺陷导致的分模失败，对模型作一定的调整和适应设计变更。通过复制实体曲面命令验证并继承原模型的所有几何参数，在一定程度上避免分型过程中可能出现的分模失败。设计放置模型的基准平面和基准坐标系，便于参照模型在模具组件中的定位。设置模具绝对精度，保证几何计算正确。2.2.1 复制实体曲面2.2 设计模型处理使用复制实例曲面功能，通过复制初始设计模型的曲面，制作供后续模具设计所用的设计零件 。2.2.2 创建模具基准2.2 设计模型处理复制实体曲面得到的模型中没有基准参照，一些由IGES或STEP文档导入得到的设计模型也没有基准参照，会为后续模具设计带来不便，因此有必要添加模具基准。2.2.3 设置绝对精度2.2 设计模型处理使用模具模块时，要确保参照模型与工件的绝对精度与组件相同，这对几何计算十分重要，因为存在精度冲突时，可能会导致分模失败。 2.3 设计模型检测在开模之前，通常要对模具进行检测，以确定生成零件的一些特性满足模具的需要。对模具的检测包括有拔模角度、水线、厚度、分型面的检测和投影面积的计算等。使用模具检测功能可以分析设计模型是否有足够的拔模和合适的厚度，在模具【分析】菜单中可以选择对模型进行拔模检测或厚度检测。 2.3 设计模型检测铸模的过程要求模型的表面具有拔模斜度，以便从模具中取出零件。拔模斜度是一种特征，一般应当在开始设计模具之前将它增加到设计模型中，也可以在模具模式中将其增加到参照模型中，这样不会影响设计模型 。 2.3.1 拔模斜度2.3 设计模型检测2.3.1 拔模斜度 添加拔模斜度2.3 设计模型检测2.3.1 拔模斜度 检测拔模斜度2.4 塑料顾问塑料顾问是Pro/E的外挂程序之一，用于塑料在型腔内注射成形的分析，使设计人员了解塑料在型腔内的填充情况，为选择合适的浇口位置提供依据。在零件模式打开一个三维模型，就可以选择【应用程序】【塑料顾问】来启动塑料顾问程序。 2.4 塑料顾问2.4.1 分析设计模型 选择塑料材料 2.4 塑料顾问2.4.1 分析设计模型 浇口位置分析 2.4 塑料顾问2.4.2 浇口成型分析 分析成型条件 2.4 塑料顾问2.4.2 浇口成型分析 分析塑料填充 2.4 塑料顾问2.4.2 浇口成型分析 分析冷却质量和缩痕 2.4 塑料顾问2.4.2 浇口成型分析 查看分析结果 Pro/E模具设计指南第三章 模具布局及收缩模具布局及收缩主要内容对参照模型进行预处理后，可以将其加载到Pro/E模具模块开始模具设计。应当根据注射机的最大注射量、最大锁模力或是塑件的精度要求计算模具的型腔数，根据计算结果向模具中加载到参照模型，之后需要向模具中添加工件以包裹参照模型构成型腔“毛坯”，由于塑料从热模具中取出并冷却到室温时会发生收缩，用户需要设置模具收缩率以反映这一变化。 3.1 模具模型的目录和文件3.1.1 创建工作目录创建模具的过程中会产生多个文件，为了方便管理这些文件，可以将其保存在与模具文件相同的目录下。选择【文件】【设置工作目录】菜单命令，在弹出的对话框中可以将当前工作目录指向某一个特定的文件夹，并将设计模型文件拷入工作目录中备用。 3.1 模具模型的目录和文件3.1.2 创建模具文件打开Pro/E后，选择【文件】【新建】命令，在弹出如图3-1所示的【新建】对话框【类型】选项组中选择【制造】，在【子类型】中选择【模具型腔】，在【名称】文本框中输入模具模型的名称，取消下面的【使用缺省模板】单选框，单击【确定】按钮。 3.1 模具模型的目录和文件3.1.2 创建模具文件3.2 加载参照模型向模具中加载参照模型首先要根据注射机的最大注射量、注射机最大锁模力、塑件的精度要求或是经济性确定型腔数目，然后再进行加载。根据型腔数目的多少，模具可以分为单腔模具和多腔模具，对应在Pro/E中也有不同的最优加载方法。 3.2 加载参照模型在【模具】菜单中选择【装配】【参照模型】命令，在弹出的【打开】对话框中选择设计模型文件，单击【打开】按钮就可以将设计模型加入到模具模型中。系统将会弹出【元件放置】对话框，在此对话框中可以对参照模型进入装配，装配的方式与装配组件的方式完全一致，经常采用【坐标系】装配方式，使参照模型坐标系与模具模型坐标系对齐。 3.2.1 创建单腔模具3.2 加载参照模型装配完成之后，系统会弹出如图3-3所示的【创建参照模型】对话框，选择【按参照合并】单选框，单击【确定】按钮接受默认的参照模型名称，完成参照模型的加入。 3.2.1 创建单腔模具3.2 加载参照模型3.2.1 创建单腔模具3.2 加载参照模型3.2.2 创建多腔模具使用参照命令3.2 加载参照模型3.2.2 创建多腔模具使用定位参照零件命令3.3 创建模具工件工件可以理解为模具的毛坯，它完全包裹着参照模型，还包容着浇注系统，冷却水线等型腔特征。工件等于所有模具型腔与型芯的体积之和，利用分型面分割工件之后，就可以得到型腔或型芯体积块，有如下两种方法可以创建工件 ：装配一个预先设计好的工件或夹模器加载到模具模型。使用Pro/E提供的手动或自动工具在模具模型中创建工件。在EMX模块中进行整个模具设计，以它提供的材料作为工件。3.3 创建模具工件3.3.1 手动创建工件装配工件模型的情况较为少见，一般都是根据加入的参照模型，在菜单管理器选择【模具模型】【创建】【工件】命令，使用【自动】或【手动】方式创建工件。 3.3 创建模具工件3.3.1 手动创建工件3.3 创建模具工件3.3.2 自动创建工件除了可以使用【手动】方式创建工件外，Pro/E也提供了【自动】方式创建工件，系统根据参照模型的最大轮廓尺寸及位置来创建工件，提高工件的制作效率 。 3.3 创建模具工件3.3.2 自动创建工件3.4 设置模具收缩率塑料从热的模具中取出并冷却到室温后，其尺寸发生变化的特性称为收缩率。由于收缩不仅是塑料本身的热胀冷缩，而且还与各种成型因素有关，因此成型后塑件的收缩称为成型收缩。所以在创建模具时，应当考虑材料的收缩并相应地增加参照模型的尺寸。一般可将收缩应用到模具模式下的参照模型中，也可以加到设计模型中。 3.4 设置模具收缩率选择【模具】菜单的【收缩】命令，在弹出菜单中选择【按尺寸】或【按比例】命令，将打开设置收缩率的对话框 。3.4 设置模具收缩率3.4.1 按尺寸收缩【按尺寸收缩】允许为所有模型尺寸设置一个系数，也可以为个别尺寸指定收缩系数，系统将此收缩应用到设计模型 。 3.4 设置模具收缩率3.4.2 按比例收缩【按比例收缩】允许相对于某个坐标系按比例收缩零件，可以为每个坐标指定不同的收缩因子 。Pro/E模具设计指南第四章 浇注与冷却系统设计两种系统设计的主要内容浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道，由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。冷却系统则一般是指存在于型芯、型腔等部分，通过冷却水流量及流速来控制模温的冷却管道。这两类系统在Pro/E中由组件级的模具特征构成，本章将介绍冷却系统和浇注系统的创建方法，并介绍如何通过UDF（自定义）特征来定制和加快创建浇注系统。 4.1 模具特征概述在【模具】菜单管理器菜单中选择【特征】【型腔组件】命令，系统将弹出【特征操作】菜单，包括了常用的型腔组件特征类型 。 4.1 模具特征概述这些型腔组件特征可以分为两类，如下所示： 常规特征：是指添加到模型中以促进铸模或铸造进程的特定特征。这些特征包括侧面影像曲线、顶杆孔、流道、水线、拔模线、偏移区域、体积块和修剪特征。用户定义特征：是指在零件模式中创建，用于创建在工件或夹模器中通常使用的结构。创建用户定义特征后，修改其尺寸时多次使用它，且每次都将其复制到组件中。4.2 浇注系统注塑机将熔融塑料注入模具型腔形成塑料产品，通常把模具与注塑机喷嘴接触处到模具型腔之间的塑料熔体的流动通道或在此通道内凝结的固体塑料称为浇注系统。浇注系统分为普通流道浇注系统和无流道（热流道）浇注系统两大类 。浇注系统的主要作用是将成型材料顺利、平稳、准确地输送充满模具型腔深处，并在填充过程中将压力充分传递到模具型腔的各个部位，以便获得外形轮廓清晰，内部组织质量优良的制件。 4.2.1 浇注系统概述4.2 浇注系统浇注系统组成结构对于塑料模具，浇注系统一般由主流道、分流道、冷料井和浇口组成。 4.2.2 浇注系统设计原则4.2 浇注系统设计浇注系统需要注意的主要原则如下 ：型腔和浇口的开设部位力称对称，防止模具承受偏载而产生溢流现象，如下图是不合理与合理的流道布置。4.2.2 浇注系统设计原则4.2 浇注系统设计浇注系统需要注意的主要原则如下 ：浇注系统的体积应取最小值，以减少浇注系统所占用的成型材料量，起到减少回收料的作用。在满足成型和排气良好的前提下，尽量选择最短的流程，以减少压力损失，缩短填充的时间。型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。排气良好，能顺利引导熔融成型材料到达型腔的各个部位，尤其是型腔的各个深度，不产生涡流、紊流。 4.2.3 浇注系统设计4.2 浇注系统设计浇注系统的方法如下 ： 使用【实体】特征中切割材料方式来建立浇注系统，这样将浇注系统视为由一般的零件切剪特征构成，一般采用拉伸流道横截面和旋转流道纵截面的方式来绘制 直接利用模具特征中的【流道】特征建立浇注系统，利用流道特征可以快速创建标准流道。4.2.3 浇注系统设计4.2 浇注系统 盘环形浇口4.2.3 浇注系统设计4.2 浇注系统 侧浇口4.2.3 浇注系统设计4.2 浇注系统 点浇口4.3 冷却系统塑料模具的温度直接影响塑件的成型质量和生产效率，而各种塑料的性能和成型工艺是不同的，所以对模具温度的要求也是不同的。温度调节系统根据不同的情况，包括冷却系统和加热系统两种。对于要求模具温度较低的较低的材料，由于熔融材料被不断的注入模具，导致模具温度升高，单靠模具本身的散热是无法将模具保持较低的温度的，所以必须添加冷却系统。 4.3.1 冷却系统设计原则设计冷却系统需要注意的主要原则如下 ：冷却水孔数量多，孔径尽可能的大，对塑件冷却也就越均匀 。水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，排列应与型腔吻合。 制件的壁厚处，浇口处最好要加强冷却。4.3 冷却系统4.3.1 冷却系统设计原则设计冷却系统需要注意的主要原则如下（接上） ：在热量积聚大，温度较高的部位应加强冷却。如浇口附近的温度较高，在浇口的附近要加强冷却，一般可使冷却水先流经浇口附近，再流向其他部分。冷却水线应远离熔接痕部分，以免熔接不良，造成制件强度降低。降低出口与入口的水温差，使模具的温度分布均匀。 4.3 冷却系统4.3.2 Pro/E水线特征在【模具】菜单中选择【特征】【型腔组件】【水线】命令，系统会弹出【水线】对话框，有【直径】、【回路】和【末端】等选项，输入水线的直径后，接下来将创建水线回路。4.3 冷却系统4.3.2 Pro/E水线特征4.3 冷却系统在浇注系统设计中，经常利用几个去除材料特征来设计浇道、流道和浇口，由于在这些系统中相邻模具间非常类似（如下图所示的按钮和盒盖都采用侧浇口，具有相似的浇注系统），因此可以使用【特征】菜单下的【UDF库】（UDF为User Defined Feature的缩写）命令来将这几个特征装配在一起，并给予有设计意义的名称，作为用户自定义的特征。 4.4 UDF特征应用 4.4 UDF特征应用 4.4.1 UDF特征创建概述选择【工具】【UDF库】命令，在系统弹出的【UDF】菜单管理器中选择【创建】命令，通过对话框可以定义UDF特征。创建UDF前必须定义要保存的几何，了解所创建特征的父子关系，通过重新使用参照来尽量减少创建几何所用的参照数目，例如用同一平面既作为一个特征的草绘平面，又作为另一个特征对齐参照。 4.4 UDF特征应用 4.4.2 UDF特征应用于浇注系统在模具模块中通过选择【模具】菜单的【模具特征】【特征】【用户定义的】命令，从UDF数据库中选用UDF特征，建立模具专属特征，以达到节省时间和实现模具设计标准化的目的。 Pro/E模具设计指南第五章 分型面设计及检测分型面设计及检测的主要内容分型面是指将模具型腔分开以便取出制品的分离曲面，即上、下模的接触面，应当根据实际情况定义分型面。分型面的位置选择与形状设计是否合理，不仅直接关系模具的复杂程度，也关系着模具制件的质量、模具的工作状态和操作的方便程度，因此分型面的设计是模具设计中最重要的一步。分型面的位置不同，使得成型制件型腔的相对位置也不相同，一般有三种基本的形式。 5.1 分型面概述5.1.1 分型面设计的原则有利于脱模。有利于保证塑件外观质量和精度要求 。有利于成型零件的加工制造 。有利于侧向抽芯 。5.1 分型面概述5.1.2 分型曲面特征在Pro/E中分型面作为曲面特征存在，它是极薄的，并且定义了边界的非实体特征，在模型树中以特征标识显示。曲面特征的外部边是黄色的，内部边是洋红色的，当多个曲面被组合或合并后即被称为曲面面组，分型面就是用于将工件分为单独零件的曲面面组，可以由几个的曲面特征经过合并、裁剪和其他操作特征组成。 创建曲面5.1 分型面概述5.1.2 分型曲面特征裁剪曲面5.1 分型面概述5.1.2 分型曲面特征合并曲面5.1 分型面概述5.1.2 分型曲面特征曲面延拓5.1 分型面概述5.1.2 分型曲面特征5.2 创建分型面分型面是一种功能强大的曲面特征，因为合并的曲面会自动与其相连，因此分型面是任何附属曲面片的父特征。完成的分型面必须与要分割的工件、夹模器或体积块完全相交。定义分型面的时候，还往往要伴随着填充破孔的步骤，具体的操作在以后的章节中会有详细的说明。在Pro/E中创建分型面应当按照如下规则： 分型面必须与工件或模具体积块完全相交，多个曲面可合并一起。不同的分型面可能会相交。5.2.1 拉伸分型曲面5.2 创建分型面5.2.2 阴影分型曲面5.2 创建分型面5.2.3 裙边分型曲面5.2 创建分型面5.2.4 复制分型曲面5.2 创建分型面5.3.1 合并分型曲面5.3 修改分型面5.3.2 延拓分型曲面5.3 修改分型面5.4 靠破孔零件参照模型在拔模方向上可能会存在孔洞，分型面不能完全分割型腔，这就需要对破孔（内部环）进行填补，这种填充破孔的操作就称为靠破孔，有如下方法可以填充分型面中的孔 ： 通过复制修补。使用曲面的副本合并补破孔。5.4.1 通过复制修补5.4 靠破孔5.4.1 通过复制修补5.4 靠破孔5.4.2 通过裙边修补5.4 靠破孔5.4.3 通过合并修补5.4 靠破孔5.5 检测分型面Pro/E提供了分型面检测的功能，如果有相交或孔，系统会在Pro/E窗口中指出它们的位置，在继续进行分割操作之前，必须修复这些不完善的地方。用户还可以使用Pro/E提供的测量功能，计算分型面的面积。 5.5.1 分型面检查5.5 检测分型面5.5.2 投影面积计算5.5 检测分型面Pro/E模具设计指南第六章 模具分割及抽取模具分割及抽取的主要内容塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出，必须将模具型腔打开，型腔就是沿着分型面分割开来的，分型面既是模具设计的术语，也是Pro/E中一种特殊的曲面特征，用于分割工件或现有体积块来创建模具体积块。使用分型面分割模具将导入分割特征，创建完成之后，可以进行抽取得到上下模和铸模的实体零件，并且通过分离打开模具，从而形成模具爆炸图。 6.1 模具体积块6.1.1 分型面分割体积块工件或现有模具体积块可用分型曲面分割，当指定一分型面用于分割时，系统会计算材料的总体积，并用所有用于创建浇口、流道、注入口的模具组件特片从材料计算出工件的体积，再将其转化成模具体积块。6.1 模具体积块6.1.1 分型面分割体积块分型面分割体积块的优点：用分型曲面分割系统复制了工件或模具体积块的边界曲面，对它们的设计更改不会影响分割本身，如果以后需要加大或缩小工件，只要分型曲面与工件边界完全相交，分割就不会有问题。系统计算的结果只是为模具体积块确定了一个新的形状，这意味着所有模具元件的形状也将更新。保证分型曲面的边始终与工件边界相交的一种方法是使分型曲面边以某种方式参照这些边界，如前面使用的延拓参照。工件内的所有元件体积之和等于该工件原有体积，系统会自动对此进行跟踪，因此不会发生因忘记型腔内的某一小体积块，而使模具体积块出现不精确的情况。6.1 模具体积块6.1.1 分型面分割体积块分型面分割体积块的顺序：指定一分型曲面用于分割。系统计算材料（工件或现有模具体积块）的总体积。系统将材料减去创建浇道、流道和浇口的模具组件特征，并裁剪所有参照零件。系统对分型曲面的一侧材料计算出工件的体积，再将其转化为模具体积块。对分型曲面另一侧上的剩余体积重复此过程。6.1 模具体积块6.1.1 分型面分割体积块 6.1 模具体积块6.1.2 直接创建体积块 直接创建模具体积块是参照“参照模型”来进行增加或减去，使体积块与参照模型相适应，并设定模具体积块的拔模角。可以通过聚合体积块、草绘体积块和滑块三种方法直接创建体积块。6.1 模具体积块6.1.2 直接创建体积块 聚合体积块 6.1 模具体积块 草绘体积块 6.1.2 直接创建体积块6.1 模具体积块 滑块体积块 6.1.2 直接创建体积块 6.2 模具元件及铸模 6.2.1 抽取模具元件 创建完模具体积块后，可以从工件抽取它们以产生模具元件，通过用实体材料填充先前定义的模具体积块来产生模具元件填充模具体积块这一过程，是通过选择抽取操作来完成的。在【模具】菜单管理器中选择【模具元件】命令，系统会弹出【模具元件】菜单，一般通过【抽取】选项来得到模具元件，创建模具抽取时会出现【创建模具元件】对话框。 6.2 模具元件及铸模 6.2.2 铸模 可以通过浇道、流道和浇口来模拟填充模具型腔，从而创建铸模，如图所示分别是参照零件和铸模，铸模的上面有浇注系统。 铸模可以用于检查前面设计的完整性和正确性，如果出现不能生成铸模文件的现象，极有可能是先前的模具设计有差错或者参照零件有几何交错的现象，读者应当向前检查。此外，铸模可以用于计算质量属性、检测合适的拔模，因为它有完整的流道系统可以较准确地模拟产品注塑过程，所以可用于塑料顾问的模流分析。 6.3 模具打开 模具体积块抽取完成之后，得到的模具元件仍然处于原来模具体积块的位置，为了检查设计的适用性，可以模拟模具打开过程。在【模具】菜单管理器中选择【模具进料孔】【定义间距】【定义移动】命令 6.3 模具打开 系统将弹出【选取】对话框，在图形区中选择模具元件，单击其中的【确定】按钮，然后在图形区中选择一个基准以确定打开的方向，再输入移动距离，就能移动模具元件。 6.4 空心球柄模具设计 如图所示是空心球柄的实体模型，它的技术参数及设计要求为：材料为HDPE，中等批量生产，未注公差等级为MT5级精度。由于它是中等尺寸，批量很大，虽然采用一模一件可以降低模具成本，但采用一模多件生产时生产效率较高，同样达到降低成本的目的。空心球柄的相对深度大，由于采用一模多件的型腔，因此可以采用侧浇口，这样加工简单、浇口容易去除，不会影响塑件外观，模具结构也相对简单。 Pro/E模具设计指南第七章 模具成型零件设计模具成型零件设计的主要内容凸模是成型塑件内形的成型零件，分为整体式凸模和镶拼嵌入凸模两大类，带有镶拼嵌入的凸模由多个型芯拼合而成。当塑件有侧孔或侧凹时，其成型零件就必须做成可侧向移动的，或者在型腔的局部设置活动镶件，否则塑件无法脱模。在这些模具中，分型面都不是简单地将模具型腔一分为二，而是需要添加型芯（砂芯、滑块、镶块和销），Pro/E模具设计的复杂性也主要体现在这些型芯组件的设计上。本章将对分型面再作深入讨论，突破Pro/E模具设计就是简单地生成上下两个体积块的认识。 7.1 成型组件概述模具构件设计包括上模型腔、下模型腔（也称为凸模型腔、凹模型腔）、浇道系统（包括注道、流道、流道滞料部、浇口等）、砂芯、销、滑块等。型腔由于涉及到上、下模的分型面，需要建构复杂的曲面特征。在模具设计中，将直接与塑料接触构成塑件形状的零件称为成型零件，其中构成塑件外形的成型零件称为凹模，构成塑件内部形状的成型零件称为凸模（或型芯）。根据型芯的作用不同，可以分为砂芯、滑块、镶块和销。 7.1 成型组件概述7.1.1 型芯组件应用出现如下情况，需要添加型芯组件。 成型零件由型腔及型芯组成，型腔较难加工。型腔若在定模板上直接加工称为整体式型腔、适于形状简单的塑件，但大多数采用镶拼式型腔，即在定模芯上用铣或电脉冲加工出型腔，再将定模芯固定到定模板的孔中。 7.1 成型组件概述7.1.1 型芯组件应用出现如下情况，需要添加型芯组件（接上）。 当零件含有凸肋时，开模时将形成倒勾区，如图所示是滑动按钮和鼠标滚轮盖，形成型腔与浇注件间的干涉，可以通过添加滑块来解决开模问题。 7.1 成型组件概述7.1.1 型芯组件应用出现如下情况，需要添加型芯组件（接上）。 当零件含有的倒勾时，也将形成型腔与浇注件间的干涉。 7.1 成型组件概述7.1.1 型芯组件应用出现如下情况，需要添加型芯组件（接上）。 零件在垂直于拔模方向上存在着孔 。 7.1 成型组件概述7.1.2 简化模具结构塑件的内外表面要尽量避免侧孔和侧凹部分，否则不但使模具结构复杂，制造周期延长，成本提高，模具生产率降低，而且还会在分型面上留下毛边，增加塑件的修整工作量。因此设计者在模具设计时要深入了解塑件的使用要求，慎重修改不利于成型的结构，达到简化模具结构，缩短制造周期，提高塑件质量的目的 7.1 成型组件概述7.1.2 简化模具结构如利用塑件的材料性质脱模，如图所示的加水盖塑件，其材料为软聚氯乙烯，可以靠主型芯强行将制品从动模板的成型圈凸台处剥出。 7.2 砂芯型芯当塑件的内形比较简单，深度不大时，可以采用完全整体式凸模，这种凸模结构简单牢固，成型塑件的质量好，但机械加工不便，钢材耗量较大，适用于小型凸模。用镶拼组合方式设计凸模，有利于排气，减小凹模的热处理变形，方便模具的维修，缺点是刚性不及整体式凸模，易于在塑件表面留下镶拼线痕迹，并且模具结构相对复杂，这种能在铸件中产生内部型腔的型芯组件常称为砂芯。 7.2 砂芯型芯创建模具模型，将如图所示的杯托添加到模具模型中作为参照模型，并制作该单腔模具。 7.3 滑块型芯当塑件有侧孔或侧凹时，可以采用可侧向移动的型芯或滑块成型。如图所示为利用斜销进行侧向抽芯的注射模，注射成型后动模先向下移动一段距离，然后固定于定模板上的斜销2的倾斜段迫使滑块1向外移动，然后由脱模机构的推杆3将塑件从型芯上脱下。 7.3 滑块型芯如果零件含有凸肋时，上下开模凸肋将成为倒勾区，形成型腔与与浇注件之间的干涉，因此需要设计滑块。通过滑块在侧面移出，就可以移动塑件，这样就不至于破注塑件凸肋，当整个凸模为滑块时，称为哈夫块。 7.3.1 整个凸模为滑块7.3 滑块型芯当注塑件有侧孔或者有侧凹时需要用到滑块，更多时候滑块是嵌在凹模或凸模中，在开模时由抽芯机构拉出，如图所示是斜导柱在动模、滑块在定模的结构。 7.3.2 一般侧抽芯滑块7.3 滑块型芯7.3.2 一般侧抽芯滑块7.4 销型芯卡钩是塑料零件闭合时经常采用的机构，在计算器、MP3和手机等数码产品的设计中得到广泛应用，如图所示的手机后盖，其底面就有8个卡钩，用于固定前后盖。当注塑件含有这类卡钩时，需要添加销才能够顺利出模。 7.4 销型芯7.5 镶块型芯对一些具有侧向通孔、凹穴、凸台的塑件，为使模具结构简单，不采用侧向抽芯机构，而是在型腔局部设置活动镶块，开模时这些活动镶件随塑件一块脱出模具，然后通过手工与专门的工具使其与塑件分离，在下一次合模注塑之前，再重新将其放入模内。 Pro/E模具设计指南第八章 模具模架设计装配模块模具模架设计的主要内容模具元件及铸模创建完成后，应当估计模具的初步尺寸并选取合适的模架，用户可以使用Pro/E的通用建模功能逐一创建模架零件，然后将其装配在一起；可以使用Mold Base模块添加标准模架和标准零件；也可以在EMX中自动创建模架和选用其他零件。本章将主要介绍使用装配模块设计模架，后两者方法将在接下来的章节中介绍。 8.1 模具模架概述模架即常说的模座，是注塑模的骨架和基体，模具的每一部分都要寄生于其中，通过它将模具的各个部分有机地联系在一起，标准模架一般由定模板（或叫定模座板、定模底板）、定模固定板、动模固定板、动模垫板（或叫支承板）、垫块（或叫垫脚、模脚、支承块）、动模座板（或叫动模板、动模底板）、顶出固定板、顶出垫板（或叫顶出底板）、导柱、导套、复位杆等组成，如图所示是一个贮油杯盖塑模的结构图。 8.1 模具模架概述8.2 装配模块设计模架如图所示是汽车模型中离合器的实体模型，它具有保证电机平稳起步、便于换档和防止传动系过载的功能，离合器瓦是它的主要零件，如图所示，两侧有通孔用以钩住固定弹簧。离合器瓦的技术参数及设计要求为：材料为PP，大批量生产，未注公差等级为MT5级精度。由于塑料离合器瓦是大批量生产，可以采用一模多件进行对称布置，虽然模具尺寸有所增大，制造成本会有提高，但生产效率大大提高，适应大批量生产的需要。 Pro/E模具设计指南第九章 模具模架设计MoldLibMoldLib模架设计的主要内容MoldLib（Mold Base Library）是PTC产品家族的一员，它提供了DME、FUTUBA、HASCO三大公司的标准模具组件，在Pro/E的模具布局模块中，用户可以直接从模具数据库中加载模具组件，可以直接从模具数据库中加载模架组件，从而节省创建模架零件的时间。前面章节介绍使用装配模块模架设计的方法，本章将介绍使用MoldLib进行模架设计的方法。 9.1 MoldLib安装及设置9.1.1 安装MoldLib 9.1 MoldLib安装及设置9.1.2 设置MoldLib 安装完成后应当检查安装目录中的文件及文件夹，还需要作一些其他设置，否则模架库不能正常加载和检索。设置安装路径：pro_library_dir = D:moldlib 显示所有功能及按钮：show_all_mold_layout_buttons yes 9.2 MoldLib模架设计 如图所示是爪盘的实体模型，零件的形状结构较简单，尺寸精度和表面质量无特殊要求，尺寸中等偏大，其技术参数及设计要求为：材料为ABS，中等批量生产，未注公差等级为MT5级精度。由于爪盘是中等批量生产，产量不大，采用一模一件即可满足需求，点浇口上端进料，塑件质量易保证，从零件上端中心进料，料流顺畅且不易产生熔接痕与气泡等缺陷。由于塑件包紧大型芯的力比较大，采用推件板推出较为平稳，且不易发生顶出变形，而用推杆推出虽然机构简单，但顶杆头部呈弧形，不易保证其尺寸及位置，且顶杆顶出容易将塑件顶部顶变形。本例将先在Pro/E模具模块中设计参照零件，再导入到MoldBase中进行模架设计。 9.2 MoldLib模架设计 Pro/E模具设计指南第十章 模具模架设计EMXEMX模架设计的主要内容PTC用于Pro/E的新模架EMX（Expert Moldbase Extension），是一个基于知识库的模架装配和细化工具，它增强了现有Pro/E模具工具的功能。专门为模具设计人员开发的这套工具，能简化模具设计过程，提高生产率。Pro/E的模具设计模块与Pro/E基础模块一起，为塑料模、压铸模和冲模设计人员提供了快速创建和修改完整模具零部件的功能。前面章节介绍使用装配模块和MoldLib进行模架设计的方法，本章将介绍使用EMX的模架设计方法。 10.1 EMX安装及设置 由于EMX是Pro/E系统的一个外挂模块，在安装Pro/E主程序时并不能同时安装，要完整地练习本例介绍的模具设计方法，还需要安装EMX和EMX许可证。 10.1 EMX安装及设置 EMX有两种工作模式：组件（ASM）模式：在这种模式下，成型零件需要事先设计好，然后通过装配的方法加载到EMX模块中。制造（MFG）模式：这种模式中的大多数功能均与组件模式下的相同，但参照模型与成型零件的制作都在EMX中进行。10.1 EMX安装及设置10.1.1 安装EMX 10.1 EMX安装及设置10.1.2 设置EMX 10.2 EMX设计模架 如图所示是食品盒盖的实体模型，它在内侧有卡钩，要成型它必须采用内侧抽芯机构，塑件的总体尺寸大小适中，比较适合于模具生产。食品盒盖的技术参数及设计要求为：材料为ABS，中小批量生产，未注公差等级为MT5级精度。由于食品盒盖是中小批量生产，一模一件方式生产能适应需求，点浇口上端进料，料流比较顺畅，流程较短，零件质量较好，且塑件脱模后不需去除浇口。模具的基准与分型面位置有关，根据侧型芯和凹凸模的位置，可以确定分型面位于零件的底部，产生的飞边容易去除，不影响塑件外观。本例采用EMX的组件模式设计模具，首先在Pro/E模具模块中设计参照零件，然后导入到EMX中进行模架设计。 10.2 EMX设计模架 Pro/E模具设计指南第十一章 侧抽芯模具设计侧抽芯模具设计的主要内容模具是工业生产的主要工艺装备，按照成形的方法不同，模具可以分为塑料模具、冲压模具、锻造模具、压铸模具、橡胶模具等不同类型，其中应用最广泛的是塑料模具和冲压模具。尽管模具的类型多样，但存在着众多相同或相似的特征。本章主要通过注塑模具知识的介绍，使读者了解模具设计中的共性特征，明白模具设计理论知识是如何与Pro/E模具模块相应功能进行对应的，从而达到理解Pro/E模具解决方案之目的。11.1 侧抽芯模具介绍11.1.1 侧抽芯机构分类 斜导柱抽芯机构：由与模具开模方向成一定角度的斜导柱和滑块组成，并有保证抽芯动稳妥可靠的滑块定位装置和锁紧装置，如图所示，具有结构简单、制造方便、工作可靠等特点。 11.1 侧抽芯模具介绍11.1.1 侧抽芯机构分类 弯销抽芯机构：是斜导柱抽芯机构的一种变形，其工作原理与斜导柱机构相同，不同的是在结构上以弯销代替了斜导柱，如图所示，弯销通常为矩形截面，抗弯强度较高，可采用较大的倾斜角，在开模距离相同的条件下，可获得较斜导柱大的抽芯距。必要时弯销还可由不同斜角的几段组成，以小的斜角段获得较大的抽芯力，而以大的斜角段获得较大的抽芯距。 11.1 侧抽芯模具介绍11.1.1 侧抽芯机构分类 齿轮齿条抽芯机构：利用斜导柱等侧向抽芯机构，仅适用于抽芯距较短的塑件，当塑件上侧向抽芯抽距大于80mm时，往往采用齿轮齿条抽芯或液压抽芯等机构，如图所示是这种机构的示意图。 11.1 侧抽芯模具介绍11.1.1 侧抽芯机构分类 斜滑块抽芯机构：当塑件的侧凹较浅，所需的抽芯距不大，但侧凹的成型面积较大，因而需较大的抽芯力时，可以采用斜滑块机构进行侧向分型与抽芯，其特点是利用推出机构的推力驱动斜滑块斜向运动，在塑件被推出脱模的同时由斜滑块完成侧向分型与抽芯动作，如图所示。 11.1 侧抽芯模具介绍11.1.2 11.1.2 斜导柱计算斜导柱计算 在侧向抽芯机构中应用最多的是斜导柱抽芯机构，它的重点问题是确定斜导柱的尺寸，主要涉及长度和所需最小开模行程计算，斜导柱的长度主要根据抽芯距、斜导柱直径及斜角来确定，当抽芯方向与开模方向垂直时，斜导柱长度的计算公式如下（如图所示）： 11.2 绕线轴盘模具 如图所示是绕线轴盘的实体模型，其侧面是一个环形凹槽，为了能侧向分型，需要用到（HALF）哈夫块进行侧向抽芯，推杆顶两个哈夫块，使之沿斜槽运动并张开来实现塑件的推出运动。 11.3 卡钩盒模具 如图所示是卡钩盒的实体模型，其侧面各有一个卡钩，为了能侧向分型，需要用到斜导柱侧抽芯机构，并且采用的是斜导柱在动模、滑块在定模的结构。卡钩盒的技术参数及设计要求为：材料为尼龙1010，中批量生产，未注公差等级为MT5级精度，所有尺寸均为自由公差，。由于卡钩盒是中等批量生产，零件总体尺寸大小适中，可以采用一模一件进行对称布置，这样模具制造成本不高，能够适应生产的需求，采用直浇口虽然凝料不易去除，容易产生残余应力，但是流体阻力小，进行速度快。开模后塑件包紧动模型芯力并不大，可以采用顶杆将注塑件推出。 11.3 卡钩盒模具