模具入门知识与模具设计方法

1、1.11.1 模具入门知识模具入门知识1.2 1.2 模具设计方法模具设计方法第第1 1章章 模具设计基础模具设计基础结束放映结束放映1.1 模具入门知识模具入门知识1.1.1 模具的定义和分类模具的定义和分类1.1.2 Pro/E模具设计模块模具设计模块1.1.3 Pro/E模具设计术语模具设计术语1.1.4 Pro/E模具设计流程模具设计流程1.1.1 模具的定义和分类模具的定义和分类 模具是指能够使坯料（如金属、塑料、橡胶、玻璃、模具是指能够使坯料（如金属、塑料、橡胶、玻璃、陶瓷等）在外力作用下成为具有特定形状和尺寸的制件的陶瓷等）在外力作用下成为具有特定形状和尺寸的制件的工具，它具有特

2、定的轮廓或内腔形状。工具，它具有特定的轮廓或内腔形状。模具一般分为动模和定模两部分，两者分开时可以装模具一般分为动模和定模两部分，两者分开时可以装入坯料或取出制件；两者合拢时可以使坯料成型。外力可入坯料或取出制件；两者合拢时可以使坯料成型。外力可以通过模具施加在坯料上，也可以通过气压、柱塞或冲头以通过模具施加在坯料上，也可以通过气压、柱塞或冲头施加在坯料上。施加在坯料上。注塑机 模具除自身部分外，通常还需要模架、导向装置和制件顶出装置等部件加以辅助，这些部件大都通用，可以适用于不同类型的模具动模 定模 型腔中的坯料 动模和定模分开，制件被取出模具种类繁多，按照不同的标准可以划分为不同模具种类繁

3、多，按照不同的标准可以划分为不同的类型。的类型。（1）按照）按照成型材料成型材料的不同可以分为：用来加工金属的不同可以分为：用来加工金属制品的模具和用来加工非金属制品的模具。制品的模具和用来加工非金属制品的模具。（2）按照）按照本身材料本身材料的不同可以分为：砂型模具、金的不同可以分为：砂型模具、金属模具、真空模具和石蜡模具等。属模具、真空模具和石蜡模具等。（3）按照）按照加工工艺和成型材料加工工艺和成型材料的不同可以分为：锻的不同可以分为：锻造模具、塑料模具（包括注塑模具、吹塑模具和挤塑造模具、塑料模具（包括注塑模具、吹塑模具和挤塑模具等）、压铸模具、粉末冶金模具、冲压模具、橡模具等）、压铸

4、模具、粉末冶金模具、冲压模具、橡胶模具、玻璃模具和陶瓷模具等。胶模具、玻璃模具和陶瓷模具等。1.1.2 Pro/E模具设计模块模具设计模块 Pro/E可以满足各种模具的设计需要，而且易用、可可以满足各种模具的设计需要，而且易用、可靠、智能、高效，该软件提供了以下几种模具功能模块。靠、智能、高效，该软件提供了以下几种模具功能模块。基础模块（基础模块（Foundation）和组件模块（）和组件模块（Assembly）：将模具作为普通组件进行设计，先通过这两个基本模块设将模具作为普通组件进行设计，先通过这两个基本模块设计出模具元件，再将模具元件装配成模具组件。计出模具元件，再将模具元件装配成模具组件

5、。模具设计模块（模具设计模块（Pro/Moldesign）：用来设计注塑模：用来设计注塑模具型腔和吹塑模具型腔等。具型腔和吹塑模具型腔等。铸造模具模块（铸造模具模块（Pro/Casting）：用来设计合金压铸：用来设计合金压铸模具型腔和浇注模具型腔等。模具型腔和浇注模具型腔等。EMX（模具设计专家）（模具设计专家）：是：是Pro/E软件的外挂模块，软件的外挂模块，用来为各种模具设计模架。用来为各种模具设计模架。钣金模架库模块（钣金模架库模块（PDX）：是：是Pro/E软件的外挂模块，软件的外挂模块，用来为冲压模具设计模架。用来为冲压模具设计模架。塑料顾问（塑料顾问（Plastic Adviso

6、r）：用来对注塑模具进行：用来对注塑模具进行铸模填充分析。铸模填充分析。1.1.3 Pro/E模具设计术语模具设计术语 在使用在使用Pro/E进行模具设计时经常会碰到一些术语，进行模具设计时经常会碰到一些术语，熟悉这些术语，对于理解和掌握熟悉这些术语，对于理解和掌握Pro/E模具设计具有很大模具设计具有很大的帮助。的帮助。设计模型设计模型：也叫参照零件，是模具要制造的产品原型，：也叫参照零件，是模具要制造的产品原型，它决定了模具的类型、型腔结构等。它决定了模具的类型、型腔结构等。相机壳设计模型参照模型参照模型：系统以设计模型为基础在模具模型中生成：系统以设计模型为基础在模具模型中生成的参照几何

7、，并用其替代设计模型参与模具设计。参照模的参照几何，并用其替代设计模型参与模具设计。参照模型和设计模型往往是不相同的，因为设计模型并不总是包型和设计模型往往是不相同的，因为设计模型并不总是包含成型或铸造技术要求的设计元素，如设置收缩率、添加含成型或铸造技术要求的设计元素，如设置收缩率、添加拔模和圆角等。拔模和圆角等。工件模型工件模型：也叫坯料模型，代表直接参与熔料成型的：也叫坯料模型，代表直接参与熔料成型的模具元件的整个体积，它应包围所有的参照模型、模穴、模具元件的整个体积，它应包围所有的参照模型、模穴、浇口、流道和冒口等。浇口、流道和冒口等。参照模型工件模型收缩率收缩率：将制件从模具中取出并

8、冷却至室温后，其尺：将制件从模具中取出并冷却至室温后，其尺寸会发生收缩，也就是说制件的尺寸要比模具型腔小一些，寸会发生收缩，也就是说制件的尺寸要比模具型腔小一些，而收缩率就是衡量尺寸收缩大小的参数。在设计模具型腔而收缩率就是衡量尺寸收缩大小的参数。在设计模具型腔时通过设置收缩率，可以抵消由于制件收缩而产生的误差。时通过设置收缩率，可以抵消由于制件收缩而产生的误差。模具模型模具模型：一个装配体（即组件，扩展名为：一个装配体（即组件，扩展名为.mfg），），它包括参照模型、工件、分型面、各种型腔组件特征、它包括参照模型、工件、分型面、各种型腔组件特征、模具体积块、模具元件和铸模等，它是模具模块的最

9、高模具体积块、模具元件和铸模等，它是模具模块的最高级模型。级模型。分型面分型面：由一个或多个曲面组成，能够将工件或现有：由一个或多个曲面组成，能够将工件或现有体积块分割开的一种曲面特征，要求其必须与要分割的工体积块分割开的一种曲面特征，要求其必须与要分割的工件、体积块完全相交。件、体积块完全相交。分型面铸模铸模：铸造最终的制件，通过观察铸件可以检查其是：铸造最终的制件，通过观察铸件可以检查其是否与设计模型一致。否与设计模型一致。开模开模：模拟模具的打开过程，即分离模具，取出制件，：模拟模具的打开过程，即分离模具，取出制件，该过程可以检查模具设计是否合理。该过程可以检查模具设计是否合理。模拟模具

10、的打开过程（即开模仿真）1.1.4 Pro/E模具设计流程模具设计流程利用模具设计模块（利用模具设计模块（Pro/Moldesign）可以模拟模具）可以模拟模具的设计过程。模具设计由许多环节组成，且密不可分，其的设计过程。模具设计由许多环节组成，且密不可分，其基本设计流程如下。基本设计流程如下。（1）创建模具模型）创建模具模型：模具模型由参照模型和工件模：模具模型由参照模型和工件模型组成，前者对应的设计模型一般在零件模式下创建，然型组成，前者对应的设计模型一般在零件模式下创建，然后装配到模具模式中，工件模型则通常直接在模具模式下后装配到模具模式中，工件模型则通常直接在模具模式下创建。创建。（2

11、）设置收缩率）设置收缩率：由于制件在冷却固化后，会出现：由于制件在冷却固化后，会出现收缩，为了弥补这种缺陷，需要在整个模型上按比例或按收缩，为了弥补这种缺陷，需要在整个模型上按比例或按尺寸设置收缩率。尺寸设置收缩率。（3）创建分型面或体积块）创建分型面或体积块：创建合理的分型面，用：创建合理的分型面，用其对工件进行分割，或者直接创建模具体积块。其对工件进行分割，或者直接创建模具体积块。（4）分割工件）分割工件：利用分型面或模具体积块将工件分：利用分型面或模具体积块将工件分割成多个单独的模具体积块。割成多个单独的模具体积块。（5）抽取模具元件）抽取模具元件：通过抽取模具体积块得到模具：通过抽取模

12、具体积块得到模具实体元件（如凹模、凸模等）。实体元件（如凹模、凸模等）。（6）创建浇注系统和冷却系统）创建浇注系统和冷却系统：为模具创建进料通：为模具创建进料通道和水冷系统等。道和水冷系统等。（7）模具检测）模具检测：对模具进行分析检测，包括拔模检：对模具进行分析检测，包括拔模检测、吃水线检测、厚度检测和分型面检查等。测、吃水线检测、厚度检测和分型面检查等。（8）创建铸件）创建铸件：用坯料填充模具型腔，从而创建模：用坯料填充模具型腔，从而创建模具铸件。具铸件。（9）开模仿真）开模仿真：模拟打开模具。：模拟打开模具。（10）创建模架）创建模架：为模具创建模架，也可直接从：为模具创建模架，也可直接

13、从EMX中调用标准的模架零件来创建。中调用标准的模架零件来创建。综合实例综合实例1熟悉模具设计环境熟悉模具设计环境此综合实例的操作过程请参考本书配套光盘中的“综合实例1熟悉模具设计环境.avi”视频文件模具型腔中的铸件模具工具栏1.2 模具设计方法模具设计方法1.2.1 组件设计法组件设计法法兰螺帽模具法兰螺帽模具1.2.2 分型面法分型面法盘形螺母模具盘形螺母模具1.2.3 体积块法体积块法键帽模具键帽模具1.2.1 组件设计法组件设计法法兰螺帽模具法兰螺帽模具Pro/E软件提供了许多模具设计模块和工具，用户在软件提供了许多模具设计模块和工具，用户在设计模具时，可以根据产品的具体形状、样式和

14、复杂程度，设计模具时，可以根据产品的具体形状、样式和复杂程度，选用不同的设计方法，主要包括选用不同的设计方法，主要包括组件设计法组件设计法、分型面法分型面法和和体积块法体积块法等。等。组 件 设 计 法组 件 设 计 法 是 指 在 不 进 入 模 具 设 计 模 块是 指 在 不 进 入 模 具 设 计 模 块（Pro/Moldesign）的情况下，直接在组件模块下设计模）的情况下，直接在组件模块下设计模具，其操作方法和一般的零件建模、组件装配过程类似。具，其操作方法和一般的零件建模、组件装配过程类似。该方法虽然操作比较繁琐，但容易理解，应用广泛，理论该方法虽然操作比较繁琐，但容易理解，应用

15、广泛，理论上适用于所有产品，特别是造型复杂的产品。上适用于所有产品，特别是造型复杂的产品。组件设计法是Pro/E模具设计的基本方法，主要借助零件建模工具、组件装配和分解工具来完成模具设计。此为用组件法设计的法兰螺帽模具1.2.2 分型面法分型面法盘形螺母模具盘形螺母模具分 型 面 法分 型 面 法 是 指 在是 指 在 P r o / E 的 模 具 设 计 模 块的 模 具 设 计 模 块（Pro/Moldesign）下利用各种专用工具进行模具设计，）下利用各种专用工具进行模具设计，由于整个模具设计过程的重点在于分型面的创建，只要由于整个模具设计过程的重点在于分型面的创建，只要创建出分型面，

16、其他工作（如分割工件、抽取模具元件、创建出分型面，其他工作（如分割工件、抽取模具元件、开模等）就会变得比较简单，因此称为分型面法。开模等）就会变得比较简单，因此称为分型面法。分型面法利用专门的模具设计工具（如工件创建工分型面法利用专门的模具设计工具（如工件创建工具、模具元件创建工具、开模工具等）进行，可以大大具、模具元件创建工具、开模工具等）进行，可以大大提高模具设计的效率，因此在模具设计工作中使用最为提高模具设计的效率，因此在模具设计工作中使用最为频繁。频繁。分型面法是最常用的一种模具设计方法，其难点在于构建分型面。此为采用分型面法设计的盘形螺母模具1.2.3 体积块法体积块法键帽模具键帽模具体积块法体积块法是指直接创建出一系列模具体积块（即封闭是指直接创建出一系列模具体积块（即封闭的三维空间曲面），并利用这些体积块分割其他体积块，的三维空间曲面），并利用这些体积块分割其他体积块，再经过抽取模具元件、铸模和开模仿真等操作完成模具产再经过抽取模具元件、铸模和开模仿真等