《模具数字化设计》课件-实例一 电动工具盖注塑模具3D设计

1实例一电动工具盖注塑模具3D设计一、产品分模前的处理复习：注塑模具2D设计方法与程序检查练习一2D部分设计的完成情况

新课：

1.产品拔模分析【开始】→【建模】，进入建模模块。单击菜单【分析】→【形状】→【面】→【斜率】，选择ZC轴，在弹出的【面分析-斜率】对话框中输入“最小值”为-0.10，“最大值”为0.10，框选产品，【确定】。产品以不同颜色显示，粉红色面为型腔部分，蓝色面为型芯部分，绿色面为未经拔模的直身面。经分析，只有一个通孔和四个柱位的内孔为直身面。通孔处做一支型芯小镶件与型腔对碰，故可到拆分型芯小镶件后再进行拔模。四个柱位做推管，所以四个柱位的内孔都做推管型芯，无需拔模。2一、产品分模前的处理

单击菜单【插入】→【偏置/缩放】→【缩放体】，【类型】选择“均匀”，选中产品；【缩放点】选择坐标系原点；【比例因子】为1.0045。如图1-2-1所示，【确定】，完成产品收缩率的设置。2.设置产品收缩率3.产品的位置调整（1）创建箱体单击【注塑模工具】工具条中的【创建方块】，弹出【创建方块】对话框，【默认间隙】设为0，选择如图1-2-2所指的产品分型面和产品最高顶面，【确定】，完成箱体的创建。产品最高顶面产品分型面图1-2-2选择面创建箱体

3一、产品分模前的处理

（2）绘制辅助线【插入】→【曲线】→【直线】，选择如图1-2-3所示箱体的两个对角点，绘制一条辅助线。图1-2-3绘制辅助线（3）移除参数【编辑】→【特征】→【移除参数】，框选所有对象，【确定】，弹出一个警告对话框，选择【是】，完成参数的移除。注意：一定要及时执行【移除参数】操作。（4）调整产品的位置①移动产品：以产品的中心为基点，将产品移动到绝对坐标系原点位置上。②旋转产品：将产品绕Z轴旋转-90°。

旋转前旋转后图1-2-5旋转对象

4二、拆分型腔、型芯

如果产品上有通孔，则在分模前必须先把孔补起来。补孔的方法有面补孔、实体补孔、实体加面补孔等。本例采用的方法为实体补孔。（1）创建补孔箱体【创建方块】，【默认间隙】设为1，选择如图1-2-6所指椭圆面，拖动向上的箭头至30左右，创建补孔箱体。（2）补孔箱体的底面替换到产品的内表面上【插入】→【同步建模】→【替换面】，如图1-2-7所示。

1.补孔

补孔箱体底面产品内表面图1-2-7替换面选择此椭圆面拖动此箭头至30左右图1-2-6创建补孔箱体（3）补孔箱体与产品求差5二、拆分型腔、型芯

（3）补孔箱体与产品求差【插入】→【组合体】→【求差】，选择补孔箱体为“目标体”，选择产品为“工具体”，勾选“保持工具体”，【确定】，求差后的补孔箱体如图1-2-8所示。图中显示的数值表示通孔留在型腔的数值。图1-2-8求差后的补孔箱体

2.创建枕位箱体（1）创建枕位箱体【创建方块】，【默认间隙】设为1，如图1-2-9所示。（2）枕位箱体与产品求差求差后的枕位箱体如图1-2-10所示。

选择此缺口面拖至8mm拖至8mm拖至30mm图1-2-9创建枕位箱体图1-2-10与产品求差后的枕位箱体

6二、拆分型腔、型芯

（3）处理枕位箱体①用【替换面】功能将枕位箱体的三个面分别替换到指定面，如图1-2-11所示。替换后的结果如图1-2-12所示。

替换面3要替换的面3替换面2要替换的面2要替换的面1替换面1图1-2-11三组要替换的面与替换面图1-2-12替换后的结果②单击菜单【分析】→【几何属性】，弹出【几何属性】对话框，将光标靠近圆角位置，单击鼠标左键，弹出【信息】对话框，复制【信息】对话框中的“主曲率半径最小值”，如图1-2-13所示。复制此数据光标靠近此圆角位置图1-2-13

圆角半径测量取数7二、拆分型腔、型芯

③【插入】→【细节特征】→【边倒圆】，弹出【边倒圆】对话框，将上一步复制的数据粘贴到“’Radius1”后的数据栏中，选择图1-2-14所指的两条枕位箱体边，【确定】，完成两条边的倒圆角。

选择倒圆角边粘贴数据选择倒圆角边倒圆角结果图1-2-14两条边倒圆角④按【Ctrl+Shift+U】组合键，显示所有对象，【编辑】→【特征】→【移除参数】，框选所有对象，【确定】，弹出一个警告对话框，选择【是】，完成参数的移除。3.创建分型面（1）抽取分型面【插入】→【关联复制】→【抽取】，抽出分型面，如图1-2-15所示。8二、拆分型腔、型芯

（1）抽取分型面【插入】→【关联复制】→【抽取】，抽出分型面，如图1-2-15所示。（2）还原分型面【编辑】→【曲面】→【边界】，如图1-2-16、图1-2-17所示。

图1-2-17

还原后的分型面

图1-2-16还原分型面过程对话框

（a）（b）（c）（3）延伸分型面【插入】→【修剪】→【修剪与延伸】，弹出【修剪和延伸】对话框，“距离”输入35，选择还原后的分型面的四条边，【确定】，完成分型面的延伸，如图1-2-18所示。9二、拆分型腔、型芯

（4）修剪分型面按【Ctrl+Shift+U】组合键，显示所有对象，【插入】→【组合体】→【求差】，选择所创建的分型面为“目标体”，选择产品和枕位箱体为“工具体”，勾选“保持工具体”，【确定】，完成分型面的修剪。框选所有对象，【移除参数】，删除产品内的所有片体，修剪后的分型面如图1-2-19所示。

图1-2-19修剪后的分型面图1-2-18分型面的延伸4.拆分型腔、型芯（1）创建型腔、型芯箱体【创建方块】，【默认间隙】设为30，在“面规则”选项栏中选择“体的面”，然后选择产品任意一个面，如图1-2-20所示。8二、拆分型腔、型芯

（2）拆分型腔、型芯①型腔、型芯箱体与产品、补孔箱体、枕位箱体求差②拆分型腔、型芯【插入】→【修剪】→【拆分体】，弹出如图1-2-21所示的【拆分体】对话框，选择求差后的型腔、型芯箱体为“目标体”，在“工具选项”栏内选择“面或平面”，然后选择修剪后的分型面为“工具面”，【确定】，完成型腔、型芯的拆分。框选所有对象，【移除参数】，然后删除分型面。③将拆分后的型腔与补孔箱体求和④将拆分后的型芯与枕位箱体求和按【Ctrl+Shift+U】组合键，显示所有对象，框选所有对象，【移除参数】。

型腔补孔箱体图1-2-22

型腔与补孔箱体求和型芯枕位箱体图1-2-23型芯与枕位箱体求和

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小结：产品分模前的处理，补孔，创建分型面，拆分型腔、型芯。作业：完成练习一以下部分内容：产品分模前的处理，补孔，创建分型面，拆分型腔、型芯。◎动手操作，用UG软件完成本例型腔、型芯的拆分。◎参考视频：实例1-3D-1.拆分前后模仁（拆分型腔、型芯）.avi(该视频请从教材附带的光盘中查找)二、拆分型腔、型芯（3）将型腔、型芯及产品归入指定的图层中①【格式】→【移动至图层】，将型芯归入第7层。②参照上一步的操作方法，将型腔归入第8层，将产品归入150层。注：各对象归入哪个图层，可按个人习惯或按公司规定执行。1实例一电动工具盖注塑模具3D设计六、顶出系统的设计复习：侧浇口浇注系统的设计方法检查练习一浇注系统设计的完成情况

新课：

1.推管的设计（1）将柱位型芯调整为Φ2.4因设置收缩率后，型芯大镶件的柱位型芯直径为Φ2.4108mm，推管型芯直径按标准值应取Φ2.4，所以将柱位型芯调整为Φ2.4mm用【同步建模】→【调整面的大小】，完成柱位型芯大小的调整，如图1-2-64所示。

（2）创建推管，如图1-2-65所示。图1-2-65

创建推管1实例一电动工具盖注塑模具2D设计四、产品排位确定型腔、型芯尺寸※常见的产品排位有以下两种：1）一模出一穴：就是一套模具里只有一个产品，即为（1×1）。2）一模出多穴：一模出多穴主要有两种情况，一种是同一个产品一模多穴（1×N）；一种是不同的产品开在一套模里，如果每个产品开一个即为（N×1），每个产品开多个即为（N×N）复习：产品工程图的创建与处理方法

检查上次布置作业的完成情况

新课：

产品排位是模具设计的重要步骤，通过产品排位可确定型腔、型芯尺寸，进而确定模架的规格。产品排位主要是根据客户要求，将一种或多种产品按合理注塑工艺、模具结构进行排列。排位时必须考虑产品的模具结构，进胶点，产品大小，分型面等。21.产品排位经验值

图1-1-12产品间距型腔、型芯概念：型腔（前模仁）——成型产品外部形状的成型零件型芯（后模仁）——成型产品内部形状的成型零件＞＞型腔（前模仁）动画：D014-型腔（前模仁）名称及作用.pdf＞＞型芯（后模仁）动画：D015-型芯（后模仁）名称及作用.pdf四、产品排位确定型腔、型芯尺寸（1）产品与产品的间距型芯与型腔的尺寸由产品尺寸和腔数决定。小件产品（产品尺寸小于80mm）之间的边距为15～20mm，大件产品之间的边距为20～30mm；产品料位越深，产品之间的边距越大；成品间的流道边距至少为15mm，如图1-1-12所示。31.产品排位经验值

图1-1-13产品边与型芯、型腔边的间距四、产品排位确定型腔、型芯尺寸（2）产品与型芯、型腔边的间距小件产品边与型芯、型腔边的间距为25～30mm，大件产品边与型芯、型腔边的间距为35～50mm。当型芯、型腔要整体作镶件时，产品边到型芯、型腔边的距离可相应加大些，以保证型芯与型腔的强度，如图1-1-13所示。2.型腔、型芯长宽尺寸的确定本例产品最大外形尺寸为54.86mm×84.75mm，总高度为14mm，其最大尺寸比80稍大，可按小件产品排位的经验值偏大取值，或按大件产品排位的经验值偏小取值。4图1-1-14型芯视图四、产品排位确定型腔、型芯尺寸2.型腔、型芯长宽尺寸的确定本例相邻产品边的距离取20～30mm，本例为一模两腔，产品之间布置有流道，则相邻产品边的距离可适当加大，取30mm左右。产品边到型腔、型芯边的距离取30mm左右，以保证型腔、型芯的强度，同时也为螺钉、冷却水道的布置留下足够的距离。另外，产品的中心线到型腔、型芯中心的距离要取整数；型腔、型芯的长宽尺寸一定要取整数，并尽可能取为10的倍数，以便更好取数加工。本例的型芯排位视图如图1-1-14所示，型芯的长、宽尺寸为200mm×145mm。图中带框的尺寸必须取整数，其他尺寸在产品排位的经验值范围内即可，并非一定是整数。注意：排位时不允许对产品视图进行镜像操作，应注意产品摆放的方位和浇口位置。5图1-1-15型腔、型芯正剖视图四、产品排位确定型腔、型芯尺寸3.型腔、型芯厚度尺寸的确定型腔、型芯厚度的尺寸一般是由产品的高度尺寸来确定。根据图1-1-13（c）、（d）提供的经验值，对于小件产品，一般产品边到型腔、型芯边的距离为25～30mm，大件产品边到型腔、型芯边的距离为35～50mm。本例产品属中等大小，型腔侧产品料位高度为10.55mm，型芯侧产品料位高度为3.52mm，如图1-1-15所示。据此可以确定型腔厚度为（10.55+30）mm，可以取为40mm；型芯厚度为(3.52+30)mm，需再加5～10mm，可取为35mm。因型芯要承受很大的注射成型压力，所以厚度应较型腔厚些，一般型芯与型腔的厚度至少都要做到20～25mm。即使型腔、型芯产品料位高度为零（产品在型腔、型芯中没有料位），其厚度也要做到20mm。型腔、型芯的正剖视图，如图1-1-15所示，图中带框的尺寸必须取整数。主分型面投影线一般25～30左右一般30～35左右6图1-1-16产品排位图四、产品排位确定型腔、型芯尺寸本例最终的产品排位图如图1-1-16所示，各视图的名称为本书的规定。型腔、型芯侧剖视图型腔、型芯正剖视图型芯视图型腔视图7图1-1-17正剖视图放置方法四、产品排位确定型腔、型芯尺寸注意：①绘制型芯、型腔剖视图时，不要将产品剖视图颠倒放错，如图1-1-17和图1-1-18所示。（a）正确（b）错误图1-1-18侧剖视图放置方法（b）错误（a）正确②型芯、型腔边的长、宽方向线与剖视图必须对齐，一般型芯与型腔长度一致，产品的位置应绝对对齐，不允许出现错位现象。绘制好型芯与型腔视图后，用XLINE命令绘制几条构造线来检测型芯、型腔视图与剖视图是否对齐，如图1-1-19所示。图1-1-19视图检测8图1-1-20剖视图放置的常见错误四、产品排位确定型腔、型芯尺寸如图1-1-20所示为剖视图放置的常见错误。③型腔视图与型芯视图中，产品的相同结构元素必须保持正确的合模对应关系，如图1-1-21所示。型腔厚度不一致产品中心与型芯视图未对齐图1-1-21型腔视图与型芯视图的合模对应关系不对应（错误）对应（正确）9四、产品排位确定型腔、型芯尺寸④四个排位视图中，本例规定将侧剖视图摆放在型腔视图和型芯视图之间。侧剖视图中，型腔部分朝左，与型芯视图相邻；正剖视图中，型腔部分朝上，与型芯视图相邻。◎动手操作，用AutoCAD软件完成产品排位并确定型腔、型芯尺寸。◎参考视频：实例1-2D-3.产品排位确定模仁（型腔、型芯）尺寸.avi(该视频请从教材附带的光盘中查找)小结：产品排位经验值；产品排位确定型腔、型芯尺寸的方法；产品排位注意事项，各排位图之间的关系。作业：完成练习一以下部分内容：产品排位确定型腔、型芯尺寸2六、顶出系统的设计

（3）创建推管型芯，如图1-2-66所示。图1-2-66

创建推管型芯

（4）延伸推管型芯，用【偏置面】命令，将推管型芯顶面向+Z轴方向偏置12mm。如图1-2-66所示。（5）推管与推管型芯求差（6）显示所有对象，框选所有对象，【移除参数】。（7）将推管与推管型芯移动复制到四个柱位上

此圆的圆心为出发点此圆的圆心为终止点图1-2-67

一套推管的移动出发点和终止点图1-2-68

推管移动复制结果（8）型芯大镶件与四套推管求差，【移除参数】。将四套推管归入30层。3六、顶出系统的设计

2.火山口的设计（1）创建火山口箱体抽取柱位圆周面。如图1-2-69所示。

柱位圆周面图1-2-69

抽取柱位圆周面加厚柱位圆周面。如图1-2-70所示。

图1-2-70

加厚柱位圆周面

将上一步加厚之后的火山口箱体的顶面向+Z轴方向偏置0.5mm,如图1-2-71所示。火山口箱体与型芯大镶件的求差。结果如图1-2-72所示。

图1-2-71

实体顶面偏置0.5mm图1-2-72求差后的火山口箱体4六、顶出系统的设计

2.火山口的设计（2）火山口箱体拔模“从边”，“指定的矢量”为Z轴，选择火山口箱体的外部边缘线为“固定边缘”，在“角度1”选项中输入45（此角度在没有干涉的情况下尽量做大），【确定】，完成火山口箱体的拔模，如图1-2-73所示。（3）火山口箱体与型芯大镶件求和（4）创建其余三个柱位的火山口箱体用同一种方法创建其余三个柱位的火山口箱体，或者在火山口箱体与型芯大镶件求和之前，通过“移动复制”已创建的火山口箱体，得到其余三个柱位的火山口箱体。创建完成后与型芯大镶件求和，结果如图1-2-75所示。图1-2-75

四个柱位的火山口5六、顶出系统的设计

3.推杆的设计（1）拉伸推杆（2）分割推杆（3）推杆的底面替换至与推管沉头底面平齐,如图1-2-78所示。图1-2-78

推杆底面替换结果

（4）创建推杆沉头,如图1-2-79所示。（5）创建两支推杆沉头管位，以防推杆转动本例有两支推杆顶在产品的曲面上，因此推杆沉头需做管位，以防推杆转动。创建推杆沉头管位的方法与创建型芯小镶件沉头管位的方法相同。如图1-2-79所示。

此面偏置0.5（a）

（b）图1-2-80

推杆沉头管位的创建（6）创建推杆和推管在型芯大镶件中的避空位（7）【移除参数】。（8）将4支产品推杆归入40层，将3支流道推杆归入41层。6六、顶出系统的设计

◎动手操作,用UG软件完成本例顶出系统的设计。◎参考视频：实例1-3D-5.顶出系统的设计.avi(该视频请从教材附带的光盘中查找)小结：作业：顶出系统的设计方法。4.冷料井的设计（1）修剪流道推杆（2）拉伸拉料杆头部Z形曲线（3）拆分流道推杆（4）流道与拆分出来的三段冷料井求和

冷料井流道推杆图1-2-86

拆分其余两支流道推杆

图1-2-84拉伸拉料杆头部Z形曲线冷料井拉料杆图1-2-85拆分拉料杆

图1-2-87

流道与拆分出来的三段冷料井求和完成练习一以下部分内容：顶出系统的设计。1实例一电动工具盖注塑模具3D