《基于ProE与Mastercam的模具设计与制造》-基于ProE与Mastercam的模具设计与制造第一章

1.1任务引入1.1.1零件图排气扇面盖零件图如图1-1

所示。1.1.2设计要求①零件外观表面不允许有任何飞边、毛刺、缩水现象；②生产批量为小批量；③零件材料为ABS；④材料的缩水率为1.005。返回1.2任务分析1.2.1模具设计流程分析一般模具设计流程结合设计要求进行设计，其主要设计流程是：加载参照模型→设置收缩率→创建毛坯工件→创建分型面并创建模具体积块→创建模具元件→创建流道→加载标准模架→创建标准件→创建顶针→创建冷却系统→完成模具设计。注：本章只简单介绍模具设计的初步流程，其余模具设计完整流程在本书其他章节介绍。返回下一页1.2任务分析1.2.2模具结构分析根据设计要求和产品结构特点，拟定一模一腔的模具结构。1.2.3模具加工分析根据凸、凹模仁的结构，分别对它们采用曲面挖槽粗加工及曲面平行、等高外形等精加工路径即可完成。上一页返回1.3相关知识模仁定义与设计模仁是直接参与零件成型的零件，其作为模具中最核心的零件，在设计、加工、材料等各方面的要求都相对较高。1.3.1模仁定义在大于参照零件尺寸的矩形或按参照零件形状特意设计的形状上用各种加工方式去除参照零件动定模侧形状特征的体积空间，去除的零件特征体积空间叫型腔。在模具注塑时，熔融的塑胶被注射到模具型腔中，形成与型腔一模一样的零件。模具中直接参与成型的零件是模仁，型腔是模仁上直接参与成型的表面特征，如图1-2

和图1-3

所示。返回下一页1.3相关知识模仁作为模具的核心零件以模具最大的分型面为界，动模侧的模仁即动模仁（也称凸模仁），定模侧的模仁即定模仁（也称凹模仁）。动定模仁构成成型系统的主体。动定模仁、动定模侧的镶嵌件、各种形式的侧抽型芯等零件共同形成了封闭的零件成型空间。技巧：通常，模仁由单独的零件构成，当模仁的尺寸较大时，可以由模板直接来代替模仁，而不再单独设计模仁零件，这常用于尺寸较大的模具设计中。上一页返回下一页1.3相关知识1.3.2模仁设计在实际模具设计中应综合参照零件的边界尺寸大小、外形形状、结构特征，模穴数量、热处理方式等各方面的实际因素来确定模仁的大小。图1-4所示为参照零件设置缩水率后最大外形尺寸，模仁长、宽方向的尺寸等于零件缩水后的最大长、宽方向的外形尺寸加上2倍模仁厚度常量N，动定模仁高度方向的尺寸以零件最大分型面为界，定模侧的模仁厚度等于零件缩水后的最大的定模侧的高度尺寸H2加上模仁厚度常量N。动模侧的模仁厚度等于零件缩水后的最大的动模侧高度尺寸H1加上模仁厚度常量N，如图1-5和图1-6所示。上一页返回下一页1.3相关知识模仁长度尺寸：ML=L+2N模仁宽度尺寸：MW=W+2N动模侧模仁高度尺寸：MH1=H1+N定模侧模仁高度尺寸：MH2=H2+NN以零件中最长的尺寸为100mm为例，N为25mm。最长的尺寸更大或更小的时候，可参照表1-1

所示选取相关的厚度常量。注意：当计算模仁高度方向的厚度常量时，可以根据上一页返回下一页1.3相关知识需要选取厚度常量。选取时应结合考虑参照零件上的各种实际因素，厚度常量参照表仅做参照。当一个零件上长、宽、高的尺寸差别较大时，可以降低最小的厚度常量，但必须保证最基本常量的值为25mm。图1-7

所示的长、宽、高的尺寸为缩水后的零件尺寸，零件最长的尺寸为90.45mm，相对于当厚度常量为20～25mm时，在这可以取厚度常量为25mm。上一页返回下一页1.3相关知识模仁长、宽、高方向的尺寸分别如下：模仁长=90.45+2×25=140.45≈140模仁宽=40.2+2×25=90.2≈90动模仁高=25.13+25=50.13≈50定模仁高=8.9+25=33.9≈35注意：计算出的模仁尺寸值通常带小数，这时需将尺寸数值取整（尾部数值为0或5），如计算出的尺寸值33.7取整后为35，90.3取整后为90。上一页返回1.4任务实施1.4.1排气扇面盖模具设计排气扇面盖三维造型完成后，利用Pro/ENGINEER系统下的【制造】｜【模具型腔】模块进行模具组件设计，它包括参照模型的布局、收缩率的设置、毛坯工件的设计、分型面的设计、分割体积块、抽取模具元件、铸模及开模几大部分。1.调入模具参照模型①选择菜单栏中的【文件】｜【新建】命令建立新的文件，系统弹出图1-8所示的【新建】对话框，在【类型】栏中选中返回下一页1.4任务实施【制造】单选按钮，在【子类型】栏中选中【模具型腔】单选按钮，在【名称】文本框中输入文件名“mold01”，并取消选中【使用缺省模板】复选框，单击【确定】按钮。②系统弹出图1-9

所示的【新文件选项】对话框，在【模板】栏选择公制模具设计模板mmns_mfg_mold，单击【确定】按钮。③系统启动模具设计模块，如图1-10

所示，并在界面顶部显示当前模具文件为“MOLD01”。④选择图1-11所示的【菜单管理器】中的【模具模型】|【装配】|【参照模型】命令。上一页返回下一页1.4任务实施⑤系统弹出图1-12所示的【打开】对话框，并自动定位在设置的当前工作目录“D:\第一章”下，选择文件pqs.prt，单击【打开】按钮。⑥系统在设计区显示打开的参照模型，在图1-13

所示的装配操作栏中选择【缺省】选项，单击按钮。⑦选择图1-14

所示的参照模型名称为MOLD01_REF，单击【确定】按钮。⑧接受图1-15

所示的系统给定的绝对精度值，单击【确定】按钮。上一页返回下一页1.4任务实施⑨选择【菜单管理器】中的【完成/返回】命令结束参照模型装配。结果如图1-16

所示。⑩为了使设计区的画面更简洁，需要将参照模型自身的基准面和基准轴隐藏起来，选择图1-17所示的模型树中的【显示】|【层树】命令，在组件列表中选择参照模型MOLD01_REF.PRT，模型树列表显示其图层情况，按住Ctrl键，选择所有基准面（PRT_ALL_DTM_PLN）和所有基准轴（PRT_ALL_AXES）图层，并右击，在弹出的快捷菜单中选择【隐藏】命令。上一页返回下一页1.4任务实施⑪选择模型树中的【显示】|【模型树】命令，返回到模型树列表状态。⑫隐藏参照模型自身的基准面和基准轴后的图形如图1-18所示。2.设置收缩率①选择图1-19

所示的【菜单管理器】中的【收缩】|【按尺寸】命令，在弹出的对话框中取消选中【更改设计零件尺寸】复选框，输入收缩比率为“0.005”，按Enter键确认，单击按钮。提示：输入收缩比率后一定要按Enter键确认，否则会产生不正确的结果。上一页返回下一页1.4任务实施②选择【菜单管理器】中的【完成/返回】命令结束收缩率设置。3.设计毛坯工件①选择图1-20

所示的【菜单管理器】中的【模具模型】|【创建】|【工件】|【手动】命令，手动创建毛坯工件。②在图1-21所示的名称栏输入毛坯工件名称“work01”，单击【确定】按钮。③在图1-22所示的【创建选项】对话框中选中【创建特征】单选按钮，单击【确定】按钮。上一页返回下一页1.4任务实施④选择【菜单管理器】中的【加材料】|【拉伸】|【实体】|【完成】命令，在图1-23所示的拉伸特征操作栏中选择【放置】命令，单击【定义】按钮。⑤选择图1-24

所示的MOLD_FRONT基准面为草绘平面，单击【草绘】按钮。⑥选择图1-25

所示的MAIN_PARTING_PIN基准面为水平尺寸标注参照、MOLD_RIGHT基准面为垂直尺寸标注参照。⑦关闭基准面显示，绘制图1-26所示的拉伸剖面。模仁工件尺寸计算：零件放收缩率后的尺寸如图1-27

所示，参考表1-1，取厚度常量为30。上一页返回下一页1.4任务实施模仁长=150.75+2×30=210.75≈210模仁宽=120.6+2×30=180.6≈180定模仁高=33.17+25=58.17≈60动模仁高=0+30=30⑧单击绘图工具栏中的剖面

确定按钮，结束剖面绘制，在图1-28所示的拉伸特征选项中选择往两侧拉伸选项，输入拉伸高度“180”，按Enter键确认，单击按钮，结果如图1-29所示。上一页返回下一页1.4任务实施⑨选择【菜单管理器】中的【完成/返回】|【完成/返回】命令，结束毛坯工件的创建。4.设计分型面①在设计分型面前，先将毛坯工件临时隐藏起来，便于后面复制参照模型的曲面，如图1-30所示，在模型树列表中的WORK01.PRT组件上右击，在弹出的快捷菜单中选择【遮蔽】命令。②选择图1-31所示菜单栏中的【插入】|【模图1-30遮蔽毛坯工件具几何】|【分型曲面】命令。上一页返回下一页1.4任务实施③首先选择图1-32所示的参照模型Pl，再选择参照模型外表面曲面P2为种子曲面，然后按住Shift键，选择外表面曲面P3为边界曲面，放开Shift键，旋转视图底面朝上，按住Shift键，选择图1-33所示的底面曲面P4为边界曲面，被选择的曲面如图1-34所示④按住Ctrl键，继续选择参照模型的顶面曲面和中间凹孔的3个曲面，将其增加到选择曲面中，被选择的曲面如图1-35所示（参照模型的外表面曲面）。上一页返回下一页1.4任务实施⑤选择菜单栏中的【编辑】|【复制】命令，再选择菜单栏中的【编辑】|【粘贴】命令，在图1-36所示的曲面复制操作栏中选择【选项】命令，然后选中【排除曲面并填充孔】单选按钮，再选择图1-37所示的顶面曲面将其靠破孔填充，单击按钮，复制的分型面如图1-38所示。⑥在图

1-39所示的模型树列表中的WORK01.PRT组件上右击，在弹出的快捷菜单中选择【撤销遮蔽】命令，重新显示毛坯工件。上一页返回下一页1.4任务实施⑦选择菜单栏中的【编辑】|【填充】命令，在图1-40所示的填充特征操作栏中选择【参照】命令，单击【定义】按钮。⑧打开基准面显示，选择图1-41所示的MAIN_PARTING_PLN基准面为草绘平面，单击【草绘】按钮。⑨关闭基准面，单击绘图工具栏中的使用现有的边按钮，选择图1-42所示的毛坯工件的4条边P1～P4，单击绘图工具栏中的确定按钮，结束填充剖面绘制，单击按钮，结果如图1-43所示。上一页返回下一页1.4任务实施⑩在图1-44所示的模型树列表中的WORK01.PRT组件上右击，在弹出的快捷菜单中选择【遮蔽】命令。⑪按住Ctrl键，选择图1-45所示的要合并的曲面Pl及曲面P2，选择菜单栏中的【编辑】|【合并】命令，在图1-46所示的曲面合并操作栏中单击曲面保留方向切换按钮，再单击按钮，结果如图1-47所示。⑫单击工具栏中的按钮，结束分型面的创建。5.分割体积块上一页返回下一页1.4任务实施①在图1-48所示的模型树中的毛坯工件WORK01.PRT上右击，在弹出的快捷菜单中选择【撤销遮蔽】命令，重新显示毛坯工件。②选择菜单栏中的【编辑】|【分割】命令，再选择图1-49所示的【菜单管理器】中的【两个体积块】|【所有工件】|【完成】命令。图1-48撤销毛坯工件遮蔽图1-49选择分割模具体积块命令③选择图1-50所示的“面组：F8”分型面为模具体积块分割面。④单击图1-51所示的【选取】对话框中的【确定】按钮，再单击【分割】对话框中的【确定】按钮结束分型面选择。上一页返回下一页1.4任务实施⑤系统高亮显示毛坯工件的上半部分，并弹出图1-52所示的【属性】对话框，输入凹模仁名称“CAVITY01”，单击【着色】按钮，被分割的体积块如图1-53所示，单击【确定】按钮。图1-52输入凹模仁名称及着色图1-53着色显示凹模仁体积块。⑥系统高亮显示毛坯工件的下半部分，并弹出图1-54所示的【属性】对话框，输入凸模仁名称“CORE01”，单击【着色】按钮，被分割的体积块如图1-55所示，单击【确定】按钮。上一页返回下一页1.4任务实施6.抽取模具元件①选择图1-56所示的【菜单管理器】中的【模具元件】|【抽取】命令。②系统弹出图1-57所示的【创建模具元件】对话框，单击选取全部体积块按钮，再单击【确定】按钮。③选择【菜单管理器】中的【完成/返回】命令结束抽取模具元件。④模型树中同时也产生抽取的模具元件零件，如图1-58所示。上一页返回下一页1.4任务实施7.生成铸模①选择图1-59所示的【菜单管理器】中的【铸模】|【创建】命令。②在图1-60所示的提示区输入铸模零件名称“ZHUM01”，单击按钮。③在图1-61所示的提示区输入模具零件公用名称“ZHUM01”，单击按钮。④在图1-62所示的模型树中新增加的铸模零件“zhum01.prt”上右击，在弹出的快捷菜单中选择【打开】命令，系统调用零件模块，并打开铸模完成的产品模型，如图1-63所示。上一页返回下一页1.4任务实施⑤选择图1-64所示的菜单栏中的【窗口】|【关闭】命令，关闭铸模零件窗口，返回到模具模块。图1-64关闭铸模零件窗口8.模拟开模铸模完成后，Pro/ENGINEER系统能模拟开模过程，以便更清晰地观看模具型腔、型芯及浇道系统等的结构。①在开模前先将参照模型、毛坯工件和分型面隐藏起来，单击顶部工具栏中的遮蔽按钮，选中图1-65所示的参照模型“MOLD01_REF”和毛坯工件“WORK01”，单击【遮蔽】按钮将其遮蔽，然后单击【关闭】按钮。上一页返回下一页1.4任务实施②单击图1-66所示模型树中的【设置】|【树过滤器】命令。③系统弹出图1-67所示的【模型树项目】对话框，选中【特征】复选框，单击【确定】按钮。④选取图1-68所示的模型树中的三个分型面特征，右击，在弹出的快捷菜单中选择【隐藏】命令。⑤选择图1-69所示的【菜单管理器】中的【模具进料孔】|【定义间距】|【定义移动】命令进行开模模拟。上一页返回下一页1.4任务实施⑥系统提示选择要移动的零件，选择图1-70所示的凹模零件，单击图1-71所示的【选取】对话框中的【确定】按钮结束零件选择，选择的凹模顶面为移动方向参照。⑦出现图1-72所示的红色箭头为移动的方向，在图1-73所示的提示区输入移动距离“100”，单击按钮。⑧选择【菜单管理器】中的【完成】命令，凹模向上移动，如图1-74所示。⑨继续选择图1-75所示的【菜单管理器】中的【定义间距】|【定义移动】命令。上一页返回下一页1.4任务实施⑩系统提示选择要移动的零件，选择图1-76所示的铸模零件，单击图1-77所示的【选取】对话框中的【确定】按钮结束零件选择。选择凸模的顶面为移动方向参照。⑪出现图1-78所示的红色箭头为移动的方向，在图1-79所示的提示区输入移动距离“50”，单击按钮。⑫选择【菜单管理器】中的【完成】命令，铸模零件向上移动，如图1-80所示。⑬选择【菜单管理器】中的【完成/返回】命令，结束开模操作。上一页返回下一页1.4任务实施9.转出凹模IGES数据文件①在图1-81所示的模型树列表中的“CAVITY01.PRT”零件上右击，在弹出的快捷菜单中选择【打开】命令，系统调用零件模块并打开凹模零件，如图1-82所示。②选择菜单栏中的【文件】|【保存副本】命令，系统弹出图1-83所示的【保存副本】对话框，并自动定位在当前工作目录“D:\第一章”下，在【类型】下拉列表框中选择IGES（*.igs）格式，接受默认的新建名称“CAVITY01”，单击【确定】按钮，系统弹出图1-84所示的【导出IGES】对话框，单击【确定】按钮，将凹模零件输出为IGES曲面格式的文件。上一页返回下一页1.4任务实施③选择图1-85所示的菜单栏中的【窗口】|【关闭】命令，关闭凹模零件窗口，返回到模具模块。10.转出凸模IGES数据文件①在图1-86所示的模型树列表中的“CORE01.PRT”零件上右击，在弹出的快捷菜单中选择【打开】命令，系统调用零件模块并打开凸模零件，如图1-87所示。②选择菜单栏中的【文件】

|【保存副本】命令，系统弹出图1-88所示的【保存副本】话框，并自动定位在当前工作目录“D:\第一章”下，在【类型】下拉列表框中选择IGES（上一页返回下一页1.4任务实施*.igs）格式，接受默认的新建名称“CORE01”，单击【确定】按钮，系统弹出图1-89所示的【导出IGES】对话框，单击【确定】按钮，将凸模零件输出为IGES曲面格式的文件。③选择图1-90所示的菜单栏中的【窗口】|【关闭】命令，关闭凹模零件窗口，返回到模具模块。④选择菜单栏中的【文件】|【保存】命令保存文件，系统弹出【另存为】对话框，并自动定位在设置的当前工作目录“D:\第一章”，要求输入保存文件名称，接受默认的文件名“MOLD01.MFG”，单击【确定】按钮保存文件。

上一页返回下一页1.4任务实施1.4.2排气扇面盖的模具制造从Pro/ENGINEER系统中输出凹、凸模零件的IGES格式文件后，便可以在Mastercam系统将其转入进行加工。1.凸模IGES数据文件处理（1）转入凸模IGES数据文件①启动MastercamX2软件，界面如图1-91所示。②选择菜单栏中的【文件】|【打开】命令，在图1-92所示的【打开】对话框中的文件类型栏选择“IGES文件”文件类型，选择“D:\第一章\core01.igs”文件，单击按钮，转入的凸模IGES文件如图1-93所示。上一页返回下一页1.4任务实施（2）凸模IGES数据文件的坐标处理①选择图1-94所示的工具栏中的侧视构图面工具，在下拉菜单中选择【设置平面为右视角相对于你的WCS】命令。②选择菜单栏中的【转换】|【旋转】命令，视窗选择图1-95所示的所有几何图形，按Enter键确认。图1-95视窗选择要旋转的几何图形③在弹出的图1-96所示的【旋转】对话框中选中【移动】单选按钮，输入旋角度“90.0”，单击确定按钮，单击顶部工具栏中的等角视图按钮和着色显示按钮，结果如图1-97所示。上一页返回下一页1.4任务实施④选择菜单栏中的【文件】|【保存文件】命令，系统弹出图1-98所示的【另存为】对话框，接受默认文件名“CORE01”，单击按钮保存凸模文件。2.凹模IGES数据文件处理（1）转入凸模IGES数据文件选择菜单栏中的【文件】|【打开】命令，在图1-99所示的【打开】对话框中的文件类型栏选择“IGES文件”文件类型，选择“D:\第一章\cavity01.igs”文件，单击按钮，转入的凸模IGES文件如图1-100所示。上一页返回下一页1.4任务实施（2）凹模IGES数据文件的坐标处理①选择图1-101所示的工具栏中的侧视构图面工具，在下拉菜单中选择【设置平面为右视角相对于你的WCS】命令。②选择菜单栏中的【转换】

|【旋转】命令，视窗选择图1-102所示的所有几何图形，按Enter键确认。③在弹出的图1-103所示的【旋转】对话框中选中【移动】单选按钮，输入旋转角度“.90”，单击确定按钮后单击顶部工具栏中的等角视图按钮和着色显示按钮如图图1-104。④选择菜单栏中的【文件】【保存文件】命令，系统弹出图1-105所示的【另存为】对话框，接受默认文件“CAVITY01”，单击按钮保存凹模文件。上一页返回下一页1.4任务实施3.排气扇面罩凸模加工排气扇面罩凸模加工主要包括加工坯料、对刀点的确定，规划曲面挖槽粗加工刀具路径，规划曲面平行精加工刀具路径，规划曲面等高外形精加工刀具路径等内容编程加工方案见表1-2。序号加工方法程序名刀具型号余量时间/min说明1曲面挖槽粗加工101.NC圆鼻刀Φ25R10.51382挖槽精加工102.NC平底刀Φ25043平面挖槽加工103.NC平底刀Φ10044平面挖槽加工104.NC平底刀Φ1002上一页返回下一页1.4任务实施5外形加工105.NC平底刀Φ10016曲面等高外形半精加工106.NC平底刀Φ100.247曲面等高外形精加工106.NC平底刀Φ10038曲面等高外形半精加工107.NC圆鼻刀Φ120.2239曲面等高外形精加工107.NC圆鼻刀Φ12038①选择菜单栏中的【文件】

|【打开】命令，在图1-106所示的【打开】对话框中选择CORE01文件，单击按钮，打开凸模文件。②在图1-107所示的状态栏中的图层【图层】命令上单击。上一页返回下一页1.4任务实施③在图1-108所示的图层设定对话框的【层别编号】栏输入图层名“2”，单击按钮，当前图层处于第2层。④选择菜单栏中的【绘图】|【画边界盒】命令，设置边界盒参数如图1-109所示，单击按钮，结果如图1-110所示。⑤选择菜单栏中的【绘图】|【任意直线】|【绘制任意线】命令，选择图1-111所示的线段端点Pl、P2，结果如图1-112所示，单击按钮结束绘线命令。⑥选择菜单栏中的【转换】|【平移】命令，视窗选择图1-113所示的所有几何图形，按Enter键确认。上一页返回下一页1.4任务实施⑦在图1-114所示的【平移选项】对话框中选中【移动】单选按钮，单击移动起点选择按钮。⑧选择图1-115所示的对角线段中点Pl为移动起点。⑨系统提示选择移动终点，在图1-116所示的坐标输入栏中输入移动终点X坐标为“0.0”，Y坐标为“0.0”，Z坐标为“0.0”，按Enter键确认，单击确定按钮，系统将几何图形中心的最高点移动到原点位置。上一页返回下一页1.4任务实施⑩在图1-117所示的状态栏中的【层别】命令上单击，在【层别管理】对话框的【层别编号】栏输入图层名“3”，关闭第2层，单击确定按钮，如图1-118所示。选择菜单栏中图1-119所示的【绘图】|【曲面曲线】|【所有边界】命令，选择图1-120所示的曲面Pl，按Enter键确认，结果如图1-121所示产生曲面边界，单击按钮结束曲线绘制。（2）Φ25R1圆鼻刀运用曲面挖槽粗加工刀路对凸模毛坯工件进行粗加工运用曲面挖槽刀具路径对排气扇面盖凸模粗加工，目的是粗切除大部分的工件材料。其内容主要包括加工刀具的选择、刀具参数的设置、加工参数（安全高度、下刀位置、下刀方式、切削方式、切削量等）的设置等。上一页返回下一页1.4任务实施①选择菜单栏中的【机床类型】|【铣削系统】|【默认】命令来设置铣床，如图1-122所示。②选择顶部工具栏中的俯视构图面工具。③如图1-123所示，选择菜单栏中的【刀具路径】|【曲面粗加工】|【粗加工挖槽加工】命令，系统弹出图1-124所示的【输入新NC名称】对话框，单击确定按钮。④系统提示选择加工曲面，视窗选择图1-125所示的所有曲面为加工曲面，按Enter键确认。⑤在图1-126所示的对话框中单击设置加工边界按钮，选择图1-127所示的串联几何图形Pl为加工边界，单击【串联选择】对话框中的确定按钮，结束加工边界选择。上一页返回下一页1.4任务实施⑥系统返回【刀具路径的曲面选取】设置对话框，单击确定按钮。⑦系统弹出图1-128所示的【曲面粗加工挖槽】对话框，在刀具栏空白区内右击，在弹出的快捷菜单中选择【刀具管理】命令，从刀具库选择刀具系统弹出图1-129所示的【刀具管理】对话框，选择Φ25R1圆鼻刀，单击加入按钮，再单击确定按钮。上一页返回下一页1.4任务实施⑧在图1-130所示的对话框中设置【刀具号码】为“1”，【刀长补正】为“1”，【刀径补正】为“1”，【进给率】为“1500.0”，【进刀速率】为“1500.0”，【主轴转速】为“1200”，【提刀速率】为“2000.0”。⑨打开图1-131所示的【曲面加工参数】选项卡，设置相关参数。⑩打开图1-132所示的【粗加工参数】选项卡，设置挖槽粗加工的相关参数。⑪单击【螺旋式下刀】按钮，设置参数如图1-133所示，单击按钮。上一页返回下一页1.4任务实施⑫单击【切削深度】设置按钮，设置参数如图1-134所示，单击按钮。提示：在【最高的位置】文本框输入的深度值“-0.5”是为了避免第一层走空刀，而【最低的位置】文本框输入的深度值“-33.0”为模具合模面（平面）的Z深度值，可以单击【侦测平面】按钮测得。⑬单击【间隙设定】设置按钮，设置参数如图1-135所示，单击按钮。⑭打开图1-136所示的【挖槽参数】选项卡，设置曲面挖槽粗加工的相关参数，单击按钮，产生的刀具路径如图1-137所示。上一页返回下一页1.4任务实施（1）加工毛坯料及对刀点的确定在规划排气扇面罩凸模加工刀具路径前，先确定加工几何图形所需要的坯料尺寸及加工边界，并将图形中心的最高点移到系统坐标原点，便于加工时以图形中心对刀。（3）工件参数设置在对排气扇面罩凸模进行曲面挖槽粗加工模拟前，先要对毛坯工件参数进行设定。上一页返回下一页1.4任务实施①选择图1-138所示的【工具设置】命令，设置加工操作管理器中的工件。②在弹出的图1-139所示的【机器群组属性】对话框中打开【素材设置】选项卡，再单击【边界盒】按钮。③设置边界盒参数如图1-140所示，单击确定按钮。④系统自动计算出图1-141所示的工件参数，单击确定按钮。（4）曲面挖槽粗加工实体加工模拟利用Mastercam系统提供的实体加工模拟功能，对工件进行上一页返回下一页1.4任务实施实体粗加工模拟，可以及时发现曲面挖槽粗加工中存在的问题，以便对不合理的粗加工参数进行修改。单击图1-142所示的加工操作管理器中的实体加工模拟按钮，在【实体切削验证】对话框中作图1-143所示的设置，单击执行按钮，模拟加工结果如图1-144所示，单击按钮，结束模拟操作。（5）刀具路径后处理①单击按钮，选中所有操作。然后单击按钮，弹出【后处理程序】对话框，如图1-145所示，单击按钮确认。上一页返回下一页1.4任务实施②弹出【另存为】对话框，如图1-146所示，选择NC文件保存路径，在这里直接单击【保存】按钮，保存文件到默认文件夹内。③生成的G代码程序如图1-147所示。④单击加工操作管理器中的

按钮，关闭曲面挖槽刀具路径显示，为后续的加工操作做准备。

⑤选择菜单栏中的【文件】|【保存文件】命令保存文件。注：鉴于篇幅所限，排气扇面罩凸模其余的刀具路径编程这里不作介绍，读者可以打开附书光盘“MASTERCAM结果文件”内的“CORE01.MCX”文件，参考学习。上一页返回下一页1.4任务实施4.排气扇面罩凹模加工排气扇面罩凹模加工主要包括加工坯料、对刀点的确定，规划曲面挖槽粗加工刀具路径，规划曲面平行精加工刀具路径，规划曲面等高外形精加工刀具路径等内容编程加工方案见表1-3。序号加工方法程序名刀具型号余量时间/min说明1曲面挖槽粗加工101.NC圆鼻刀Φ20R10.5672挖槽加工102.NC平底刀Φ1004加工底平面3曲面等高外形半精加工103.NC平底刀Φ100.244曲面等高外形精加工104.NC平底刀Φ1007上一页返回下一页1.4任务实施5曲面等高外形半精加工105.NC球刀Φ120.2446曲面等高外形精加工106.NC球刀Φ120447曲面浅精加工107.NC球刀Φ1204（1）加工毛坯料及对刀点的确定在规划排气扇面罩凹模加工刀具路径前，先确定加工几何图形所需要的坯料尺寸及加工边界，并将图形中心的最高点移到系统坐标原点，便于加工时以图形中心对刀。①选择菜单栏中的【文件】|【打开】命令，在图1-148所示的【打开】对话框中选择CAVITY01文件，单击按钮，打开凹模文件。上一页返回下一页1.4任务实施②在图1-149所示的状态栏中的图层【图层】命令上单击。图1-149启动图层管理命令③在图1-150所示的图层设定对话框的【层别编号】栏输入图层名“2”，单击按钮，当前图层处于第2层。④选择菜单栏中的【绘图】|【画边界盒】命令，在弹出的对话框中设置边界盒参数，如图1-151所示，单击按钮，结果如图1-152所示。⑤选择菜单栏中的【绘图】|【任意直线】|【绘制任意线】命令，选择图1-153所示的线段端点Pl、P2，结果如图1-154所示，单击按钮结束绘线命令。上一页返回下一页1.4任务实施⑥选择菜单栏中的【转换】|【平移】命令，视窗选择图1-155所示的所有几何图形，按Enter键确认。⑦在图1-156所示的【平移选项】对话框中选中【移动】单选按钮，单击移动起点选择按钮。⑧选择图1-157所示的对角线段中点Pl为移动起点。图1-156设置在两点间移动图1-157选择线段中点为移动起点⑨系统提示选择移动终点，在图1-158所示的坐标输入栏中输入移动终点X坐标为“0.0”，Y坐标为“0.0”，Z坐标为“0.0”，按Enter键确认，单击确定按钮，系统将几何图形中心的最高点移动到原点位置。上一页返回下一页1.4任务实施⑩在图1-159所示的状态栏中的【层别】命令上单击，在【层别管理】对话框的【层别编号】栏输入图层名“3”，关闭第2层，单击确定按钮，如图1-160所示。⑪选择菜单栏中图1-161所示的【绘图】|【曲面曲线】|【所有边界】命令，再选择图1-162所示的曲面Pl，按Enter键确认，结果如图1-163所示产生曲面边界，单击按钮结束曲线绘制。（2）Φ20R1圆鼻刀运用曲面挖槽粗加工刀路对凹模毛坯工件进行粗加工运用曲面挖槽刀具路径对排气扇面罩凹模粗加工，目的是粗切除大部分的工件材料。其内容主要包括加工刀具的选择、刀具参数的设置、加工参数（安全高度、下刀位置、下刀方式、切削方式、切削量等）的设置等。

上一页返回下一页1.4任务实施①选择菜单栏中的【机床类型】|【铣削系统】|【默认】命令来设置铣床，如图1-164所示。②单击顶部工具栏中的俯视构图面按钮。③如图1-165所示，选择菜单栏中的【刀具路径】|【曲面粗加工】|【粗加工挖槽加工】命令，系统弹出图1-166所示的【输入新NC名称】对话框，单击确定按钮。④系统提示选择加工曲面，视窗选择图1-167所示的所有曲面为加工曲面，按Enter键确认。上一页返回下一页1.4任务实施⑤在图1-168所示的对话框中单击设置加工边界按钮，选择图1-169所示的串联几何图形Pl为加工边界，单击【串联选择】对话框中的确定按钮，结束加工边界选择。⑥系统返回【刀具路径的曲面选取】设置对话框，单击确定按钮。⑦系统弹出图1-170所示的【曲面粗加工挖槽】对话框，在刀具栏空白区内右击，在弹出的快捷菜单中选择【刀具管理】命令，从刀具库选择刀具，系统弹出图1-171所示的【刀具管理】对话框，选择Φ20R1圆鼻刀，单击加入按钮，再单击确定按钮。上一页返回下一页1.4任务实施⑧在图1-172所示的对话框中设置【刀具号码】为“1”，【刀长补正】为“l”，【刀径补正】为“1”，【进给率】为“1500.0”，【进刀速率】为“l500.0”，【主轴转速】为“l200”，【提刀速率】为“2000.0”。⑨打开图1-173所示的【曲面加工参数】选项卡，设置相关参数。图1-173设置曲面加工参数⑩选择图1-174所示的【粗加工参数】选项卡，设置挖槽粗加工的相关参数。⑪单击【螺旋式下刀】按钮，设置参数如图1-175所示，单击按钮。上一页返回下一页1.4任务实施⑫单击【切削深度】设置按钮，设置参数如图1-176所示，单击按钮。提示：在【最高的位置】文本框输入的深度值“-0.5”是为了避免第一层走空刀，而【最低的位置】文本框输入的深度值“-33.0”为模具合模面（平面）的Z深度值，可以单击【侦测平面】按钮测得。⑬单击【间隙设定】设置按钮，设置参数如图1-177所示，单击按钮。⑭打开图1-178所示的【挖槽参数】选项卡，设置曲面挖槽粗加工的相关参数，单击按钮，产生的刀具路径如图1-179所示。上一页返回下一页1.4任务实施（3）工件参数设置在对排气扇面罩凸模进行曲面挖槽粗加工模拟前，先要对毛坯工件参数进行设定。①选择图1-180所示的【工具设置】命令，设置加工操作管理器中的工件。②在弹出的图1-181所示的【机器群组属性】对话框中打开【素材设置】选项卡，单击【边界盒】按钮。③设置边界盒参数如图1-182所示，单击确定按钮。④系统自动计算出如图1-183所示的工件参数，单击确定按钮。上一页返回下一页1.4任务实施（4）曲面挖槽粗加工实体加工模拟利用Mastercam系统提供的实体加工模拟功能，对工件进行实体粗加工模拟，可以及时发现曲面挖槽粗加工中存在的问题，以便对不合理的粗加工参数进行修改。单击图1-184所示的加工操作管理器中的实体加工模拟按钮，在【实体切削验证】对话框中单击执行按钮，模拟加工结果如图1-185所示，单击按钮，结束模拟操作。（5）刀具路径后处理①单击按钮，选中所有操作。然后单击按钮，弹出【后处理程序】对话框，如图1-186所示，单击按钮确认。

上一页返回下一页1.4任务实施②弹出【另存为】对话框，如图

1-187所示，选择NC文件保存路径，在这里直接单击【保存】按钮，保存文件到默认文件夹内。③生成的G代码程序如图1-188所示。④单击加工操作管理器中的按钮，关闭曲面挖槽刀具路径显示，为后续的加工操作做准备。⑤选择菜单栏中的【文件】|【保存文件】命令保存文件。注：鉴于篇幅所限，排气扇面罩凹模其余的刀具路径编程这里不做介绍，读者可以打开附书光盘中“MASTERCAM结果文件”内的“CAVITY01.MCX”文件，参考学习。上一页返回1.5知识拓展

分型面的设计

分型面是指将模具型腔分开以便取出制品的分离曲面，它不仅仅局限于对动、定模或侧抽芯滑块的分离，对于模板中的组合件、镶块同样可以采用分型面进行分割，应当根据实际情况定义分型面。在注塑模具中，打开模具取出注塑制品的接口称为“分型面”，它可以将模具工件分成上模型腔、下模型腔、型芯、滑块或销等模具组件。分型面形状和位置的选择不仅直接关系模具结构的复杂程度和制造难度，而且直接影响塑件的质量和生产效率，是模具设计的重要环节。分型面有多种形式，返回下一页1.5知识拓展

常见的有水平分型面、阶梯分型面、斜分型面、锥分型面和异形分型面等。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。①制件型腔完全在定模中。②制件型腔完全在动模中。上一页返回下一页1.5知识拓展

③制件型腔一部分在定模中，一部分在动模中，如图1-189所示。分型面位置的选择具体采用上述三种基本形式中的哪一种，要根据设计模型几何形状的大小、浇注系统安排是否合理、模具是否有利于顶出、是否有利于排气以及制件的外观质量要求和外形公差等因素综合加以考虑。1.5.1在确定分型面时应遵循的原则①应使模具结构尽量简单。如避免或减少侧向分型，采用异型分型面减少动、定模的修配以降低加工难度等。上一页返回下一页1.5知识拓展

②有利于塑件的顺利脱模。如开模后尽量使塑件留在动模边以利用注塑机上的顶出机构，避免侧向长距离抽芯以减小模具尺寸等。③保证塑件的尺寸精度。如尽量把有尺寸精度要求的部分设在同一模块上以减小制造和装配误差等。④不影响塑件的外观质量。在分型面处不可避免地出现飞边，因此应避免在外观光滑面上设计分型面。⑤保证型腔的顺利排气。如分型面尽可能与最后充填满的型腔表壁重合，以利于型腔排气。上一页返回下一页1.5知识拓展

另外，为保证分型面设计成功和所设计的分型面能对工件进行分割，分型面的选取还采用如下一些基本原则。（1）有利于脱模①应将分型面设计在制件断面轮廓最大的部位。如图1-190所示铸件，若分型面选在A-A截面则能顺利脱模，而若选在B-B界面则不能取出铸件。②分型面应当使塑件留在动模部分。由于推出机构一般设置在动模一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后会包紧型芯，使塑件留在动模，有利于脱模。上一页返回下一页1.5知识拓展

③当拔模斜度小或塑件较高时，为便于脱模，可以将分型面选在塑件的中间部位，如图1-191所示。。（2）有利于保证塑件外观质量和精度要求为了保证圆弧处分型不影响外观，应当按图1-192所示设置分型面。当塑件有同轴度要求时，可以将型腔放在模具同一侧以防止两部分错型，如图1-193所示。（3）有利于成型零件的加工制造对于斜面分型面，如果凸模与凹模的倾斜角度不一致，那么就比较难加工了，如图1-194所示；而如果将倾斜面角度设计为一致的，则加工成型就比较方便了，如图1-195所示。上一页返回下一页1.5知识拓展

（4）有利于侧向抽芯塑件有侧套凹或侧孔时，侧向滑块型芯应当放在动模一侧，这样模具结构会比较简单，如图1-196所示。对于投影面积较大而又需侧向分型抽芯时，由于侧向滑块合模时锁紧力较小，这时应将投影面积较大的分型面设在垂直于合模方向，如图1-197所示。图1-196侧向抽芯位置图1-197分型面设在合模方向1.5.2常见各种分型面的处理在零件各种分型面里，通常包括了最大分型面、孔位分型面。详细的介绍如下。上一页返回下一页1.5知识拓展

（1）最大分型面零件最大的分型面通常根据零件最大分型线的形状及特点来确定分型面的形式。常见的最大分型面分为下面4种类型。①平直型：零件整圈最大分型线呈平直的状态，直接将最大分型面线延伸至模仁边界，如图1-198所示。②角度型：当零件整圈最大分型线呈倾斜角度状态时，需要在倾斜的分型面两端做防滑定位平台。防止零件沿倾斜的平面自行移位，如图1-199所示。③转折型：零件整圈最大分型线呈转折的状态，直接将呈转折状态的最大分型线延伸至模仁边界，分型面呈高低起伏的转折状态，如图1-200所示。上一页返回下一页1.5知识拓展

④曲面型：零件整圈最大分型线呈曲面变化状态，将零件最大的分型线沿曲面方向延伸出一段距离后，再做水平分型面来定位，如图1-201所示。（2）直孔位分型面除了零件最大分型线以外，其余的分型面则是零件内部的孔位分型面，内部孔位的分型面形式跟孔位最小的分型线及周边特征的形状有直接的关系。深度大于5mm的孔位特征需要拔模处理。拔模后最小的孔边界就是分型线，将分型线闭合形成的特征即称为“分型面”。孔位特征周边的形状及分型线都是平面时，分型面也是平面形态。当孔位特征周边的形上一页返回下一页1.5知识拓展

状及分型线是变化状态时，分型面也应跟随孔位特征周边的形状而变化。当孔位特征周边的形状及分型线不是曲面变化状态时，分型面也是曲面变化形态。孔位拔模后，当靠近动模侧的一端较大时，分型面靠破在定模，当靠近定模侧的一端较大时，分型面靠破在动模。当动定模两侧都有拔模处理时，则靠破在拔模后相交的最小孔边界处。下面以孔位特征周边的形状及分型线都是平面形态为例介绍3种直孔分型面。①靠破在定模：如图1-202所示，孔位拔模后，靠近动模侧的一端较大时，分型面靠破在定模。当孔位处的模仁较深时上一页返回下一页1.5知识拓展

可将孔位处的模仁单独拆分成型芯。但型芯磨损后容易在孔位的外观表面周边产生溢边。②靠破在动模：如图1-203所示，孔位拔模后，靠近定模侧的一端较大时，分型面靠破在动模。当孔位处的模仁较深时可将孔位处的模仁单独拆分成型芯。靠近外观面处无痕迹，但容易使产品粘定模仁。③动定模靠破：如图1-204所示，当动定模两侧都有拔模处理时，则靠破在拔模后相交的最小孔边界处。由于分型线在孔内部，外观表面没有型芯痕迹，动模部分的模仁也可以拆分成型芯。整个直径的高度须保证有2/3在动模侧，l/3在定模侧。这样可以确保零件不粘定模侧。上一页返回下一页1.5知识拓展

（3）侧孔位分型面在图1-205所示的侧孔特征，常将孔位特征做延伸后再以拔模角度的方式创建分型面，如图1-206所示。分型面侧面至少要做2°拔模处理。以免动定模仁相互擦伤。如有需要也可以将此处做型芯。注意：当直孔位特征的上下有倒扣特征，且倒扣特征高出周边特征的距离较大时，常将倒扣位处的模仁拆分成型芯处理。具体型芯拆解的方式参照后面章节的拆分型芯。上一页返回图1-1排气扇面盖零件图返回图1-2动模仁特征返回

图1-3定模仁特征

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图1-4缩水后参照零件最大外形尺寸返回

图1-5模仁长度与宽度方向的尺寸图示

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图1-6模仁高度方向的尺寸图示

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图1-7零件尺寸

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图1-8【新建】对话框

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图1-9选择公制模板

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图1-10模具设计模块界面

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图1-11装配参照模型

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图1-12选择参照模型文件

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图1-13选择缺省位置装配方式返回

图1-14接受默认的参照模型名称

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图1-15组件绝对精度提示对话框

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图1-16装配结果

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图1-17隐藏参照模型自身的基准面和基准轴

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图1-18只显示模具的3个基准面

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图1-19设置收缩比率返回

图1-20手动创建毛坯工件

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图1-21输入毛坯工件名称返回

图1-22选择创建特征选项

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图1-23拉伸特征选项

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图1-24选择草绘平面及草绘视图方向参照

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图1-25选择尺寸标注参照

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图1-26绘制拉伸剖面

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图1-27零件放收缩率后的尺寸

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图1-28输入拉伸高度

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图1-29产生毛坯工件

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图1-30遮蔽毛坯工件

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图1-31选择分型曲面命令

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图1-32选择参照模型、种子曲面及边界曲面

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图1-33选择边界曲面

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图1-34被选择的外表面曲面

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图1-35被选择的外表面曲面

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图1-36启动靠破孔填充

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图1-37选择填充曲面

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图1-38复制的分型面

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图1-39撤销遮蔽毛坯工件

返回

图1-40定义填充特征选项

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图1-41选择草绘平面

返回

图1-42选择边线

返回

图1-43产生填充曲面

返回

图1-44遮蔽毛坯工件

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图1-45选择要合并的两个曲面

返回

图1-46切换曲面保留方向

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图1-47曲面合并结果

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图1-48撤销毛坯工件遮蔽

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图1-49选择分割模具体积块命令

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图1-50选取分型面

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图1-51结束分型面选择

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图1-52输入凹模仁名称及着色

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图1-53着色显示凹模仁体积块

返回

图1-54输入凸模仁名称及着色

返回

图1-55着色显示凸模仁体积块

返回

图1-56选择抽取模具元件命

返回

图1-57选取全部体积块

返回

图1-58产生模具组件零件

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图1-59选择铸模命令

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图1-60输入铸模零件名称

返回

图1-61输入铸模零件名称

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图1-62打开铸模零件

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图1-63铸模模型

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图1-64关闭铸模零件窗口

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图1-65遮蔽元件

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图1-66选择【树过滤器】命令

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图1-67显示树特征

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图1-68隐藏分型面

返回

图1-69选择开模命令

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图1-70选择移动零件和方向参照

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图1-71确定选择的零件

返回

图1-72显示移动方向

返回

图1-73输入移动距离

返回

图1-74凹模向上移动

返回

图1-75选择开模命令

返回

图1-76选择移动零件和方向参照

返回

图1-77确定选择的零件

返回

图1-78显示移动方向

返回

图1-79输入移动距离

返回

图1-80铸模向上移动

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图1-81打开凹模零件

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图1-82打开的凹模零件

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图1-83选择IGES文件格式

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图1-84输出IGES曲面

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图1-85关闭凹模零件

返回

图1-86打开凸模零件

返回

图1-87打开的凸模零件

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图1-88选择IGES文件格式

返回

图1-89输出IGES曲面

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图1-90关闭凸模零件

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图1-91启动MastercamX2软件

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图1-92选择要转入的IGES文件

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图1-93转入的凸模IGES文件

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图1-94选择侧视构图面

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图1-95视窗选择要旋转的几何图形

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图1-96设置旋转参数

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图1-97旋转结果

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图1-98保存凸模文件

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图1-99选择要转入的IGES文件

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图1-100转入的凹模IGES文件

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图1-101选择侧视构图面

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图1-102视窗选择要旋转的几何图形

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图1-103设置旋转参数

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图1-104旋转结果

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图1-105保存凹模