《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四章

4.1任务引入

4.1.1零件图制品的零件图如图4-1所示。4.1.2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）生产批量为大批量；（3）零件材料为POM；（4）材料的缩水率为1.022。返回4.2任务分析

4.2.1模具设计流程分析本制品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→创建模具镶件体积块→创建模具滑块体积块→创建模具元件→创建浇注系统→完成模具设计。4.2.2模具结构分析根据设计要求和产品结构特点，拟定一模多腔的模具结构。返回下一页4.2任务分析

4.2.3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平面挖槽、曲面平行、等高外形等精加工路径即可完成。上一页返回4.3相关知识（侧向分型与抽芯机构的设计）

4.3.1侧向分型的机理当塑件上具有内外侧孔或内外侧凹时（如图4-2所示），塑件不能直接从模具中脱出。此时需将成型塑件侧孔或侧凹等的模具零件做成活动的，这种零件为侧型芯（俗称活动型芯）。在塑件脱模前先将侧型芯从塑件上抽出，然后再从模具中推出塑件。完成侧型芯抽出和复位的机构就叫做侧向分型与抽芯机构。从这个过程中可以看到，模具是先开模后推出塑件。在推出塑件时，成型塑件上侧孔的侧型芯5随着滑块8在开模过程中侧移离开塑件，而滑块8的侧移则是斜销3作用的上一页返回下一页4.3相关知识

结果；在开模过程中，滑板8会随着动模运动而与定模分开，斜销3则固定在定模上不能运动，这就迫使滑块8在开模运动的同时作侧面分型抽芯运动。这就是这种分型抽芯机构的工作原理。在合模过程中，滑块8仍然是由斜销作用而复位，推管6是由复位杆（图4-3中未标出）等装置作用而复位的（在这里还须设置先行复位装置）。4.3.2常用斜销分型与抽芯机构斜销分型与抽芯机构应用十分广泛，特别是在抽芯距较短，抽拔力较小时更为适用。其常见的有以下4种主要形式。上一页返回下一页4.3相关知识

（1）斜销在定模，滑块在动模如图4-4所示，模具分型动作过程：①开模时，动、定模分型，滑块2在斜销1的作用下进行抽芯；②抽芯结束后，推杆3推出塑件。（2）斜销在动模，滑块在定模如图4-5所示，模具分型动作过程：①开模时，Ⅰ先分型，型芯5不动，固定板1移动，滑块4在斜销2的作用下进行侧抽芯；②固定板与型芯的台肩相碰，Ⅱ分型，型芯带着塑件脱离定模型腔；③推件板3推出塑件。第4章支的模具设计与制造205上一页返回下一页4.3相关知识

（3）斜销、滑块在定模如图4-6所示，模具分型动作过程：①开模时，Ⅰ先分型，滑块l在斜销2的作用下进行侧抽芯；②抽芯结束后，定模型腔板6在定距螺钉5的作用下使Ⅱ分型，塑件留在型芯3上；③推件板4推出塑件。（4）斜销、滑块在动模如图4-7所示，模具分型动作过程：①开模时，小滑块4在斜销5的作用下进行侧抽芯；②继续开模，在推杆2和推件板3的作用下大滑块5分开，塑件脱出；③合模时，在斜楔1的作用下，保证大滑块5先复位。上一页返回4.4任务实施4.4.1支架模具设计支架三维造型完成后，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.调入模具参考模型①选择菜单栏中的【文件】|【新建】命令或单击

按钮建立新的文件，系统弹出如图4-8所示的【新建】对话框，在【类型】栏中选中【制造】单选按钮，在【子类型】栏中选中【模具型腔】单选按钮，在名称输入栏中输入文件名返回下一页4.4任务实施“MOLD04”，并取消选中【使用缺省模板】复选框，单击【确定】按钮。②在系统弹出的【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，进入模具设计模块。③单击工具栏中的选取零件\定义零件在模具中的放置和方向

按钮。④系统弹出图4-9所示的【打开】对话框，并自动定位在设置的当前工作目录“D：\第四章”下，在【打开】对话框中选择文件“zj4.prt”，单击【打开】按钮。上一页返回下一页4.4任务实施⑤接受图4-10所示的参照模型名称为“MOLD04_REF”，单击【确定】按钮。⑥选中图4-11所示的【布局】对话框中的【矩形】和【Y对称】单选按钮，在【X】的【型腔】微调框中把“2”增量为“80”，在【Y】的【型腔】微调框中把“2”增量为“35”，单击【确定】按钮。208基于Pro/E与Mastercam的模具设计与制造⑦接受图4-12所示的系统给定的绝对精度值，单击【确定】按钮。⑧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4-13上一页返回下一页4.4任务实施2.设置收缩率①选择工具栏中的按比例指定零件收缩工具，选择图4-14所示的参照模型。②系统要求选取坐标系，选择图4-15所示的加亮参照模型中的坐标系（PRT_CSYS_DEF）。③在图4-16所示的【按比例收缩】对话框中输入收缩率为“0.022”，单击

按钮完成收缩率的设置。上一页返回下一页4.4任务实施3.设计毛坯工件①选择工具栏中的自动创建工件

工具。②系统要求选择铸模原点坐标系，选择图4-17所示的模具坐标系（MOLD_DEF_CSYS）。③在图4-18所示的整体尺寸栏输入自动工件的整体尺寸为X：170；Y：110；+Z型腔：40；Z型芯：30，单击【确定】按钮，结果如图4-19所示。4.设计分型面（1）创建主分型面上一页返回下一页4.4任务实施①选择工具栏中的分型面

工具，再单击工具栏中的拉伸工具

选择图4-20所示的基准平面为草绘平面。②进入草绘模式后，通过用现有边

工具和线

工具，绘制图4-21所示的拉伸剖面，单击

按钮。③草绘完成后，在拉伸操作板中，选择对称拉伸

工具，拉伸深度设为“110”，单击

按钮，得到图4-22所示的拉伸分型面。（2）创建镶件分型面①单击工具栏中的拉伸

工具，选择图4-23所示毛坯工件的底面为草绘平面。上一页返回下一页4.4任务实施②进入草绘模式后，通过用现有边

工具，抽取图4-24所示的4个孔的轮廓，单击

按钮。③草绘完成后，在拉伸操作板中，选择拉伸至平面

工具，选取图4-25所示的参照零件顶面为拉伸终止面，并在图4-26所示的【选项】中选中【封闭端】复选框，单击

按钮。④继续使用“拉伸工具”，选择【放置】【|定义】命令，在系统弹出图4-27所示的【草绘】对话框中单击【使用先前的】按钮。⑤进入草绘模式后，使用现有边

工具，抽取4条镶件分型面的边，再用线

工具完成图4-28所示的拉伸剖面。上一页返回下一页4.4任务实施⑥草绘完成后，使其向上拉伸，深度为“4”，并在【选项】中选中【封闭端】复选框，单击

按钮。⑦单击图4-29所示模型树中的【设置】|【树过滤器】命令，系统弹出图4-30所示的【模型树项目】对话框，选中对话框中的【特征】复选框，单击【确定】按钮。⑧按住Ctrl键选取图4-31所示模型树中的两个拉伸分型面特征，选择菜单栏中的【编辑】|【合并】命令，在曲面合并操作栏中分别单击曲面保留方向切换的两个

按钮，再单击

按钮完成两个曲面的合并。（3）创建镶针分型面上一页返回下一页4.4任务实施①单击工具栏中的拉伸

工具，选择毛坯工件的底面为草绘平面。②进入草绘模式后，通过用现有边工具

，抽取图4-32所示的4个小圆孔的轮廓，单击

按钮。③草绘完成后，在拉伸操作板中，选择拉伸至平面

工具，选取图4-33所示的平面为拉伸终止面，并在【选项】中选中【封闭端】复选框，单击

按钮。④继续使用“拉伸工具”，选择【放置】|【定义】命令，在系统弹出图4-34所示的【草绘】对话框中单击【使用先前的】按钮。上一页返回下一页4.4任务实施⑤进入草绘模式后，使用现有同心圆

工具，选取刚拉伸的分型面的边为参照，绘制4个直径为“4”的圆，如图4-35所示。⑥草绘完成后，使其向上拉伸，深度为“4”，并在【选项】中选中【封闭端】复选框，单击

按钮。⑦按住Ctrl键选取如图4-36所示模型树中的两个拉伸分型面特征，选择菜单栏中的【编辑】|【合并】命令，在曲面合并操作栏中分别单击曲面保留方向切换的两个

按钮，再单击

按钮完成两个曲面的合并。上一页返回下一页4.4任务实施（4）创建滑块分型面①单击工具栏中的拉伸

工具，选择图4-37所示的毛坯工件的侧面为草绘平面。②选择图4-38所示的P1为垂直尺寸标注参照，P2、P3为水平尺寸标注参照。③进入草绘模式后，关闭基准面显示，绘制图4-39所示的拉伸剖面，单击

按钮。④草绘完成后，在拉伸操作板中，选择拉伸至平面

工具，选取图4-40所示的平面为拉伸终止面，并在【选项】中选中【封闭端】复选框，单击

按钮。上一页返回下一页4.4任务实施⑤使用工具栏中的倒圆角

工具，选择图4-41所示滑块分型面的两条边进行倒圆角，圆角半径为“3”，单击

按钮。⑥继续使用“拉伸工具”并使用先前的草绘平面。⑦进入草绘模式后，使用现有边

工具，抽取图4-42所示的两个小圆孔的轮廓，单击

按钮。⑧草绘完成后，在拉伸操作板中，选择拉伸至平面

工具，选取图4-43所示的平面为拉伸终止面，并在【选项】中选中【封闭端】复选框，单击

按钮。⑨按住Ctrl键选取图4-44所示模型树中的两个拉伸分型面特征，选择菜单栏中的【编辑】|【合并】命令，在曲面上一页返回下一页4.4任务实施合并操作栏中分别单击曲面保留方向切换的两个

按钮，再单击

按钮完成一个滑块分型面的创建。⑩用同样的方法创建另一个滑块的分型面，结果如图4-45所示，单击工具栏中的

按钮完成分型面的创建。5.设计及分割体积块（1）分割基础体积块①选择工具栏中的分割为新的模具体积块

工具，选择图4-46所示的【菜单管理器】中的【两个体积块】|【所有工件】|【完成】命令。上一页返回下一页4.4任务实施选择图4-47所示的分型面为模具体积块分割曲面。③单击图4-48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。④系统高亮显示毛坯工件的下半部分，并弹出图4-49所示的【属性】对话框，输入凸模名称“CORE04”，单击【着色】按钮，被分割的体积块如输入凸模名称及着色图4-50所示，单击【确定】按钮。⑤系统高亮显示毛坯工件的上半部分，并弹出图4-51所示的【属性】对话框，输入凹模名称“CAVITY04”，单击【着色】按钮，被分割的体积块如图4-52所示，单击【确定】按钮。上一页返回下一页4.4任务实施（2）分割镶针体积块①选择工具栏中的分割为新的模具体积块

工具，在【分割体积块】菜单中依次选择【一个体积块】|【模具体积块】|【完成】命令，如图4-53所示。②在弹出的【搜索工具】对话框中，如图4-54所示，选取凸模型芯体积块“面组：F27（CORE04）”作为分割的对象，单击

按钮，最后单击【关闭】按钮，关闭【搜索工具】对话框。③这时系统要求选取分割曲面，选取图4-55所示的镶针分型面，再单击对话框中的【确定】按钮，弹出【岛列表】上一页返回下一页4.4任务实施对话框，如图4-56所示，选中【岛2～岛5】复选框，并选择【完成选取】选项，最后单击【分割】对话框中的【确定】按钮。④在图4-57所示的【属性】对话框中输入镶针名称xiangzhen，并着色观察镶针图样如图4-58所示，最后在对话框中单击【确定】按钮，完成镶件的分割。（3）分割镶件体积块①选择工具栏中的分割为新的模具体积块

工具，在【分割体积块】菜单中依次选择【一个体积块】|【模具体积块】|【完成】命令，如图4-59所示。上一页返回下一页4.4任务实施②在弹出的【搜索工具】对话框中，如图4-60所示，选取凸模型芯体积块“面组：F27（CORE04）”作为分割的对象，单击

按钮，最后单击【关闭】按钮，关闭【搜索工具】对话框。③这时系统要求选取分割曲面，选取图4-61所示的镶件分型面，再单击对话框中的【确定】按钮，弹出【岛列表】对话框，如图4-62所示选中【岛2】～【岛5】复选框，并选择【完成选取】选项，最后单击【分割】对话框中的【确定】按钮。上一页返回下一页4.4任务实施④在如图4-63所示的【属性】对话框中输入镶件名称xiangjian，并着色观察镶件图样，如图4-64所示，最后在对话框中单击【确定】按钮，完成镶件的分割。（4）分割侧滑块体积块①选择工具栏中的分割为新的模具体积块

工具，在【分割体积块】菜单中依次选择【一个体积块】|【模具体积块】|【完成】命令。②在弹出的【搜索工具】对话框中选取凸模型芯体积块“面组：F27（CORE04）”作为分割的对象，单击

按钮，最后单击【关闭】按钮，关闭【搜索工具】对话框。上一页返回下一页4.4任务实施③这时系统要求选取分割曲面，选取图4-65所示中的P1分型面组，再单击对话框中的【确定】按钮，弹出【岛列表】对话框，如图4-66所示，选中【岛2】复选框，并选择【完成选取】选项，最后单击【分割】对话框中的【确定】按钮。④在图4-67所示的【属性】对话框中输入滑块1名称“huakuai1”，并着色观察滑块1图样，如图4-68所示，最后在对话框中单击【确定】按钮，完成滑块1的分割。⑤用同样的方法，使用P2分型面组分割第二个滑块体积块，滑块名称为“huakuai2”。上一页返回下一页4.4任务实施6.抽取模具元件①选择工具栏中的从模具体积块创建型腔嵌入件零件

工具。②系统弹出图4-69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，结束抽取模具元件。7.设计浇注系统（1）设计分流道①在设计浇注系统前先将参照模型、毛坯工件和分型面隐藏起来，选择项部工具栏中的遮蔽

工具，将图4-70所示的参照模型“MOLD04_REF”和毛坯工件“MOLD04_WRK”遮蔽，再上一页返回下一页4.4任务实施单击图4-71所示的

按钮，将分型面“PART_SURF_1”遮蔽，最后单击【遮蔽】选项卡中的【关闭】按钮。②选择图4-72所示的【菜单管理器】中的【特征】|【型腔组件】|【流道】|【倒圆角】命令。③在图4-73所示的提示区输入流道直径“4”，单击

按钮。④这时系统要求“选取或创建一个草绘平面”，选择图4-74所示凸模的最顶面作为草绘平面，选择【菜单管理器】中的【正向】|【缺省】命令。上一页返回下一页4.4任务实施⑤进入草绘模式后，使用线

工具绘制图4-75所示的3条直线，单击

按钮。⑥选择图4-76所示【相交元件】对话框中的【自动添加】按钮，系统自动添加了相交元件，再单击【确定】按钮。⑦单击图4-77所示【流道】对话框中的【确定】按钮，选择【菜单管理器】中的【完成/返回】命令，完成流道的创建。（2）设计浇口选取图4-78所示的模型树中的凹模元件CAVITY04.PRT，右击，在弹出的快捷菜单中选择【遮蔽】命令。上一页返回下一页4.4任务实施②选择图4-79所示的【菜单管理器】中的【特征】|【模具元件】|【流道】|【梯形】命令。提示：在选择【模具元件】命令后，系统要求“选取要加特征上去的元件”，这时在绘图区中选择凸模元件CORE04，再继续选择命令。③在图4-80所示的提示区输入流道宽度“2”，单击

按钮。④在图4-81所示的提示区输入流道深度“1”，单击

按钮。上一页返回下一页4.4任务实施⑤在图4-82所示的提示区输入流道侧角度“10”，单击

按钮

。⑥在图4-83所示的提示区输入流道拐角半径“0.2”，单击

按钮。⑦这时系统要求“选取或创建一个草绘平面”，选择图4-84所示的型腔顶面作为草绘平面，选择【菜单管理器】中的【正向】|【缺省】命令。⑧进入草绘模式后，选择

工具绘制图4-85所示的两条直线，单击

按钮。上一页返回下一页4.4任务实施⑨单击图4-86所示【流道】对话框中的【确定】按钮。选择【菜单管理器】中的【完成|返回】命令，完成流道的创建。⑩选择【菜单管理器】中的【完成/返回】命令，完成流道的创建。结果如图4-878.生成铸模①选择图4-88所示的【菜单管理器】中的【铸模】|【创建】命令。②在图4-89所示的提示区输入铸模零件名称“ZHUM04”，单击

按钮。上一页返回下一页4.4任务实施③在如图4-90所示的提示区输入模具零件公用名称“ZHUM04”，单击

按钮，完成铸模的创建。④在模型树中新增加的铸模零件“zhum04.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4-91所示。⑤选择的菜单栏中的【窗口】|【关闭】命令，关闭铸模零件，返回到模具模块。9.模拟开模①在开模之前首先将凹模元件取消遮蔽，单击左工具栏中的执行模具开口分析

命令按钮，接着选择图4-92所示的【上一页返回下一页4.4任务实施菜单管理器】中的【定义间距】|【定义移动】命令进行开模模拟。②系统要求选择要移动的零件，选择图4-93所示的凹模零件，单击图4-94所示的【选取】对话框中的【确定】按钮结束零件选择，选择凹模的顶面为移动方向参照。③在图4-95所示的提示区输入移动距离“100”，单击

按钮。④选择【菜单管理器】中的【完成】命令，凹模向上移动，如图4-96所示。上一页返回下一页4.4任务实施⑤继续选择图4-97所示的【菜单管理器】中的【定义间距】|【定义移动】命令。⑥系统提示选择要移动的零件，选择图4-98所示的铸模零件，单击图4-99所示的【选取】对话框中的【确定】按钮结束零件选择，选择图中的边为移动方向参照。⑦在图4-100所示的提示区输入移动距离“50”，单击

按钮。⑧选择【菜单管理器】中的【完成】命令，铸模零件向上移动，如图4-101所示。⑨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4.4任务实施10.转出凹模IGES数据文件①在图4-102所示的模型树列表中的CAVITY04.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4-103所示。②选择菜单栏中的【文件】【|保存副本】命令，系统弹出图4-104所示的【保存副本】对话框，并自动定位在当前工作目录“D:\第四章”下，在【类型】栏选择IGES（*.igs）格式，接受默认的新建名称CAVITY04，单击【确定】按钮，系统弹出图4-105所示的【导出IGES】对话框，单击【上一页返回下一页4.4任务实施确定】按钮，将凹模零件输出为IGES曲面格式的文件。③选择菜单栏中的【窗口】|【关闭】命令，关闭凹模零件窗口，返回到模具模块。11.转出凸模IGES数据文件①在图4-106所示的模型树列表中的CORE04.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4-107所示。图4-106打开凸模零件图4-107打开的凸模零件②选择菜单栏中的【文件】【|保存副本】命令，系统弹出图4-108所示的【保存副本】对话框，并自动定位在当前工上一页返回下一页4.4任务实施作目录“D:\第四章”下，在【类型】栏选择IGES（*.igs）格式，接受默认的新建名称core04，单击【确定】按钮，系统弹出图4-109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选择菜单栏中的【窗口】|【关闭】命令，关闭凸模零件窗口，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【保存对象】对话框，并自动定位在设置的当前工作目录“D:\第四章”，要求输入保存文件名称，接受默认的文上一页返回下一页4.4任务实施件名MOLD04.MFG，单击【确定】按钮保存文件。24.4.2支架的模具制造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4-110所示。②选择菜单栏中的【文件】|【打开】命令，在图4-111所示的【打开】对话框中的文件类型栏选择“IGES文件”文件类型，并选择“D:\第四章\core04.igs”文件，单击按钮，转入的凸模IGES文件，如图4-112所示。上一页返回下一页4.4任务实施（2）凸模IGES数据文件的坐标处理①选择图4-113所示的工具栏中的侧视构图面

工具。②选择菜单栏中的【转换】|【旋转】命令，视窗选择图4-114所示的所有几何图形，按Enter键确认。③在弹出的图4-115所示的【旋转】对话框中选中【移动】单选按钮，输入旋转角度“90.0”，然后再单击确定

按钮，并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4-116所示。④选择菜单栏中的【文件】|【保存】命令保存文件，系统弹出图4-117所示的【另存为】对话框，输入保存文件名上一页返回下一页4.4任务实施“CORE04”，并单击

按钮保存凸模文件。2.凹模IGES数据文件处理（1）转入凹模IGES数据文件①选择菜单栏中的【文件】|【打开】命令，在图4-118所示的【打开】对话框中的文件类型栏选择“IGES文件”文件类型，并选择“D:\第四章\cavity04.igs”文件，单击

按钮，转入的凹模IGES文件如图4-119所示。（2）凹模IGES数据文件的坐标处理①选择图4-120所示的工具栏中的侧视构图面

工具。上一页返回下一页4.4任务实施②选择菜单栏中的【转换】|【旋转】命令，视窗选择图4-121所示的所有几何图形，按Enter键确认。③在弹出的图4-122所示的【旋转】对话框中选中【移动】单选按钮，输入旋转角度“90.0”，单击方向

按钮，然后单击确定按钮，并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4-123所示。④选择菜单栏中的【文件】|【保存】命令保存文件，系统弹出图4-124所示的【另存为】对话框，输入保存文件名“CAVITY04”，单击

按钮保存凹模文件。上一页返回下一页4.4任务实施3.支架凸模加工支架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。见表4-1。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Φ12R10.5312挖槽加工102.NC平底刀Φ12053外形轮廓加工103.NC平底刀Φ604上一页返回下一页4.4任务实施4挖槽加工104.NC平底刀Φ12025挖槽加工105.NC平底刀Φ6046挖槽加工106.NC平底刀Φ6027挖槽加工107.NC平底刀Φ6028外形轮廓加工108.NC平底刀Φ305（1）加工毛坯料及对刀点的确定在规划支架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。上一页返回下一页4.4任务实施①单击状态栏中的【图层】命令。②在图4-125所示的图层设定对话框中的【层别编号】栏输入图层名“2”，单击按钮，当前图层处于第2层。③选择菜单栏中的【绘图】|【画边界盒】命令，弹出【边界盒选项】对话框，设置边界盒参数如图4-126所示，单击按钮

，结果如图4-127所示。④选择菜单栏中的【绘图】|【任意直线】|【绘制任意线】命令，选择图4-128所示的线段端点Pl和P2，结果如图4-129所示，单击

按钮结束绘线命令。上一页返回下一页4.4任务实施⑤选择菜单栏中的【转换】|【平移】命令，视窗选择如图4-130所示的所有几何图形，按Enter键确认。⑥在图4-131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。⑦选择图4-132所示的对角线段中点Pl为移动起点。⑧系统提示选择移动终点，在图4-133所示的坐标输入栏中输入移动终点X的坐标为“0.0”，Y的坐标为“0.0”，Z的坐标为“0.0”，按Enter键确认，并单击确定按钮，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4.4任务实施⑨在图4-134所示的状态栏中的【层别】命令上单击，在【层别管理】对话框中的【层别编号】栏输入图层名“3”，关闭第2层，单击确定

按钮，如图4-135所示。⑩选择菜单栏中的【绘图】|【曲面曲线】|【所有边界】命令，选择图4-136所示的曲面Pl，按Enter键确认，结果如图4-137所示，产生曲面边界，单击

按钮结束曲线绘制。选择菜单栏中的【绘图】|【绘制曲面】|【H填补内孔】命令，选择图4-138所示的曲面Pl，并将箭头移动到内孔边上，单击确认，结果如图4-139所示，产生填补内孔平面，接着选取其他有内孔的平面，最后单击按钮结束填补内孔，上一页返回下一页4.4任务实施（2）Φ12R1圆角刀运用曲面挖槽粗加工刀路对凸模毛坯工件进行粗加工如图4-140。①选择菜单栏中的【机床类型】|【铣削系统】|【默认】命令。②选择顶部工具栏中的俯视构图面

工具。③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4-141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4-142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4.4任务实施⑤在图4-143所示的对话框中单击设置加工边界

按钮，选择图4-144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，结束加工边界的选择。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4-145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，系统弹出图4-146所示的【刀具管理】对话框，选择Φ12R1圆鼻刀，单击加入

按钮，再单击确定

按钮即可。上一页返回下一页4.4任务实施⑧在图4-147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”，【主轴转速】为“2000”，【提刀速率】为“2000”图4-147设置刀具参数⑨选择图4-148所示的【曲面粗加工挖槽】对话框中的【曲面加工参数】选项卡，设置相关参数。⑩选择图4-149所示的【曲面粗加工挖槽】对话框中的【粗加工参数】选项卡，设置相关参数。⑪单击【螺旋式下刀】按钮，在弹出的对话框中设置参数如图4-150所示，单击

按钮。单击【切削深度】按钮，在弹上一页返回下一页4.4任务实施出的对话框中设置参数如图4-151所示，单击

按钮。⑫单击【间隙设置】按钮，在弹出的对话框中设置参数如图4-152所示，单击

按钮。打开图4-153所示的【曲面粗加工挖槽】对话框中的【挖槽参数】选项卡，设置相关参数，单击按钮，产生的刀具路径如图4-154所示。（3）工件参数设置①选择图4-155所示的加工操作管理器中的【材料设置】命令。在弹出的图4-156所示的工件设置对话框中单击【边界盒】按钮。图4-155启动材料设置命令图4-156启动边界盒设置上一页返回下一页4.4任务实施③设置边界盒参数图4-157所示，单击确定

按钮。④系统自动计算出图4-158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单击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4-159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4-160所示，单击

按钮确认。上一页返回下一页4.4任务实施②弹出【另存为】对话框，如图4-161所示，选择NC文件保存路径，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4-162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，支架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中“MASTERCAM结果文件”内的“CORE04.MCX”文件，参考学习。上一页返回下一页4.4任务实施4.支架凹模加工支架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。见表4-2。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Φ25R10.552曲面线平面精加工102.NC平底刀Φ25063曲面等高精加工103.NC平底刀Φ25034曲面等高精加工104.NC平底刀Φ2503上一页返回下一页4.4任务实施（1）加工毛坯料及对刀点的确定在规划支架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单击状态栏中的【图层】命令。②在图4-163所示的【层别管理】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。③选择菜单栏中的【绘图】|【画边界盒】命令，设置边界盒参数如图4-164所示，单击

按钮，结果如图4-165所示。上一页返回下一页4.4任务实施④选择菜单栏中的【绘图】|【任意直线】|【绘制任意线】命令，选择图4-166所示的线段端点P1和P2，结果如图4-167所示，单击

按钮结束绘线命令。⑤选择菜单栏中的【转换】|【平移】命令，视窗选择图4-168所示的所有几何图形，按Enter键确认。⑥在图4-169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。⑦选择图4-170所示的对角线段中点P1为移动起点。⑧系统提示选择移动终点，在图4-171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坐标上一页返回下一页4.4任务实施为“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。⑨单击状态栏中的【层别】命令，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

按钮，如图4-172所示。⑩选择菜单栏中的【绘图】|【曲面曲线】|【所有边界】命令，选择图4-173所示的曲面Pl，按Enter键确认，结果如图4-174所示，产生曲面边界，单击

按钮结束曲线绘制。上一页返回下一页4.4任务实施（2）Φ25R1圆角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支架凸模粗加工，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。①选择菜单栏中的【机床类型】|【铣削系统】|【默认】命令。②选择顶部工具栏中的俯视构图面

工具。③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4-175所示的【输入新NC上一页返回下一页4.4任务实施名称】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4-176所示的所有曲面为加工曲面，按Enter键确认。⑤在图4-177所示的对话框中单击设置加工边界按钮，选择图4-178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。上一页返回下一页4.4任务实施⑦系统弹出图4-179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，系统弹出图4-180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

按钮即可。⑧在图4-181所示的对话框中设置刀号【刀具号码】为“1”，【刀长补正】为“1”，【刀径补正】为“1”，【进给率】为“1500”，【进刀速率】为“1500”，【主轴转速】为“1200”，【提刀速率】为“2000”。⑨打开图4-182所示的【曲面粗加工挖槽】对话框中的【上一页返回下一页4.4任务实施曲面加工参数】选项卡，设置相关参数。⑩选择图4-183所示的【曲面粗加工挖槽】对话框中的【粗加工参数】选项卡，设置相关参数。⑪单击【螺旋式下刀】按钮在弹出的对话框中设置参数如图4-184所示，单击按钮。⑫单击【切削深度】按钮，在弹出的对话框中设置参数如图4-185所示，单击按钮。⑬单击【间隙设定】按钮，在弹出的对话框中设置参数如图4-186所示，单击按钮。上一页返回下一页4.4任务实施的模具设计与制造选择图4-187所示的【曲面粗加工挖槽】对话框中的【挖槽参数】选项卡，设置相关参数，单击按钮，产生的刀具路径如图4-188所示。（3）工件参数设置①选择图4-189所示的加工操作管理器中的【材料设置】命令。②在弹出的图4-190所示的【机器群组属性】对话框中单击【边界盒】按钮。③设置边界盒参数如图4-191所示，单击确定

按钮。上一页返回下一页4.4任务实施④系统自动计算出图4-192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单击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4-193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4-194所示，单击

按钮确认。②弹出【另存为】对话框，如图4-195所示，选择NC文件保存路径，这里直接单击【保存】按钮，保存文件到默认上一页返回下一页4.4任务实施

文件夹内。③生成的G代码程序如图4-196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2的加工操作作准备。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，支架凹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中“MASTERCAM结果文件”内的“CAVITY04.MCX”文件，参考学习。上一页返回4.5知识拓展型芯的结构设计型芯是成型塑件内表面的成型零件。根据型芯所成型零件内表面的大小不同，通常又有型芯（压缩模中称凸模）和成型杆之分。型芯一般是指成型塑件中较大的主要内型的成型零件，又称主型芯；成型杆一般是指成型塑件上较小孔的成型零件，又称小型芯。下面介绍型芯和成型杆的主要结构形式。1.型芯型芯有整体式和组合式两类。图4-197所示为整体式型芯，其中图4-197（a）表示型芯与模板为一整体，其结构牢固，成型的塑件质量较好，但消耗贵重模具钢多，不便加工，主返回下一页4.5知识拓展要用于形状简单的型芯。图4-197（b）、（c）、（d）表示为了节约贵重模具钢和便于加工而将模板和型芯采用不同材料制成，然后连接起来。其中，图4-197（b）、（c）用螺钉、销钉连接，结构较简单；图4-197（c）采用局部嵌入固定，其牢固性比图4-197（b）的好；图4-197（d）采用台阶连接，连接牢固可靠，是一种常用的连接方法。对于型芯周围有推杆或冷却水孔时，采用图4-197（d）连接方法较适宜，但结构较复杂，为防止固定部分为非圆形的型芯在固定板内旋转，必须有销钉或键以防止旋转。这种复杂形状的型芯如果采用整体式结构，加工较困难，而采用拼块组合，可简化加工工艺。上一页返回下一页4.5知识拓展采用组合式型芯的优缺点与组合式凹模基本相同。设计和制造这类型芯时，必须注意提高拼块的加工和热处理工艺性，拼接必须牢靠严密。图4-198（a）中两个小型芯如果靠得太近，则不宜采用这种结构，而应采用图4-198（b）的结构，以免热处理时薄壁处开裂。2.成型杆（小型芯）塑件上的孔或槽通常用小型芯来成型。通孔的成型方法如图4-199所示，其中图4-199（a）表示由一端固定的型芯成型，这种结构的型芯容易在孔的一端形成难以去除的飞边，如果孔较深则型芯较长，且容易弯曲；图4-199（b）是由两个直径相差0.5～1mm的型芯来成型的，即使两个型芯稍有不同心，也不影响装配和使用，而且每个型芯长度较短，稳定上一页返回下一页4.5知识拓展性较好图4-199（c）是较常用的一种，其型芯一端为固定，一端为导向支撑，强度和刚度较好，如果因溢料形成圆形飞边，也较容易去除。不通孔的成型方法只能用一端固定的型芯来成型。为保证型芯具有足够的稳定性，孔不易太深。对于注射模塑和压注模塑，孔深度应小于孔径的4倍；对于压缩模塑，平行压制方向的孔深度应小于孔径的2.5倍，垂直于压制方向的孔深度应小于孔径的2倍。直径过小或深度过大的孔宜在成型后用机械加工的方法得到。如果确实需要成型较深的孔，为了防止型芯在成型时弯曲，上一页返回下一页4.5知识拓展应采用图4-200所示的型芯支撑柱予以加强。形状复杂的孔，可以采用型芯拼合的方法来成型，如图4-201所示。从孔的成型方法中可以看出，对于成型孔和槽的小型芯，通常是单独制造，然后以嵌入的方法固定，具体结构如图4-202所示。其中，图4-202（a）为铆接式，它可以防止在塑件脱模型芯被拔出，但熔体容易从S处渗入型芯底面，防止产生这种现象，可将型芯嵌入固定板内一定距离，如图4-202（b）所示且此图是压入式结构，也是一种最简单的固定方式；图4-202（c）是常用的固定方式，上一页返回下一页4.5知识拓展型芯与固定板间留有0.5mm的双边间隙，这是为了加工和装配方便，型芯下段加粗是为了提高小而长的型芯的强度；图4-202（d）为带推板的型芯固定方法；图4-202（e）、（f）是带顶销或螺塞的固定方法；对于尺寸较大的型芯可以采用图4-202（g）、（h）、（i）、（j）所示的固定方法；当局部有小型芯时，可用图4-202（k）、（l）所示的固定方式，在小型芯下嵌入垫板，以缩短型芯及其配合长度。对于非圆形的型芯，为了制造方便，可用图4-203所示的结构。其连接固定部分做成圆形，并以台阶固定（如图4-203（a）所示）或用螺母和弹簧垫圈固定（如图4-203（b）所示）。上一页返回下一页4.5知识拓展对于多个互相靠近的小型芯，当采用轴肩固定时，如果轴肩互相干涉，可用图4-204所示的结构。上一页返回

图4-1支架零件图返回

图4-2塑料制件返回

图4-3销分型与抽芯机构工作过程

（a、b）1一楔紧块；2-定模座；3一斜销:4一销钉；5一侧型芯；6一推管；7一动模板:8-滑块；9-限位挡块:10-簧:11-螺钉下一页

图4-3销分型与抽芯机构工作过程

（c、d、e）返回

图4-4斜销在定模，滑块在动模返回

图4-5斜销在动模，滑块在定模返回

图4-6斜销、滑块在定模返回

图4-7斜销、滑块在动模返回

图4-8【新建】对话框返回

图4-9【打开】对话框返回

图4-10接受默认的参照模型名称返回

图4-11设置布局选项返回

图4-12组件绝对精度提示对话框返回

图4-13型腔的布局完成返回

图4-14选择一个参照模型返回

图4-15选择加亮模型的坐标系返回

图4-16设置收缩率返回

图4-17选择模具坐标系返回

图4-18设置自动工件尺寸返回

图4-19完成创建毛坯工件返回

图4-20选择草绘平面返回

图4-21绘制拉伸剖面返回

图4-22拉伸主分型面返回

图4-23选择草绘平面返回

图4-24创建拉伸剖面返回

图4-25选择拉伸终止面返回

图4-26选择曲面封闭返回

图4-27【草绘】对话框返回

图4-28绘制拉伸剖面返回

图4-29显示模型树特征返回

图4-30【模型树项目】对话框返回

图4-31选择合并曲面返回

图4-32抽取小圆孔的轮廓返回

图4-33选取拉伸终止面返回

图4-34【草绘】对话框返回

图4-35绘制同心圆返回

图4-36选择合并曲面返回

图4-37选择草绘平面返回

图4-38选择尺寸标注参照返回

图4-39绘制拉伸剖面返回

图4-40选择拉伸终止面返回

图4-41选择倒圆角的边返回

图4-42抽取拉伸轮廓返回

图4-43选取拉伸终止面返回

图4-44选择合并曲面返回

图4-45创建完所有的分型面返回

图4-46选择分割命令返回

图4-47选择主分型面返回

图4-48结束分型面选择返回

图4-49输入凸模名称及着色返回

图4-50着色显示凸模体积块返回

图4-51输入凹模名称及着色返回

图4-52着色显示凹模体积块返回

图4-53设置分割方式返回

图4-54选取分割对象返回

图4-55选择镶针分型面返回

图4-56选择镶针的岛返回

图4-57输入镶针名称及着色返回

图4-58着色显示镶针体积块返回

图4-59设置分割方式返回

图4-60选取分割对象返回

图4-61选择镶件分型面返回

图4-62选择镶件的岛返回

图4-63输入镶件名称及着色返回

图4-64着色显示镶件体积块返回

图4-65择滑块分型面返回

图4-66选择滑块1的岛返回

图4-67输入滑块1名称及着色返回

图4-68着色显示滑块1体积块返回

图4-69创建模具元件返回

图4-70遮蔽元件返回

图4-71遮蔽分型面返回

图4-72选择流道命令返回

图4-73设置流道直径返回

图4-74选择草绘平面返回

图4-75绘制流道路径返回

图4-76选择相交元件返回

图4-77完成流道的创建返回

图4-78遮蔽凹模元件返回

图4-79选择流道命令返回

图4-80输入流道宽度返回

图4-81输入流道深度返回

图4-82流道侧角度返回

图4-83输入流道拐角半径返回

图4-84选择草绘平面返回

图4-85绘制浇口路径返回

图4-86【流道】对话框返回

图4-87生成流道与浇口返回

图4-88选择铸模命令返回

图4-89输入铸模零件名称返回

图4-90输入铸模零件名称返回

图4-91铸模模型返回

图4-92选择开模命令返回

图4-93选择移动零件和方向参照返回

图4-94确定选择的零件返回

图4-95输入移动距离返回

图4-96凹模向上移动返回

图4-97选择开模命令