SolidWorks模具設(shè)計(jì)教程

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1、SolidWorks模具設(shè)計(jì)教程 作者：無(wú)維網(wǎng)gaoch 參考文獻(xiàn)：SolidWorks高級(jí)教程：模具設(shè)計(jì) SolidWorks模具設(shè)計(jì)教程之內(nèi)容提要： ?型心和型腔 通過(guò)檢測(cè)面的拔模角度對(duì)模型進(jìn)行分析; 利用收縮率調(diào)整塑料產(chǎn)品的大?。?修復(fù)塑料產(chǎn)品中的未拔模面； 明確分型線和創(chuàng)建分型線曲面； 創(chuàng)建關(guān)閉曲面； 創(chuàng)建分型面； 創(chuàng)建連鎖曲面； 創(chuàng)建切削分割。 ?修復(fù)和曲面 在輸入幾何體上修復(fù)未拔模面 使用直紋曲面創(chuàng)建拔模面 創(chuàng)建復(fù)雜關(guān)閉曲面 手工創(chuàng)建連鎖曲面 使用放樣曲面添加曲面 ?多個(gè)分型方向 利用底切檢查； 創(chuàng)建側(cè)抽芯，斜頂桿和型芯銷(xiāo)。 ?改變方法進(jìn)行模

2、 SolidWorks模具設(shè)計(jì)教程之具體步驟: 型心和型腔 模具設(shè)計(jì)是由多個(gè)步驟組成。一旦你想為創(chuàng)建的模型設(shè)計(jì)模具，你就需要遵循幾 個(gè)步驟去創(chuàng)建型心和型腔。下面用一個(gè)實(shí)例示范了怎樣為塑料畚箕零件創(chuàng)建一副 簡(jiǎn)單的兩板模。  1. 拔模分析 為了創(chuàng)建可以實(shí)現(xiàn)注塑的模具，塑料產(chǎn)品必須被設(shè)計(jì)和拔模正確才能從圍繞在 周?chē)哪＞咧许敵?。要?duì)模型產(chǎn)品進(jìn)行拔模分析，使用拔模分析命令有助于發(fā)現(xiàn) 拔模和設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤。對(duì)前視面進(jìn)行向上拔模分析。 來(lái)看看各分析面的含義： 跨立面：是橫跨分型線的面。用戶(hù)必須把跨立面分割成兩塊以分開(kāi)模具的表 面 跨立面可以通過(guò)跨立面命令手工處理或者通過(guò)單擊分型線命令中

3、的分割面選項(xiàng) 自動(dòng)完成。 正陡面：這些表面中包含部分拔模量不夠的區(qū)域。如果整 個(gè)面的拔模量都不夠, 它將被歸類(lèi)為【需要拔 模】 這些面能在模具中的正側(cè)找到。 負(fù)陡面：這些表面包含部分拔模量不夠的區(qū)域。這些面能 在模具中的負(fù)側(cè)找到。 簇已設(shè)定仝 正核檯 2. 調(diào)整收縮率 模具上產(chǎn)品型腔部分的加工要略微比從模具中生產(chǎn)出來(lái)的塑料件大些。這樣做 是為了補(bǔ)償高溫的被頂出的塑料件冷卻后的收縮率。 在通過(guò)塑料產(chǎn)品創(chuàng)建模具之 前，模具設(shè)計(jì)者需要放大塑料產(chǎn)品來(lái)解決收縮率。 不同的材料，收縮率也是不同 的，SolidWorks用比例縮放命令在解決這個(gè)問(wèn)題。這個(gè)零件我們以ABS材料來(lái)做, 5%的

4、收縮率。 比傅劈數(shù)（囚 出例縮放點(diǎn)⑸; 叼琳一出惻縮股? 弐裁嚴(yán) 國(guó)| 3. 確定分型線 分型線是注塑類(lèi)塑料產(chǎn)品中型腔與型心曲面中相互接觸的邊界。 分型線是那些用 來(lái)分割型心和型腔曲面的邊界。它們也構(gòu)成了分型面的內(nèi)部邊界。 型腔面（正拔模）是綠色的，型心面（負(fù)拔模）是紅色的。 任何一條被紅色和 綠色面共用的邊都是分型線邊界。 當(dāng)拔模分析完成后，所有的被綠色和紅色邊共用的邊 被自動(dòng)選中并被添加到分 型線列表中。單擊確定。 手動(dòng)添加分型線：在這個(gè)例子中，當(dāng)分型線命令運(yùn)行時(shí)，分型線邊被自動(dòng)的選中。 因?yàn)檫@是一個(gè)簡(jiǎn)單的分型線邊界，這些邊界被

5、自動(dòng)添加到位于分型線 PropertyManager的邊線列表中。有時(shí)分型線可能會(huì)更復(fù)雜以致于軟件無(wú)法自動(dòng) 搜索到分型線。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，使用位于邊線列表框下方的邊線選擇按鈕去 選擇分型線。 4. 關(guān)閉孔和開(kāi)口 在分型線建立后，下一步是決定塑料產(chǎn)品上哪些開(kāi)放的成型區(qū)域需要關(guān)閉曲面。 一個(gè)開(kāi)放的成型區(qū)域或者是一個(gè)孔或者是一個(gè)開(kāi)口，在注塑產(chǎn)品上就是模具型 心型腔完全吻合形成的孔。如 圖所示一個(gè)簡(jiǎn)單的關(guān)閉曲面。它創(chuàng)建在拔模 后開(kāi) 口較小的一側(cè)。關(guān)閉曲面命令自動(dòng)關(guān)閉塑料產(chǎn)品中的開(kāi)放孔。 5.分型面 分型面呈條帶狀，縫合的曲面實(shí)體通常是沿著垂直于拔模方向并且遠(yuǎn)離塑料件上 分型線的方向

6、進(jìn)行拉伸創(chuàng)建的。位于塑料件周邊的和型腔型心面接觸的分型 面 用于分割模具塊。使用分型面命令去創(chuàng)建分割模具塊的縫合曲面幾何 體。 在創(chuàng)建模具時(shí)，要記住模具的加工是以模具的設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的。就要用分型面命令 中的的平滑選項(xiàng)來(lái)修整分型線的幾何形狀。  6.完成分模 在模具工具工具條上單擊切削分割，在剛創(chuàng)建完的平面上創(chuàng)建一個(gè)四周都包含畚 箕圖形的矩形草圖。右鍵單擊【退出草圖】。 I— 1 心 0 *>< 使用連鎖曲面選項(xiàng) 選擇【連鎖曲面】復(fù)選框。 設(shè)置【拔模角度】為5 注意型心型腔的曲面實(shí)體和分型面都自動(dòng)被放置在其各自 對(duì)應(yīng)的列表框中  最后完成分模 練

7、習(xí): 修復(fù)與曲面 當(dāng)塑料產(chǎn)品的分型線要比之前的例子更為復(fù)雜， 拔模分析的時(shí)候有的面沒(méi)有拔模, 或者不能出模等問(wèn)題，我們?cè)撛趺崔k，下面還是以一個(gè)實(shí)例來(lái)介紹這樣的一個(gè)方 法。  1.拔模分析 打開(kāi)零件，進(jìn)行拔模分析，選擇參數(shù)并計(jì)算，旋轉(zhuǎn)零件并查找其他黃色面。拔模 分析找到兩張必 須修復(fù)的面。單擊確 定并關(guān)閉PropertyManager。當(dāng)關(guān)閉 PropertyManager時(shí)，會(huì)彈出一條消息框詢(xún)問(wèn) 您想保留面顏色嗎？ ”，單擊是。 2.創(chuàng)建新的拔模面 黃色的面是不能被脫模的。產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員為這個(gè)模型添加了一個(gè)加強(qiáng)筋， 但是沒(méi) 有給加強(qiáng)筋拔模。這就需要我們來(lái)修復(fù)。

8、 在這個(gè)例子中，加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，用戶(hù)可以直接通過(guò)拔模命令添加拔模。 通常情況下，加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)要復(fù)雜的多。更為普遍的解決方法是刪除并 重建那 些需要拔模的模型面。 通常的處理方法： 刪除面： 在曲面工具欄上單擊刪除面，選擇兩張黃色面。選擇刪除選項(xiàng)并單擊確定完成兩 個(gè)未拔模面的刪除刪除面后，零件會(huì)變?yōu)橐粋€(gè)曲面實(shí)體。查看FeatureManager設(shè) 計(jì)樹(shù)，注意到在曲面實(shí)體文件夾中有一個(gè)名為刪除面 1的曲面實(shí)體。而實(shí)體文件 夾消失了。 直紋曲面  裁剪曲面： 通過(guò)原來(lái)的曲面去兩個(gè)直紋曲面做裁減， 選擇原來(lái)的面作為工具，用保留選擇來(lái) 選兩個(gè)直紋曲面需要留下的部分 縫

9、合曲面： 這個(gè)步驟能把剛做的兩個(gè)曲面和原本的曲面縫合起來(lái)， 在界面里面還有個(gè)嘗試形 成實(shí)體。 對(duì)筋進(jìn)行圓角： 在新的筋的頂部加一個(gè)完整圓角。 在筋和無(wú)線鉆機(jī)實(shí)體相交的地方建立一個(gè)圓角 檢查拔模分析： 創(chuàng)建拔模面以后，要再次對(duì)模型進(jìn)行拔模分析，通過(guò)了才 0K。 3?修復(fù)陡面 在進(jìn)行拔模分析時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)一些陡面。如果它們上面有拔模，這些陡面有時(shí)是可 以被忽略的。在另外的情況下，如果陡面（也是連鎖曲面）成為分型線的一部分， 那就要對(duì)這些面進(jìn)行修改了。 本例的模型在管口處有一個(gè)陡面需要調(diào)整。在將要成為連鎖曲面的面上一般需要 一個(gè)角度為5度的拔模，當(dāng)模具開(kāi)合時(shí)模具一邊的鐵塊不會(huì)摩

10、擦到另一邊的鐵塊。 找到陡面，做個(gè)切除，然后再檢查拔模。 4?收縮率的設(shè)置 也是以ABS料來(lái)計(jì)算，5%的收縮率，利用比例縮放特征來(lái)對(duì)模型進(jìn)行整體的縮 放。 5. 創(chuàng)建分型線 分型線還是相對(duì)比較簡(jiǎn)單，能夠自動(dòng)的搜索到，并且自動(dòng)完成分型線去除拔模顏 色：之前的步驟已經(jīng)把分型件建立完成，所以之前的拔模留下的顏色可以去掉， 選中所有的面，然后右擊外觀-顏色，進(jìn)入界面，去除顏色。 6. 關(guān)閉曲面 在模具工具工具欄上單擊關(guān)閉曲面 惡6 Fl卿9 【計(jì)過(guò)亦kF) |_壬=曲■二小 I ? ■ Prir Jii 亠I  實(shí)體模型已經(jīng)分析好需要關(guān)閉曲面的區(qū)域。 刪除由拔模分析所指

11、定的顏色，會(huì)使 得綠色環(huán)更清晰。 默認(rèn)的修補(bǔ)類(lèi)型是全部相觸。復(fù)雜的關(guān)閉曲面，就不能自動(dòng) 的進(jìn)行關(guān)閉完成，有的需要在關(guān)閉曲面界面上手動(dòng)選擇邊線， 有的需要自己利用 曲面特征來(lái)進(jìn)行制作。 7.創(chuàng)建分型面 8.連鎖曲面 有時(shí)用戶(hù)可以自動(dòng)地建立連鎖曲面， 這決定于分型面的復(fù)雜程度。在本例中，用 戶(hù)將手工建立連鎖曲面，因?yàn)榉中兔嬖诓糠謳缀误w上有突變。使用直紋面命令建 立帶拔模的、帶狀的曲面形成連鎖。然后利用曲面命令里面的放樣，直紋、裁剪 等來(lái)創(chuàng)建和完成連鎖曲面。并最后縫合。 9.完成分型面  10.完成分模 在模具工具工具條上單擊切削分割，繪制草圖，設(shè)置參數(shù)來(lái)完成整個(gè)

12、分模 練習(xí): 考慮：如果這個(gè)零件頂部面的小孔很多（幾百上千個(gè)），該怎么處理？ 多個(gè)分型方向 之前的模具設(shè)計(jì)練習(xí)僅僅是兩板模具。往往模具會(huì)更復(fù)雜。有些模具區(qū)域要求 取 出方向和塑料零件從模具中取出的方向不同。這就要求建立不止一個(gè)型心和 一 個(gè)型腔。模具中其他的部分諸如側(cè)抽芯和斜頂桿區(qū)域， 都無(wú)法從主分型線方向頂 出，如下圖。SolidWorks軟件提供了一些命令，幫助建立不同與主分型面方向的 脫模機(jī)構(gòu) 1. 底切分析 打開(kāi)零件，這個(gè)零件的切削分割已經(jīng)建立好了。然后底切分析，在完成【底切分 析】以后，SolidWorks軟件會(huì)將模型上某些特定的面著色

13、成紅色。 2. 側(cè)型心 在FeatureManager設(shè)計(jì)樹(shù)上選擇草圖 “Side Core Sketch在模具工具工具欄上單 擊型心。 Side Core Sketc面被自動(dòng)選中作為抽取方向。單擊型腔實(shí)體作為型心/型腔實(shí)體。 設(shè)置拔模角度為5度，并選擇向外拔模選項(xiàng)。側(cè)型心命令建立了一個(gè)新 的實(shí)體 作為側(cè)型心。 3.斜頂桿 如果存在一個(gè)即使用側(cè)型心也不能建立的被包圍的模 具區(qū)域?？匆幌聼o(wú)線鉆的 扳機(jī)區(qū)域。有個(gè)鑰匙孔形的 開(kāi)口用來(lái)放保險(xiǎn)鎖。因?yàn)樵诎鈾C(jī)區(qū)域的空間有限， 在 上面加一個(gè)側(cè)型心會(huì)有問(wèn)題。這種情況下，模具設(shè)計(jì) 者就需要設(shè)計(jì)一個(gè)叫斜 頂桿的機(jī)械裝置。 用和側(cè)

14、型心一樣的方法，來(lái)創(chuàng)建斜頂桿 4.中心削 用戶(hù)也可以用側(cè)型心命令來(lái)把中心銷(xiāo)模具區(qū)域從模體中分開(kāi)。 中心銷(xiāo)用于形成塑 料零件的細(xì)節(jié)區(qū)域。這些模具區(qū)域是可能比模體的其他區(qū)域磨 損得更快。建立 了含有中心銷(xiāo)的模具區(qū)域，可以通過(guò)更換中心銷(xiāo)很容易地被修復(fù)， 而不必為了某 些區(qū)域的損壞而更換整副模具。 實(shí)例練習(xí)：電極設(shè)計(jì) 電極設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)和模具加工中另一個(gè)極具挑戰(zhàn)的部分。 電極用于去除模具加 工過(guò)程中無(wú)法用類(lèi)似于端銑刀和球銑刀接觸和加工到的地方。 SolidWorks提供給 用戶(hù)強(qiáng)大的模具設(shè)計(jì)工具去制造精確和復(fù)雜的電極。這個(gè)實(shí)例練習(xí)示范了如何使 用多實(shí)體去建立電極。然后移動(dòng)面命令

15、示范了如何快速 地移動(dòng)電極上那些和無(wú) 法正常加工到的模具區(qū)域相干涉的材料。 1. 打開(kāi)零件 這個(gè)零件包含兩個(gè)實(shí)體。一個(gè)是無(wú)線鉆模具的型腔，另一個(gè)是電極。這里需要電 極是因?yàn)樵谛颓粌?nèi)部存在尖銳的角落，型腔模具中的這些角落是球頭刀無(wú)法正常 加工到的。 2. 檢查需要電極加工的區(qū)域 隱藏電極實(shí)體 端銑刀不能用于加工高亮的邊。 刀具是圓形的而這些角落是尖銳的。電極加工是 唯一的精確加工型腔中這些部 分的方法。 3. 從電極實(shí)體上刪減復(fù)制的型腔實(shí)體 復(fù)制一個(gè)型腔實(shí)體，然后應(yīng)用組合特征。或者直接用壓凹特征。選擇電極作為主 要實(shí)體，復(fù)制的型腔實(shí)體是要減除的實(shí)體。

16、4.移動(dòng)面 現(xiàn)在電極形狀已經(jīng)從型腔中提取出來(lái)，電極上的 一些區(qū)域需要被移除。其他的 位于模具和電極 之間的區(qū)域需要放電間隙。圖所示的高亮面可以從電極上清除，或者 換句話(huà)說(shuō), 從電火花加工中移除掉這些區(qū)域的 加工。這些面可以清除是因?yàn)椴挥秒娀鸹C(jī) 也 可以容易的加工型腔上相對(duì)應(yīng)的區(qū)域。 5.刪除面 使用【刪除面】命令移除構(gòu)成銷(xiāo)和銷(xiāo)周?chē)菇堑拿妗?使用【刪除和修補(bǔ)】選項(xiàng)去修復(fù)模型成為實(shí)體。 總共有6個(gè)面被刪除，包括兩個(gè)小的長(zhǎng)條面。  6.再次移動(dòng)面 進(jìn)行兩次移動(dòng)面，確保電極可以在連鎖面平臺(tái)外燃燒并且搖動(dòng) 7.清除電極背部多余部分 當(dāng)尖銳邊創(chuàng)建的不正確或者模具

17、密閉不嚴(yán)時(shí)，毛邊就會(huì)在分型線的周?chē)纬?，這 對(duì)塑料制品是非常有害的。為了避免這種情況，電極應(yīng)該盡量清除背部 多余部 分以保證其僅對(duì)型腔中的一個(gè)區(qū)域燃 燒加工。通過(guò)一個(gè)電極無(wú)法加工到的區(qū)域 必 須再創(chuàng)建一塊電極進(jìn)行單獨(dú)的燃燒加工。單 獨(dú)對(duì)這些區(qū)域燃燒加工時(shí)要確保這些邊可以 保持尖銳，即第一塊電極能頂部平 面內(nèi)搖動(dòng)， 第二塊電極能在側(cè)面平面內(nèi)搖動(dòng)。如圖所示。 在背部面上創(chuàng)建一個(gè)新草圖并將輪廓邊轉(zhuǎn)換為實(shí)體引用。 拉伸一個(gè)切除實(shí)體，終 止條件為完全貫穿，并選擇高亮邊為拉伸方向。如圖所示。來(lái)完成設(shè)計(jì)。  練習(xí): 改變方法進(jìn)行模具設(shè)計(jì) 在模具設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員首要關(guān)注的是

18、在模具型腔和型心之間建立一個(gè)分型面。 通常情況下使用 型心和型腔”和之后章節(jié)中描述的步驟都可以完成分型面。 當(dāng)分 型線或者分型面工具不能被正常使用時(shí)，這些方法通?？梢赃m用。 利用組合和分割 類(lèi)似于這個(gè)實(shí)例中的鑄件產(chǎn)品，模具是由 兩個(gè)型腔和一個(gè)零件體組成，并沒(méi)有 型心。這個(gè)零件不包含任何類(lèi)似分型線的拓?fù)溥叀?盡管如此，這個(gè)實(shí)例的分型 面應(yīng)該還是平 坦的面，并且可以通過(guò)基準(zhǔn)面來(lái)指定。使用組合命令將已設(shè)計(jì)好 的零件體從模具塊中移除，使用分割命令將模具塊分割成為兩個(gè)實(shí)體。  1. 比率縮放 打開(kāi)零件并將實(shí)體放大1.005倍 2. 加材料并減裁 拉伸一個(gè)立方體作為材料，然后通過(guò)組合

19、或者壓凹特征，在拉伸塊內(nèi)部有一個(gè)空 腔。 3.分割 單擊分割。選擇右視基準(zhǔn)面 作為剪裁工具。單擊切除零件并選擇 兩個(gè)文件。單 擊確定。來(lái)完成。 使用曲面 接下來(lái)的例子，要演示使用簡(jiǎn)單的 曲面方法進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。  1.比例縮放和分型線 打開(kāi)零件，這個(gè)零件的分型線比較明顯，然后用比例縮放來(lái)設(shè)置收縮率 2.等距曲面 單擊等距曲面。選擇位于零件分型線一側(cè)的所有曲面，零距離的等距偏置可以將 一個(gè)實(shí)體的表面復(fù)制為一個(gè)多曲面實(shí)體結(jié)果。 3. 平面區(qū)域 隱藏實(shí)體情況下，建立一四邊形的平面區(qū)域，通過(guò)裁減和等距曲面縫合在一起。 4.重復(fù) 按照相同的步驟，建立另一側(cè)的曲面 5.使用成型到曲面的方法 通過(guò)指定成型到一面的終止條件拉伸一個(gè)特征可以避免出現(xiàn)采用 使用分割方法 會(huì)復(fù)制出實(shí)體的情況。拉伸草圖不能大于終止曲面實(shí)體。 這樣來(lái)完成這個(gè)零件的 分模。 練習(xí):