在型芯/型腔设计工作台下进行模具设计的创建方法

方法简介：

采用“型芯/型腔设计”工作台下进行模具设计的主要思路：首先，判断模具坐标系在产品模型上的位置，并锁定坐标系；其次，通过“移动元素”命令来定义型芯/型腔区域面；再次，通过“填充”、“拉伸”和“扫掠”等命令来完成对产品模型破孔的修补和分型的设计；最后，完成模具的型芯和型腔的创建。

下面将介绍在“型芯/型腔设计”工作台下进行该模具的设计过程。

Task1.导入模型

Stage1.加载模型

Step1.新建产品。新建一个Product文件，在特征树中双击激活该产品。

Step2.选择命令。选择下拉菜单命令，系统切换至“型芯/型腔设计”工作台。

Step3.修改文件名。右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令；系统弹出“属性”对话框；在文本框中输入文件名“toy_basket_mold”；单击按钮，完成文件名的修改。

Step4. 选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“Import Molded Part”对话框。

Step5.在“Import Molded Part”对话框区域中单击“打开”按钮，此时系统弹出“选择文件”对话框，选择文件路径：D:\cat20.6\work\ch01\toy_basket.CATPart，单击按钮。

Step6.选择要开模的实体。接受系统默认设置。

Stage2.设置收缩率

Step1.设置坐标系。接受系统默认设置。

Step2.设置收缩数值。在区域的文本框中输入数值1.006。

Step3.在“Import toy_basket.CATPart”对话框中单击按钮，完成零件几何体的收缩率设置，结果如图1.2所示。

图1.2 零件几何体

Stage3.添加缩放后的实体

Step1.切换工作台。选择下拉菜单命令，系统切换至“零件设计”工作台。

Step2.显示特征。在特征树中依次单击前的“+”号，显示出。

Step3.定义工作对象。在特征树中右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，将其定义为工作对象。

Step4.创建封闭曲面。选择下拉菜单命令，系统弹出图1.3所示的“定义封闭曲面”对话框；在特征树中单击前的“+”号，然后选择，在“定义封闭曲面”对话框中单击按钮，特征树变化结果如图1.4所示。

Step5.隐藏产品模型。在特征树中单击前的“+”号，然后右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，将产品模型隐藏起来。

说明：这里将产品模型隐藏起来，为了便于以下的操作。

图1.3 “定义封闭曲面”对话框

图1.4 添加缩放后的实体

Step6.切换工作台。选择下拉菜单命令，系统切换至“型芯/型腔设计”工作台。

Step7.定义工作对象。在特征树中右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，将其定义为工作对象。

Task2.定义主开模方向

Step1.选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“MainPullingDirectionDefinition”对话框。

Step2.设置坐标系。在该对话框区域的、和文本框中分别输入数值0、-1和0。

Step3.锁定开模方向。在该对话框的区域中选中复选框。

Step4.设置区域颜色。在图形区中选取前面加载的零件几何体，并在区域中选中复选框，将其值调整到0.20。

说明：在设置区域颜色时，只需要在前面加载的零件几何体上的任意位置单击一下即可。

Step5.在该对话框中单击按钮，此时特征树中增加了三个几何图形集，同时这三个几何图形集将在零件几何体上显示出来，结果如图1.5所示。

Step6.定义主坐标系。在特征树中双击“+”号下的，系统弹出“轴系定义”对话框，在此对话框中选中复选框，然后单击按钮。

Task3.移动元素

Step1.选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“Transfer Element”对话框。

Step2.定义型腔区域。在该对话框的下拉列表中选择选项；在的下拉列表中选择选项，然后选取图1.6所示的区域，总共21个面，结果如图1.7所示。

图1.5 区域颜色

图1.6 定义型腔区域

图1.7 型腔区域

Step3.定义型芯区域。在该对话框的下拉列表中选择选项，然后选取图1.8所示的区域，总共21个面，结果如图1.9所示。

图1.8 定义型芯区域

图1.9 型芯区域

说明：

●用户在定义区域面时，可以灵活地运用选项、选项和选项来快速地完成定义。

●读者在选取面的时候，可根据录像来进行选取。

Step4.在“Transfer Element”对话框中单击按钮，完成元素的移动。

Task4.创建爆炸视图

Step1.隐藏轴系统和平面。选择下拉菜单命令，再次选择下拉菜单命令。

Step2.选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出图1.10所示的“Explode Value”对话框。

Step3.定义移动距离。在文本框中输入数值100，单击Enter键，结果如图1.11所示。

图1.10 “Explode Value”对话框

图1.11 爆炸视图

Step4.在“Explode Value”对话框中单击按钮，完成爆炸视图的创建。

Task5.集合曲面

Step1.集合型芯曲面。选择下拉菜单命令，系统弹出图1.12所示的“Aggregate Surfaces”对话框；在“Aggregate Surfaces”对话框的下拉列表中选择选项，此时系统会自动在区域中显示要集合的曲面；在“Aggregate Surfaces”对话框中选中复选框，单击按钮，完成型芯曲面的集合，此时特征树显示结果如图1.13b所示。

图1.12 “Aggregate Surfaces”对话框

图1.13 集合型芯曲面

Step2.集合型腔曲面。选择下拉菜单命令，系统弹出“Aggregate Surfaces”对话框；在“Aggregate Surfaces”对话框的下拉列表中选择选项，此时系统会自动在区域中显示要集合的曲面；在“Aggregate Surfaces”对话框中选中复选框，单击按钮，完成型腔曲面的集合，此时特征树显示结果如图1.14b所示。

Task6.模型修补

Step1.新建几何图形集。选择下拉菜单命令，系统弹出图1.15所示的“插入几何图形集”对话框；在系统弹出的对话框文本框中输入“repair_surface”，接受文本框中的默认选项，然后单击按钮。

Step2.创建图1.16所示的边界1。选择下拉菜单命令，系统弹出“边界定义”对话框；在“边界定义”对话框区域的下拉列表中选择选项，如图1.17所示；选取图1.18所示的曲线为曲面边线；单击按钮，完成边界1的创建。

图1.14 集合型腔曲面

图1.15 “插入几何图形集”对话框

图1.16 边界1

图1.17 “边界定义”对话框

图1.18 定义曲面边线

Step3. 创建图1.19所示的填充1。选择下拉菜单命令，系统弹出“填充曲面定义”对话框；选取图1.20所示的边界1为边界曲线，单 击按钮，完成填充1的创建。

Task7.创建分型面

Stage1.新建几何图形集

Step1.选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出图1.21所示的“插入几何图形集”对话框。

Step2.在系统弹出的对话框文本框中输入文件名“parting_surface”，接 受文本框中的默认选项，然后单击按钮。

图1.19 填充1

图1.20 定义边界曲线

图1.21 “插入几何图形集”对话框

Stage2.创建型芯分型面

Step1.显示主开模方向特征。在特征树中双击，并右击“+”号下的，在系统弹出的快捷菜单中选择选项。

Step2.选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“Parting surface Definition”对话框。

Step3.在图形区中选取前面定义好的型腔面，此时型腔面上会显示许多边界点。

说明：在选取型腔面时，只需要选取型腔面上的任意位置即可。

Step4.创建PrtSrf_接合1。在型腔面中分别选取图1.22所示的点1和点2作为拉伸边界点；在该对话框中选择选项卡，在的文本框中输入数值150，在坐标系中选取Y轴，结果如图1.23所示；在的文本框中单击一下，在型腔面中分别选取图1.24所示的点3和点4作为拉伸边界点；在坐标系中选取X轴，结果如图1.25所示。

图1.22 选取点

图1.23 PrtSrf_拉伸1

图1.24 选取点

图1.25 PrtSrf_拉伸2

注意：在定义拉伸方向和长度时，要先输入拉伸长度，再选择拉伸方向。

Step5.创建PrtSrf_拉伸3。在的文本框中单击，在型腔面中分别选取图1.26所示的点5和点6作为拉伸边界点；在坐标系中选取Y轴，然后单击按钮，结果如图1.27所示。

图1.26 选取点

图1.27 PrtSrf拉伸3

Step6.创建PrtSrf_拉伸4。在的文本框中单击，在型腔面中分别选取图1.28所示的点7和点8作为拉伸边界点；在坐标系中选取Y轴，然后单击按钮，结果如图1.29所示。

图1.28 选取点

图1.29 PrtSrf拉伸4

Step7.创建PrtSrf_拉伸5。在的文本框中单击，在型腔面中分别选取图1.30所示的点9和点10作为拉伸边界点；在坐标系中选取X轴，然后单击按钮，结果如图1.31所示。

图1.30 选取点

图1.31 PrtSrf_拉伸5

Step8.创建PrtSrf_拉伸6。在的文本框中单击，在型腔面中分别选取图1.32所

示的点11和点12作为拉伸边界点；然后在坐标系中选取Y轴，结果如图1.33所示。

图1.32 选取点

图1.33 PrtSrf_拉伸6

Step9.在“Parting surface Definition”对话框中单击按钮，完成PrtSrf_接合1的创建。

Step10.创建接合2。选择下拉菜单命令，系统弹出“接合定义”对话框；选取图1.34所示的边界线1和边界线2，接受系统默认的合并距离值（即公差值）；单击按钮，完成接合2的创建。

图1.34 选取接合对象

Step11.创建扫掠1。选择下拉菜单命令，系统弹出“扫掠曲面定义”对话框；在“扫掠曲面定义”对话框中，单击区域下的选项；在模型中选取Step10中创建的接合2为轮廓曲线；选取图1.35所示的边界线3为引导曲线；在该对话框中单击按钮，完成扫掠1的创建，结果如图1.36所示。

图1.35 选取轮廓曲线和引导曲线

图1.36 扫掠1

Step12.创建扫掠2、3和4。参照Step10和Step11，创建扫掠2、3和4（含创建接合3、4、5），结果如图1.37所示。

Step13.创建接合6。选择下拉菜单命令，系统弹出“接合定义”对话框；选取图1.38所示的边界线4和边界线5，接受系统默认的合并距离值（即公差值）；单击按钮，完成接合6的创建。

图1.37 扫掠2、3和4

图1.38 选取接合对象

Step14.创建图1.39所示的多截面曲面1。选择下拉菜单命令，系统弹出“多截面曲面定义”对话框；依次选取图1.40所示的曲线1和曲线2为多截面曲线；在选项卡的区域中单击使其激活，然后选取上一步所创建的接合6为引导线；在该对话框中单击按钮，完成多截面曲面1的创建。

说明：在选取的曲线中要保证方向的一致性。

图1.39 多截面曲面1

图1.40 定义截面曲线和引导线

Step15.创建图1.41所示的多截面曲面2。参照Step13和Step14，创建多截面曲面2（含创建接合7）。

图1.41 多截面曲面2

Step16.创建接合8。选择下拉菜单命令，系统弹出“接合定义”对话框；在特征树中单击的“+”号，选取；然后单击的“+”号，选取，然后单击的“+”号，选取、、、、、和；在该对话框中单击按钮，完成接合8的创建；在特征树中右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，然后在系统弹出的“属性”对话框中选择选项卡，在文本框中输入“Core_surface”，单击按钮，完成型芯分型面的重命名。

Stage3.创建型腔分型面

Step1.隐藏型芯分型面。在特征树中右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令。

Step2.显示特征。按住Ctrl键，在特征树中选取、、、、、、和并右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令。

Step3.创建接合9。选择下拉菜单命令，系统弹出“接合定义”对话框；在特征树中单击前的“+”号，选取；然后单击前的“+”号，选取，再单击的“+”号，选取、、、、、和；在该对话框中单击按钮，完成接合9的创建；在特征树中右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，然后在系统弹出的“属性”对话框中选择选项卡，在文本框中输入“Cavity_Surface”，单击按钮，完成型腔分型面的重命名。

Task8.模具分型

Stage1.创建型芯

Step1.切换工作台。选择下拉菜单命令。

Step2.激活产品。在特征树中双击。

Step3.显示特征。按住Ctrl键，在特征树中选取、、和并右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令。

Step4.隐藏特征。按住Ctrl键，在特征树中选取和并右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令。

Step5.加载工件。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“Define Insert”对话框(一)。

（2）定义放置平面和点。在特征树中选取“zx平面”为放置平面。在型芯分型面上单击任意位置，然后在“Define Insert”对话框文本框中输入数值30，在文本框中输入数值-10，在文本框中输入数值0。

（3）定义工件类型。在“Define Insert”对话框中单击按钮，在系统弹出的对话框中双击选项，然后在系统弹出的对话框中双击选项。

（4）定义工件参数。在“Define Insert”对话框中选择选项卡，然后在的文本框中输入数值160，在的文本框中输入数值180，在的文本框中输入数值120，在的文本框中输入数值0，其他参数接受系统默认设置，如图1.42所示。

图1.42 Define Insert”对话框（一）

（5）在“Define Insert”对话框中单击选项卡中的按钮。

说明：单击“Define Insert”对话框选项卡中的按钮可以改变工件的方向。

（6）在“Define Insert”对话框中单击选项卡区域中的文本框，使其显示为，如图1.43所示。

（7）在“Define Insert”对话框中单击按钮，结果如图1.44所示。

图1.43 “Define Insert”对话框（二）

图1.44 加载工件

说明：为了便于观察工件，用户可在特征树中依次单击的“+”号，然后在其“+”号下右击，在系统弹出的快捷菜单中选择选项，在系统弹出的“属性”对话框中选择选项卡，然后在区域中通过移动滑块来调节工件的透明度。

Step6.分割工件。在特征树中双击；在特征树中右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，系统弹出图1.45所示的“Split Definition”对话框；选取图1.46所示的型芯分型面，单击按钮。

图1.45 “Split Definition”对话框

图1.46 定义分割曲面

Step7.隐藏型芯分型面。在特征树中右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，将型芯分型面隐藏，结果如图1.47所示。

Step8.重命名型芯。在特征树中右击，在系统弹出的快捷菜单中选择选项；在系统弹出的“属性”对话框中选择选项卡，分别在区域的文本框和区域的文本框中输入文件名“Core_part”，单击按钮，此时系统弹出图1.48所示的“Warning”对话框，单击按钮，完成型芯的重命名。

图1.47 型芯

图1.48 “warning”对话框

Stage2.创建型腔

Step1.显示型腔分型面。在特征树中右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，将型腔分型面显示出来。

Step2.隐藏型芯。在特征树中右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，将型芯隐藏起来。

Step3.加载工件。选择下拉菜单命令，系统弹出“Define Insert”对话框；在特征树中选取“zx平面”为放置平面。在型腔分型面上单击任意位置，然后在“Define Insert”对话框文本框中输入数值30，在文本框中输入数值80，在文本框中输入数值0，其他参数参照型芯参数；接受系统默认选项设置；在“Define Insert”对话框中选择选项卡，然后在的文本框中输入数值160，在的文本框中输入数值180，在的文本框中输入数值120，在的文本框中输入数值0，其他参数接受系统默认设置；在“Define Insert”对话框中单击选项卡区域中的文本框，使其显示为；在“Define Insert”对话框中单击按钮，结果如图1.49所示。

说明：调整型腔工件透明度的操作步骤与显示型芯工件的步骤相似，在特征树中依次单击的“+”号，然后在其“+”号下右击，在系统弹出的快捷菜单中选择选项，在系统弹出的“属性”对话框中选择选项卡，然后在区域中通过移动滑块来调节型腔工件的透明度。

图1.49 加载工件

Step4. 分割工件。在特征树中双击；在特征树中右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，系统弹出“Split Definition”对话框；选取图1.50所示的型腔分型面，单击按钮。

Step5.隐藏型腔分型面。在特征树中右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，将型腔分型面隐藏，结果如图1.51所示。

图1.50 定义分割曲面

图1.51 型腔

Step6. 重命名型腔。在特征树中右击，在系统弹出的快捷菜单中选择选项；在系统弹出的“属性”对话框中选择选项卡，分别在区域的文本框和区域的文本框中输入文件名“Cavity_part”，单 击按钮，此时系统弹出“Warning”对话框，单击按钮，完成型腔的重命名。

Task9.创建模具分解视图

Step1.显示型芯。在特征树中选取并右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，将型芯显示，同时将基准平面和边界线隐藏起来。

Step2.切换工作台。选择下拉菜单命令。

Step3.显示产品模型。在特征树中右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，将产品模型显示。

Step4.选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出图1.52所示的“操作参数”对话框。

Step5.移动型腔。在“操作参数”对话框中单击按钮，然后在图形区选取Z轴（坐标系Main Pulling Direction.1中），在此方向上拖动型腔，结果如图1.53所示。

Step6.移动型芯。在“操作参数”对话框中单击按钮，然后在图形区选取Z轴（坐标系Main Pulling Direction.1中），在此方向上拖动型芯，结果如图1.54所示，单击按钮。

图1.52 “操作参数”对话框

图1.53 移动型腔后

图1.54 移动型芯后

Step7.保存文件。选择下拉菜单命令，即可保存模型。