设计破孔模具的实例分享

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：本实例将介绍一个含有破孔的模具设计过程，在该模具的分型过程中，填充破孔的技巧值得大家认真学习。在完成本实例的学习之后，希望读者能够熟练掌握带多个破孔的产品模具分模技巧。图7.1 含有破孔的模具设计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。选择下拉菜单命令，进入“型芯/型腔设计”工作台。

本实例将介绍一个含有破孔的模具设计过程（图7.1），在该模具的分型过程中，填充破孔的技巧值得大家认真学习。在完成本实例的学习之后，希望读者能够熟练掌握带多个破孔的产品模具分模技巧。下面介绍该模具的设计过程。

图7.1 含有破孔的模具设计

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，进入“型芯/型腔设计”工作台。

Step3.修改文件名。在上右击，在系统弹出的快捷菜单中选择选项；系统弹出“属性“对话框；在文本框中输入文件名“housing_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“ImportMoldedPart”对话框。

Step5.在“ImportMoldedPart”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\ch07\housing.CATPart，单击按钮。

Step6.选取要开模的实体。在“Importhousing.CATPart”对话框区域的下拉列表中选择。

说明：在的下拉列表中有两个，此例中选取任何一个都不会有影响。

Stage2.设置收缩率

Step1.设置坐标系。接受系统默认的坐标设置。

Step2.设置收缩数值。在区域的文本框中输入数值1.006。

Step3.在“Importhousing.CATPart”对话框中单击按钮，完成零件几何体的收缩，结果如图7.2所示。

图7.2 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，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“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。

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，是为了便于后面的操作。

Step6.切换工作台。选择下拉菜单命令，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。接受系统默认的坐标值。

Step3.锁定坐标系。在该对话框区域中选中复选框。

Step4.选取设置区域颜色对象。在图形区中选取前面加载的零件几何体。

Step5.分解区域视图。在区域中选中单选项，然后在下面的文本框中输入数值100，单击按钮，然后选中单选项。

Step6.在该对话框中单击按钮，系统计算完成后在特征树中增加了四个几何图形集，同时几何图形集在零件几何体上也会显示出来，如图7.3和图7.4所示。

图7.3 区域颜色1

图7.4 区域颜色2

说明：图7.3和图7.4中的区域并没有完全显示出来，只是指出了四个区域，便于读者观察。

Task3.分割模型区域

Stage1.创建分割区域1

Step1.创建直线1。选择下拉菜单命令，系统弹出“直线定义”对话框；选取图7.5所示的点1和点2；在“直线定义”对话框中单击按钮，结果如图7.6所示。

图7.5 选取点

图7.6 创建直线1

Step2.分割区域1。选择下拉菜单命令，系统弹出“SplitMoldArea”对话框；选取图7.6所示的面；在该对话框的区域中单击选项使其激活，然后选取图7.6所示的直线1；在该对话框中单击按钮，完成分割区域1的创建。

Stage2.创建分割区域2

Step1.创建直线2。选择下拉菜单命令，系统弹出“直线定义”对话框；选取图7.7所示的点1和点2；在“直线定义”对话框中单击按钮，结果如图7.8所示。

图7.7 选取点1和点2

图7.8 创建直线2

Step2.分割区域2。选择下拉菜单命令，系统弹出“SplitMoldArea”对话框；选取图7.8所示的面；在该对话框的区域中单击选项使其激活，然后选取图7.8所示的直线2；在该对话框中单击按钮，完成分割区域2的创建。

Task4.移动元素

Step1.选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“TransferElement”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，然后选取图7.9所示的面（共17个）。

Step3.定义型芯区域。在该对话框的下拉列表中选择选项，然后在图形区中选取所有的未拔模区域（共20个），单击按钮。

Task5.集合曲面

图7.9 定义型腔区域

Step1.集合型芯曲面。选择下拉菜单命令，系统弹出“AggregateSurfaces”对话框；在“AggregateSurfaces”对话框的下拉列表中选择选项，此时系统会自动在的区域中显示要集合的曲面；在“AggregateSurfaces”对话框中选中复选框，单击按钮，完成型芯曲面的集合，在特征树中显示的结果如图7.10所示。

Step2.集合型腔曲面。选择下拉菜单命令，系统弹出“AggregateSurfaces”对话框；在“AggregateSurfaces”对话框的下拉列表中选择选项，此时系统会自动在的区域中显示要集合的曲面；在“AggregateSurfaces”对话框中选中复选框，单击按钮，完成型腔曲面的集合，在特征树中显示的结果如图7.11所示。

Task6.创建爆炸曲面

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

Step2.定义移动距离。在文本框中输入数值50，单击Enter键，结果如图7.12所示。

图7.10 集合型芯曲面后

图7.11 集合型腔曲面后

图7.12 爆炸视图

说明：此例中只有一个主方向，系统会自动选取移动方向，图7.12中的型芯与型腔完全分开，没有多余的区域，说明移动元素没有错误。

Step3.在“ExplodeValue”对话框中单击按钮，完成爆炸曲面的创建。

Task7.模型修补

Stage1.创建填充曲面1

Step1.新建几何图形集。选择下拉菜单命令，系统弹出“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文件名“Repair_surface”，接受文本框中的默认选项，然后单击按钮。

Step2.创建边界线1。选择下拉菜单命令，系统弹出“边界定义”对话框；在该对话框的下拉列表中选择选项；在模型中选取图7.13所示的边线1为边界线，单击按钮。

图7.13 选取边线1

Step3.选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“填充曲面定义”对话框。

Step4.选取填充边界。选取图7.13所示的边线1，在“填充曲面定义”对话框中单击按钮，结果如图7.14所示。

图7.14 创建填充曲面1

Stage2.创建填充曲面2

Step1.创建边界线2。选择下拉菜单命令，系统弹出“边界定义”对话框；在该对话框的下拉列表中选择选项；在模型中选取图7.15所示的边链2为边界线，单击按钮。

图7.15 选取边链2

Step2.选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“填充曲面定义”对话框。

Step3.选取填充边界。选取图7.15所示的边链2，在“填充曲面定义”对话框中单击按钮，结果如图7.16所示。

图7.16 创建填充曲面2

Stage3.创建填充曲面3和4

参照Stage2，创建图7.17所示的填充曲面3和填充曲面4。

图7.17 创建填充曲面3和4

Stage4.创建多截面曲面1

Step1.创建边界5。选择下拉菜单命令，系统弹出“边界定义”对话框；在模型中选取图7.18所示的边线为边界线；在模型中分别选取图7.18所示的点1和点2为限制点；在该对话框中单击按钮，结果如图7.19所示。

图7.18 选取边线和限制点

图719 创建边界5

说明：在选取限制点后，若显示的结果不是图7.19所示的结果，可单击限制点的方向箭头来改变方向。

Step2.参照Step1，创建边界6，结果如图7.20所示。

图7.20 创建边界6

Step3.选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“多截面曲面定义”对话框。

Step4.定义截面曲线。依次选取Step1和Step2中创建的边界5和边界6作为多截面曲线。

Step5.选择引导线。在选项卡的区域中单击一次使其激活，然后选取图7.21所示的引导线1和引导线2.。

图7.21 选取引导线

Step6.在该对话框中单击按钮，结果如图7.22所示。

图7.22 创建多截面曲面1

Stage5.创建填充曲面5

Step1.创建直线1。选择下拉菜单命令，系统弹出“直线定义”对话框；选择图7.23所示的点1和点2；在“直线定义”对话框中单击按钮，结果如图7.24所示。

图7.23 选取点1和点2

图7.24 创建直线1

Step2.创建直线2。参照Step1，创建图7.25所示的直线2。

图7.25 创建直线2

Step3.选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“填充曲面定义”对话框。

Step4.选取填充边界。选取图7.26所示的边界环，在“填充曲面定义”对话框中单击按钮，结果如图7.27所示。

图7.26 选取边界环

图7.27 创建填充曲面5

Stage6.创建填充曲面6

Step1.选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“填充曲面定义”对话框。

Step2.选取填充边界。选取图7.28所示的边界环，在“填充曲面定义”对话框中单击按钮，结果如图7.29所示。

图7.28 选取边界环

图7.29 创建填充曲面6

Stage7.创建填充曲面7

参照Stage5中的Step3和Step4，创建图7.30所示的填充曲面7。

图7.30 创建填充曲面7

Task8.创建分型面

Stage1.创建主分型面

Step1.新建几何图形集。选择下拉菜单命令，系统弹出“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“Parting_surface”，接受文本框中的默认选项，然后单击按钮。

Step2.创建边界线。选择下拉菜单命令，系统弹出“边界定义”对话框；在该对话框的下拉列表中选择选项；在模型中选取图7.31所示的边线为边界线，单击按钮。

图7.31 选取边线

Step3.创建扫掠曲面1。选择下拉菜单命令，系统弹出“扫掠曲面定义”对话框；在该对话框区域中单击“直线”按钮；在该对话框的下拉列表中选择选项；在模型中选取Step2中创建的边界线；在特征树中选取“xy平面”；在该对话框的文本框中输入数值80，然后单击图7.32所示的箭头方向；在该对话框中单击按钮，完成扫掠曲面1的创建，结果如图7.33所示。

图7.32 定义方向

图7.33 创建扫掠曲面1

Stage2.创建接合曲面

Step1.创建型芯分型面。选择下拉菜单命令；选择下拉菜单命令，系统弹出“接合定义”对话框；在特征树中选取节点下的；选取节点下的、、、、、、和；选取节点下的；在该对话框中单击按钮，完成型芯分型面的创建；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，在文本框中输入文件名“Core_surface”，单击按钮，完成型芯分型面的重命名。

Step2.创建型腔分型面。选择下拉菜单命令，系统弹出“接合定义”对话框；在特征树中选取节点下的，选取节点下的、、、、、、和；选取节点下的；在该对话框中单击按钮，完成型腔分型面的创建；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，在文本框中输入文件名“Cavity_surface”，单击按钮，完成型腔分型面的重命名。

Task9.模具分型

Stage1.创建型芯

Step1.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。

Step2.切换工作台。选择下拉菜单命令。

Step3.激活产品。在特征树中双击，此时系统激活该产品。

Step4.加载工件。

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

（2）定义放置平面和点。在特征树中选取“xy平面”为放置平面。在型芯分型面上单击任意位置，然后在“DefineInsert”对话框的文本框中输入数值55，在文本框中输入数值0，在文本框中输入数值50。

（3）选择工件类型。在“DefineInsert”对话框中单击按钮，在系统弹出的对话框中双击类型，然后在系统弹出的对话框中双击类型。

（4）选择工件参数。在“DefineInsert”对话框中选择选项卡，然后在的文本框中输入数值180，在的文本框中输入数值140，在的文本框中输入数值80，在的文本框中输入数值0，其他参数接受系统默认设置。

（5）定义方向。接受系统默认方向。

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

（7）在“DefineInsert”对话框中单击按钮，结果如图7.34所示。

Step5.分割工件。在特征树中双击，系统激活此产品；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“SplitDefinition”对话框；选取型芯分型面为分割曲面，单击按钮。

Step6.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7.35所示。

图7.34 加载工件

图7.35 隐藏型芯分型面

说明：为了便于观察，在更改型芯透明度时，用户可在特征树中依次单击前的“+”号，然后右击，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芯的透明度。

Step7.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文本框中输入Core_part，单击按钮，此时系统弹出“Warning”对话框，单击按钮，完成型芯的重命名。

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。

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

（2）定义放置平面和点。在特征树中选取“xy平面”为放置平面。在型腔分型面上单击任意位置，然后在“DefineInsert”对话框的文本框中输入数值55，在文本框中输入数值0，在文本框中输入数值-30。

（3）选择工件类型。接受系统默认的选项设置。

（5）定义方向。在“DefineInsert”对话框中选择选项卡，然后单击按钮。

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

（7）在“DefineInsert”对话框中单击按钮。

Step4.分割工件。在特征树中双击，系统激活该产品；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“SplitDefinition”对话框；选取图7.36所示的型腔分型面，调整箭头方向，然后单击按钮。

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7.37所示。

图7.36 选取型腔分型面

图7.37 隐藏型腔分型面

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取选项；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。

Task10.创建型芯镶件

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

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

Step3.新建零件。在特征树中双击，系统激活此产品；选择下拉菜单命令，系统弹出“新零件：原点”对话框；在该对话框中单击按钮，此时在特征树中会出现新部件；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_insert”，单击按钮，完成新部件的重命名。

Step4.激活零件。在特征树中单击前的“+”号，然后双击使其激活。

Step5.切换工作台。选择下拉菜单命令，切换至“零件设计”工作台。

Step6.创建图7.38所示的特征──凸台1。

图7.38 凸台1

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“定义凸台”对话框。

（2）创建截面草图。在“定义凸台”对话框中单击按钮，选取图7.39所示的平面为草图平面，在草绘工作台中绘制图7.40所示的截面草图，单击“工作台”工具栏中的按钮，退出草绘工作台。

图7.39 草图平面

图7.40 截面草图

说明：图7.40所示的截面草图是绘制三个圆，这三个圆都与相应第二大轮廓的边缘处相合。

（3）定义拉伸深度属性。定义深度类型。在区域的下拉列表中选择选项。在区域的文本框中输入数值50，然后单击按钮。

（4）单击按钮，完成凸台1的创建。

Step7.创建图7.41所示的特征──凸台2。选择下拉菜单命令，系统弹出“定义凸台”对话框；在“定义凸台”对话框中单击按钮，选取图7.39所示的面为草图平面，在草绘工作台中绘制图7.42所示的截面草图，单击“工作台”工具栏中的按钮，退出草绘工作台；在区域的下拉列表中选择选项，在区域的文本框中输入数值10，并单击按钮，然后单击按钮，完成凸台2的创建。

说明：图7.42所示截面草图是绘制三个圆，这三个圆都与相应轮廓的最大边缘处同心。

图7.41 凸台2

图7.42 截面草图

Step8.创建相交特征。选择下拉菜单命令，系统弹出“相交”对话框；选取型芯为操作的几何体，然后在“相交”对话框中单击按钮；在该对话框中单击按钮，完成相交特征的创建，结果如图7.43所示。

Step9.在型芯中创建镶件腔体。在特征树中双击，激活该产品；选择下拉菜单命令，切换至“装配设计”工作台；在模型中选取上一步创建的相交特征；选择下拉菜单命令，系统弹出“定义装配特征”对话框；在该对话框区域中选择，然后单击按钮，此时系统弹出“移除”对话框，在该对话框中单击按钮，完成在型芯中镶件腔体的创建，结果如图7.44所示。

图7.43 创建相交特征

图7.44 创建镶件特征

说明：观察图7.43所示的结果时，可将型芯进行隐藏；观察图7.44所示的结果时，可将镶件进行隐藏。

Task11.创建型腔镶件

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

Step2.隐藏型芯和镶件。在特征树中选取和，然后右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，将型芯和镶件隐藏起来。

Step3.新建零件。在特征树中双击，系统激活此产品；选择下拉菜单命令，系统弹出“新零件：原点”对话框；在该对话框中单击按钮，此时在特征树中会出现新部件；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_insert”，单击按钮，完成新部件的重命名。

Step4.激活零件。在特征树中单击前的“+”号，然后双击使其激活。

Step5.创建图7.45所示的特征──凸台1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“定义凸台”对话框。

（2）创建截面草图。在“定义凸台”对话框中单击按钮，选取图7.46所示的平面为草图平面；在草绘工作台中绘制图7.47所示的截面草图；单击“工作台”工具栏中的按钮，退出草绘工作台。

图7.45 凸台1

图7.46 草图平面

图7.47 截面草图

说明：图7.47所示的截面草图是绘制四个圆和一个矩形，其中显示的一个圆与相应第四大轮廓的边缘处相合，另外的三个圆与相应的最大轮廓处相合。

（3）定义拉伸深度属性。在区域的下拉列表中选择选项，然后选取图7.48所示的平面。

（4）单击按钮，完成凸台1的创建。

Step6.创建图7.49所示的特征──凸台2。选择下拉菜单命令，系统弹出“定义凸台”对话框；在“定义凸台”对话框中单击按钮，选取图7.46所示的面为草图平面，在草绘工作台中绘制图7.50所示的截面草图，单击“工作台”工具栏中的按钮，退出草绘工作台；在区域的下拉列表中选择选项，在区域的文本框中输入数值10，并单击按钮，然后单击按钮，完成凸台2的创建。