SolidWorks模具設(shè)計教程

1、SolidWorks 模具設(shè)計1. 拔模分析為了創(chuàng)建可以實現(xiàn)注塑的模具, 塑料產(chǎn)品必須被設(shè)計和拔模正確才能從圍繞在周圍的模具中頂出。要對模型產(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)計的錯誤。對前視面進(jìn)行向上拔模分析。來看看各分析面的含義： 跨立面：是橫跨分型線的面。用戶必須把跨立面分割成兩塊以分開模具的表 面。跨立面可以通過跨立面命令手工處理或者通過單擊分型線命令中的分割面選項 自動完成。正陡面：這些表面中包含部分拔模量不夠的區(qū)域。如果整 個面的拔模量都不夠， 它將被歸類為【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

2、負(fù)側(cè)找到。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)出來的塑料件大些。這樣做是為了補償高溫的被頂出的塑料件冷卻后的收縮率。在通過塑料產(chǎn)品創(chuàng)建模具之 前，模具設(shè)計者需要放大塑料產(chǎn)品來解決收縮率。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問題。這個零件我們以 ABS 材料來做，5%的收縮率。3. 確定分型線 分型線是注塑類塑料產(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

3、完成后，所有的被綠色和紅色邊共用的邊 被自動選中并被添加到分 型線列表中。單擊確定。手動添加分型線：在這個例子中，當(dāng)分型線命令運行時，分型線邊被自動的選中。因為這是一個簡單 的分型線邊界，這 些邊界被自動添加 到位于分型線 PropertyManager 的邊線列表中。有時分型線可能會更復(fù)雜以致于軟件無法自動 搜索到分型線。當(dāng)這種情況發(fā)生時，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)閉孔和開口在分型線建立后，下一步是決定塑料產(chǎn)品上哪些 開放的成型區(qū)域需要關(guān)閉曲面。一個開放的 成型區(qū)域或者是一個孔或者是一個開口，在注塑 產(chǎn)品上就是模具型 心型腔完全吻合形成的孔。如 圖所示一個簡

4、單的關(guān)閉曲面。它創(chuàng)建在拔模 后開口較小的一側(cè)。關(guān)閉曲面命令自動關(guān)閉塑料產(chǎn)品中的開放孔。5. 分型面 分型面呈條帶狀，縫合的曲面實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，要記住模具的加工是以模具的設(shè)計為基礎(chǔ)的。就要用分型面命令 中的的平滑選項來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)建一個四周都包含畚 箕圖形的矩形草圖。右鍵單擊【退出草圖】。使用連鎖曲面選項 選擇【連鎖曲面】復(fù)選框。 設(shè)置【

5、拔模角度】為 5°。注意型心型腔的曲面實體和分型面都自動被放置在其各自 對應(yīng)的列表框中。最后完成分模練習(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，拔模分析的時候有的面沒有拔模， 或者不能出模等問題，我們該怎么辦，下面還是以一個實例來介紹這樣的一個方 法。1. 拔模分析 打開零件，進(jìn)行拔模分析，選擇參數(shù)并計算，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，會彈出一條消息框詢問“您想保留面顏色嗎？”，單擊是。2. 創(chuàng)建新的拔模面 黃

6、色的面是不能被脫模的。產(chǎn)品設(shè)計人員為這個模型添加了一個加強筋，但是沒 有給加強筋拔模。這就需要我們來修復(fù)。 在這個例子中，加強筋的結(jié)構(gòu)非常簡單，用戶可以直接通過拔模命令添加拔模。 通常情況下，加強筋的結(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。選擇刪除選項并單擊確定完成兩 個未拔模面的刪除刪除面后，零件會變?yōu)橐粋€曲面實體。查看 FeatureManager 設(shè) 計樹，注意到在曲面實體文件夾中有一個名為刪除面 1 的曲面實體。而實體文件 夾消失了。直紋曲面裁剪曲面： 通過原來的曲面去兩個直紋曲面做裁減

7、，選擇原來的面作為工具，用保留選擇來 選兩個直紋曲面需要留下的部分縫合曲面： 這個步驟能把剛做的兩個曲面和原本的曲面縫合起來，在界面里面還有個嘗試形 成實體。對筋進(jìn)行圓角： 在新的筋的頂部加一個完整圓角。 在筋和無線鉆機實體相交的地方建立一個圓角。檢查拔模分析： 創(chuàng)建拔模面以后，要再次對模型進(jìn)行拔模分析，通過了才 OK。 3. 修復(fù)陡面在進(jìn)行拔模分析時，會發(fā)現(xiàn)一些陡面。如果它們上面有拔模，這些陡面有時是可 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， 那就要對這些面進(jìn)行修改了。本例的模型在管口處有一個陡面需要調(diào)整。在將要成為連鎖曲面的面上一般需要 一個角度為 5 度

8、的拔模，當(dāng)模具開合時模具一邊的鐵塊不會摩擦到另一邊的鐵塊。 找到陡面，做個切除，然后再檢查拔模。4. 收縮率的設(shè)置也是以 ABS 料來計算，5%的收縮率，利用比例縮放特征來對模型進(jìn)行整體的縮放。5. 創(chuàng)建分型線 分型線還是相對比較簡單，能夠自動的搜索到，并且自動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)閉曲面實體模型已經(jīng)分析好需要關(guān)閉曲面的區(qū)域。刪除由拔模分析所指定的顏色，會使 得綠色環(huán)更清晰。 默認(rèn)的修補類型是全部相觸。復(fù)雜的關(guān)閉曲面，就不能自動

9、的進(jìn)行關(guān)閉完成，有的需要在關(guān)閉曲面界面上手動選擇邊線，有的需要自己利用 曲面特征來進(jìn)行制作。7. 創(chuàng)建分型面8. 連鎖曲面 有時用戶可以自動地建立連鎖曲面，這決定于分型面的復(fù)雜程度。在本例中，用 戶將手工建立連鎖曲面，因為分型面在部分幾何體上有突變。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)來完成整個分模。練習(xí)：考慮：如果這個零件頂部面的小孔很多（幾百上千個），該怎么處理？ 多個分型方向 之前的模具設(shè)計練習(xí)僅僅是兩板模具。往往模

10、具會更復(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型心和 一 個型腔。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構(gòu)。1. 底切分析 打開零件，這個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 軟件會將模型上某些特定的面著色成紅色。2. 側(cè)型心在 FeatureManager 設(shè)計樹上選擇草圖“Side Core Sketch”。在模具工具工具欄上單擊型心。Side Core Sketch 面被自動選

11、中作為抽取方向。單擊型腔實體作為型心/型腔實體。 設(shè)置拔模角度為 5 度，并選擇向外拔模選項。側(cè)型心命令建立了一個新 的實體 作為側(cè)型心。3. 斜頂桿如果存在一個即使用側(cè)型心也不能建立的被包圍的模 具區(qū)域?？匆幌聼o線鉆的 扳機區(qū)域。有個鑰匙孔形的 開口用來放保險鎖。因為在扳機區(qū)域的空間有限， 在 上面加一個側(cè)型心會有問題。這種情況下，模具設(shè)計 者就需要設(shè)計一個叫斜 頂桿的機械裝置。用和側(cè)型心一樣的方法，來創(chuàng)建斜頂桿4. 中心削 用戶也可以用側(cè)型心命令來把中心銷模具區(qū)域從模體中分開。中心銷用于形成塑 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 了含有中心銷的模具區(qū)域，

12、可以通過更換中心銷很容易地被修復(fù)，而不必為了某 些區(qū)域的損壞而更換整副模具。實例練習(xí)：電極設(shè)計 電極設(shè)計是模具設(shè)計和模具加工中另一個極具挑戰(zhàn)的部分。電極用于去除模具加 工過程中無法用類似于端銑刀和球銑刀接觸和加工到的地方。SolidWorks 提供給用戶強大的模具設(shè)計工具去制造精確和復(fù)雜的電極。這個實例練習(xí)示范了如何使 用多實體去建立電極。然后移動面命令示范了如何快速 地移動電極上那些和無 法正常加工到的模具區(qū)域相干涉的材料。1. 打開零件 這個零件包含兩個實體。一個是無線鉆模具的型腔，另一個是電極。這里需要電 極是因為在型腔內(nèi)部存在尖銳的角落，型腔模具中的這些角落是球頭刀無法正常 加工到的。

13、2. 檢查需要電極加工的區(qū)域 隱藏電極實體 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. 從電極實體上刪減復(fù)制的型腔實體 復(fù)制一個型腔實體，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 要實體，復(fù)制的型腔實體是要減除的實體。4. 移動面現(xiàn)在電極形狀已經(jīng)從型腔中提取出來，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 換句話說， 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為不用電火花機 也 可以容易的加工型腔上相對應(yīng)的區(qū)域。5. 刪除面

14、使用【刪除面】命令移除構(gòu)成銷和銷周圍倒角的面。 使用【刪除和修補】選項去修復(fù)模型成為實體。 總共有 6 個面被刪除，包括兩個小的長條面。6. 再次移動面 進(jìn)行兩次移動面，確保電極可以在連鎖面平臺外燃燒并且搖動。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密閉不嚴(yán)時，毛邊就會在分型線的周圍形成，這 對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 分以保證其僅對型腔中的一個區(qū)域燃 燒加工。通過一個電極無法加工到的區(qū)域 必 須再創(chuàng)建一塊電極進(jìn)行單獨的燃燒加工。單 獨對這些區(qū)域燃燒加工時要確保這些邊可以 保持尖銳，即第一塊電極能頂部平 面內(nèi)搖動， 第二塊電極能在側(cè)面

15、平面內(nèi)搖動。如圖所示。在背部面上創(chuàng)建一個新草圖并將輪廓邊轉(zhuǎn)換為實體引用。拉伸一個切除實體，終 止條件為完全貫穿，并選擇高亮邊為拉伸方向。如圖所示。來完成設(shè)計。練習(xí)：改變方法進(jìn)行模具設(shè)計 在模具設(shè)計中，設(shè)計人員首要關(guān)注的是在模具型腔和型心之間建立一個分型面。 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，這些方法通?？梢赃m用。利用組合和分割類似于這個實例中的鑄件產(chǎn)品，模具是由 兩個型腔和一個零件體組成，并沒有 型心。這個零件不包含任何類似分型線的拓?fù)溥叀?盡管如此，這個實例的分型 面應(yīng)該還是平 坦的面，并且可以通過基準(zhǔn)面來指定。使用組合命令將已設(shè)計好 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實體。1. 比率縮放打開零件并將實體放大 1.005 倍。2. 加材料并減裁 拉伸一個立方體作為材料，然后通過組合或者壓凹特征，在拉伸塊內(nèi)部有一個空 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 兩個文件。單擊確定。來完成。使用曲面接下來的例子，要演示使用簡單的 曲面方法進(jìn)行模具設(shè)計。1. 比例縮放和分型線 打開零件，這