[其它考试]模具CADCAMproe综合实训课程指导书.doc

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1、 (模具CAD/CAM综合实训)课程指导书现代模具CAD/CAM技术，是模具设计与制造专业学生必须掌握的核心专业技术之一。模具CAD/CAM综合实训课程是核心实践性专业课程之一，该课程是在开完相关的CAD/CAM软件课程和专业课程后开设的，其主要教学目的是提高学生综合应用目前世界上最先进的机械、模具设计和制造方面的AutoCAD、Pro/E、MasterCAM等计算机软件在实际模具设计中的应用能力。学生对该课程知识和操作技能掌握的好坏，在很大程度上决定了本专业培养学生质量的优劣。CAD/CAM综合实训为集中连续四周时间，开设在第五学期末，地点为计算机房，数控实训车间等。通过四周的综合实训，使将

2、要毕业的模具设计与制造班的学生，进一步巩固冷冲压模具设计、塑料模具设计、模具制造工艺等专业知识，提高AutoCAD、Pro/E、MasterCAM等软件的相关操作技能，提高制造模具典型成型零件相关的主要数控机床的操作技能，达到能综合应用以上各方面的知识和技能，设计中等复杂程度的冲裁模具和注塑模具，能编制模具成型零件的工艺路线，能进行典型模具成型零件的数控编程和数控仿真加工操作，能操作数控铣床数控加工出一个合格的型腔板零件。较大幅度提高学生模具设计与制造的综合能力。并能通过四级模具设计师职业资格考试，获得相应的职业资格证书，为即将就业从事相关的模具设计和制造工作奠定坚实的基础。一、实训目的和要求

3、1、目的：（1）培养学生对具体模具设计任务的理解和分析能力；（2）提高学生设计冷冲裁模具的能力；（3）提高学生设计塑料模具的能力；（4）提高学生应用AutoCAD、Pro/E 4.0、 MasterCAMX、软件设计模具、模具零件数控编程与数控仿真加工的能力；（5）提高学生操作数控铣床、加工中心的技能；(6)培养学生综合应用专业理论知识，分析问题、解决实际问题的能力，严谨、科学的工作态度，精益求精的工作作风。2、要求：（1）基本工作任务为设计一套单型腔点浇口双分型面注塑模具，一套单型腔侧向分型注塑模具，一套多型腔侧抽芯注塑模具，一套中等复杂程度的复合冲裁模具；要求每个学生至少完成三套模具的设计

4、任务。成绩较好的应完成四个任务，优秀的学生可另外做选做任务之一。（2）学生应了解模具技术发展方向，查阅有关教材和参考资料，充分发挥自己的主观能动性和创造性；（3）树立正确的设计思想，结合生产实际综合考虑经济性、实用性、可靠性、安全性及先进性等方面的要求，严肃认真的进行模具设计；（4）要求设计的模具结构合理，用AutoCAD绘制的二维装配图正确，且能用Pro/E 4.0设计出模具的装配三维模型，自动生成装配和零件工程图。 (5)编制两个模具成型零件的加工工艺路线，一个型腔零件数控编程与加工。(6)编写实训报告二、实训任务和工作过程任务（一）、设计单型腔点浇口双分型面注塑模具1.设计任务与实训目的

5、需注塑成型的塑料茶杯零件图如图1-1所示，材料为聚丙烯(PP)，平均收缩率0.017。设计杯子的注塑模具。图1-1茶杯零件图通过塑料茶杯注塑模具的设计，使学生掌握点浇口的应用与设计，双分型面三板式注塑模具的整体结构设计及计算方法与设计过程。掌握应用CAD设计模具二维装配图、拆画零件图的方法，应用Pro/E4.0设计注塑模具三维模型的方法和技能。提高成型零件加工工艺编制的能力。2.学习、实训情境设计：设计模具的方法和步骤不尽相同，同一制品不同设计者设计的模具结构一般也不相同，或者说任一制品的模具结构不是唯一的。应根据制品结构的复杂程度和设计者具备的知识，灵活采用合适的设计方法。下面用常用的注塑模

6、设计方法设计任务一的模具。设计模具学习情境和工作过程：(1). 注塑模具总体结构设计与计算，应用AutoCAD设计绘制模具装配图(2) 拆画模具主要零件的零件图(3) 应用Pro/E4.0进行杯子的三维造型(4) 应用Pro/E4.0设计注塑模具三维模型(5) 编制型腔加工工艺3.工作过程(1). 注塑模具总体结构设计与计算，绘制模具装配图 确定成型模具形式根根塑件的结构较简单，尺寸中等，聚丙烯材料等条件，采用单型腔，点浇口，双分型面注塑模具。浇注系统设计在水杯底部中心设点浇口进料，主流道设在浇口套中，点浇口设在凹模中，点浇口尺寸设计参考塑料成型工艺与模具设计教材P131页表。 冷却系统的设计

7、聚丙烯的热容量大，模具必须设置冷却回路。采用在凹模中设置二层冷却水道，型芯中设置喷射式冷却冷却装置。模具主要结构设计 由于采用点浇口，必须采用双分型面。第一分型面采用弹簧分型拉杆定距，分型距离应保证能取出浇注系统凝料。主分型面设在水杯口端面上。为了便于加工制造，凹模采用组合式结构，在凹模底板上加工园柱凸台成型杯底部凹孔，且用螺钉将其固定在凹模上，中心成型杯子外形的锥孔采用镶套结构。主型芯采用通孔凸肩式结构，用两板固定。 动、定模可采用等直径不对称布置的四组导柱、导套导向和定位，结构和尺寸参阅有关模具设计标准选定。 根据塑件结构形状采用推件板推出机构，推杆用螺纹与推件板联接。推板采用两组导柱、导

8、套导向。推出距离限定为型芯高度加 2-3mm。 模板尺寸可参阅注射模模架标准选取。成型零件工作尺寸计算型腔、型芯径向工作尺寸计算公式，参照塑料成型工艺与模具设计教材161页公式(5-18)和(5-19)及相关内容。计算公式： (5-18) (5-19)式中：型腔(型芯)的径向工作尺寸 成型零件制造公差 -塑料平均收缩率塑件的径向基本尺寸 塑件尺寸公差 型腔深度尺寸计算公式，参照教材162页公式(5-20)，注意将右边最后一项的符号改为“-”号，x取0.5-1/3。型芯高度尺寸计算公式，参照教材162页公式(5-21)，x取0.5-1/3。 (5-20) (5-21)式中：型腔的深度尺寸 成型零

9、件制造公差 -塑料平均收缩率塑件的外形高度基本尺寸塑件尺寸公差 型芯高度尺寸塑件的内形深度基本尺寸塑件各尺寸公差由图1中的偏差计算，公差=上偏差-下偏差，取。实例的有关尺寸计算如下：(1) 计算型腔的径向尺寸，系数取0.75，=0.46，=/3=0.15，将己知数据代入式(5-18)，= (2) 计算型腔的深度尺寸，=80，x取0.5，=0.46，=/3=0.15，将己知数据代入式(5-20)，=(3) 计算型芯的径向尺寸 ，系数取0.75，=0.46，=/3=0.15，将己知数据代入式(5-19)，=，系数取0.75，=0.32，=/3=0.107，将己知数据代入式(5-19)，=(4) 计

10、算型芯的高度尺寸，系数取0.5，=0.46，=/3=0.15，将己知数据代入式(5-21)=，系数取0.5，=0.14，=/3=0.05，将己知数据代入式(5-21)=设计模具装配图 根根上述设计和计算内容，确定模具的具体结构和尺寸，模架一般应采用标准尺寸，再用AutoCAD绘出装配图。设计装配图时，一般在进行模具主要结构设计后，手工绘制出装配草图，再根据草图在AutoCAD中设计模具装配图。可先从主视图开始先绘塑件的主视投影，在此基础上逐步增加各零件的正面投影，逐步完成装配图的设计。图1-2是设计的模具装配图，可作为绘制装配图参考。模具特点：模具采用点浇口，双分型面，第一分型面分型距离由定距

11、拉杆18限定，为了改善加工性能，凸、凹模均采用组合式结构，凹模做成镶套19，用凹模底板17固定在凹模固定板9中；凸模由主型芯11，凹模固定板9等组成，分别成型杯底部凹孔和内孔。在型芯中设置喷射式冷却装置；采用推件板推出机构。模具的工作原理经注射充模、保压、塑件冷却定型后开模，动模部分后移，在弹簧力的作用下，模具先从A分型面打开，主流道中凝料被拉出，当开模至螺钉20的台阶与凹模9的内孔端面接触时，凹模停止移动，第二分型面打开，点浇口被拉断，塑件开始脱出镶套19，继续开模到足以脱出塑件的位置时，注塑机顶柱顶动推板2，通过推件4推动推件板8将塑件推出主型芯11；合模时，动模部分前移，推件板使推出机构

12、复位，合模后，又进入下一塑件注塑成型。图1-2模具装配图1-动模座板 2-推板 3-推杆固定板 4-推杆 5-垫块 5-型芯固定板 7-动模板 8-推件板 9-凹模 11-主型芯 12-喷水管 13、22-导柱 14-定模座板 15-定位圈 15-浇口套 17-凹模底板 18-定距拉杆 19- 镶套 20-螺钉 21-封水圈 10、23-导套 24-弹簧(3) 拆画模具主要零件的零件图为了便于管理和查阅以及修改零件图形文件，折画零件图时，可在装配图的同一界面（同一文件）中进行，从装配图上复制零件的投影，并在结构上进行适当地修改和完善，并进行尺寸和有关技术要求标注。打印输出图形时，可用“窗口”打

13、印输出所需零件图。如果需要生成另外的零件图文件，可应用CAD的剪贴板功能将零件图复制、粘贴到新建文档界面中，再以零件名称保存即可。为便于学生设计模具三维装配模型时参考，下面给出模具主要零件的零件图和模型图如图1-3至图1-15所示。 图1-3型芯零件图及模型图图1-4 凹模零件图及模型图图1-5凹模底板零件图及模型图图1-6定模座板零件图及模型图图1-7推件板零件图及模型图图1-8动模板零件图及模型图图1-9型芯固定板零件图及模型图图1-10垫块零件图及模型图图1-11动模座板零件图及模型图图1-12推板零件图及模型图图1-13推杆固定板零件图及模型图图1-14拉杆导柱零件图及模型图 图1-1

14、4镶套19零件图(3) 应用Pro/E4.0设计注塑模具三维模型应用Pro/E4.0创建杯子的三维造型：在打开的Pro/E4.0中，单击工具栏新建图标按钮，新建杯子零件文件，打开创建零件界面，按上面计算确定的型腔、型芯工作尺寸，通过 创建实体的“旋转”方法创建杯子模型如图1-15所示。保存文件。图1-15杯子模型按照模具装配和零件图中的结构和尺寸，设计模具的三维装配模型。在打开的Pro/E4.0中，单击工具栏新建图标按钮，新建制造模具型腔文件，打开模具型腔设计界面。可按以下步骤操作：装配参照模型 单击工具栏模具型腔布局图标按钮，在打开的选择文件对话框中，选取杯子名称，单击“打开”按钮，将杯子模

15、型装入模具型腔设计界面中，调整开模方向符合要求后确定。 创建工件 在“菜单管理器”中选择“模具/模具模型/创建/工件/手动”命令，在弹出的“元件创建”对话框中类型下选择“零件”，子类型下选择“实体”，单击“确定”按钮，在“创建选项”对话框中选择“创建特征”， 单击“确定”按钮。在“菜单管理器”中选择“实体/加材料/拉伸/实体/完成”命令，进入零件模式；以杯子顶面为绘图平面，截面园心为对称中心，创建24024084mm的长方体工件包围参照模型。创建分型面 隐藏工件，将“选取过滤器”设置为“几何”，选取模型上的内孔曲面和底面，选择菜单栏中“编辑/复制”，再选择“编辑/粘贴”命令，复制出内孔曲面和底

16、部凹下的曲面。取消工件隐藏，将底部凹下曲面延伸至工件顶面：选取园弧边，选择菜单栏“编辑/延伸”命令，在延伸操控板中选取“将曲面延伸至参照平面”图标，将曲面延伸至工件上平面。创建的工件和分型面如图1-16所示。 图1-16 工件和分型面 图1-17型腔、型芯模具元件和水杯 分割模具体积块、抽取模具元件分割模具体积块。单击工具栏中“体积块分割”图标按钮，弹出“分割体积块”菜单，默认设置，单击“完成”，系统提示“选择分型面”，选取内孔分型面后，单击鼠标中键确定，再单击“分割”对话框中“确定” 按钮，弹出“属性”对话框，输入加亮的体积块名称“bei-qiang-1”，单击“着色”， 即可观察到分割的型

17、腔体积块，单击“确定”按钮；再输入另一体积块名称“bei-xin-1” ，单击“着色” 即可观察到分割的型芯体积块，单击“确定”按钮。单击工具栏中“体积块分割”图标按钮，弹出“分割体积块”菜单，在菜单管理器下选择“一个体积块、模具体积体块”，单击“完成”，在搜索工具对话框中选取 “bei-qiang-1” 面组，单击按钮和“关闭”； 系统提示“选择分型面”，将光标放在分型面附近右击，在从列表中拾取对话框中选取水杯底部园柱面分型面（选中曲面高亮显示），单击中键确定，在岛列表下选中短园柱面岛，单击“完成选取”，单击“分割”对话框中“确定”，在属性对话框输入“bei-xin-2”名称单击“确定”。

18、抽取模具元件。选择菜单管理器下“模具/模具元件/抽取”命令，在创建模具元件对话框中选取3个体积块，单击“确定”，单击“完成返回”。隐藏所有分型面，选择菜单栏“视图/编辑位置”命令，单击“分解位置”对话框中“选取参照定义方向”按钮，选取边作为参照，在元件上单击左键，拖动到适当位置再单击左键放置。分解后的型腔、型芯模具元件和水杯如图1-17所示。保存模具。修改、创建模具元件为便于修改和创建元件，打开模具装配模型（后缀名为ASM）。分别“激活”或“打开”型腔（凹模）和型芯（凸模）和短型芯,根据零件图的结构和尺寸，采用拉伸切除，旋转切除等操作，修改出凹模、凸模、凹板模固定板等零件。 以创建定模座板为例

19、，说明在组件模式下创建模具元件的方法： 单击工具栏中 “在组件模式下创建元件”图标，在弹出的“元件创建”对话框选择零件、实体，输入零件名称，单击“确定”按钮，在弹出的“创建选项”对话框选择“创建特征”，单击“确定”按钮，激活零件模式。单击工具栏中“拉伸”图标按钮，在弹出的操控板中选择“放置/定义”命令，选取凹模底板17(见图1-18)的上平面为绘图面，进入草绘模式；绘制定模座板250x250矩形平面图形和通孔园，单击工具栏中应用图标按钮，返回零件模式，设置向上拉伸25mm，单击操控板中应用图标按钮，再用拉伸切除操作切出台阶孔。然后“激活”组件，保存模型。 用与上述相似的方法逐步创建出模具装配模

20、型图如图1-18所示。至此，模具的主要设计工作过程己完成。图1-18模具装配模型图1-动模座板 2-推板 3-推杆固定板 4-推杆 5-垫块 5-型芯固定板 7-动模板 8-推件板 9-凹模10、23-导套 11-主型芯 12-喷水管 13、22-导柱 14-定模座板 15-定位圈 15-浇口套 17-凹模底板 18-定距拉杆 19-镶套 20-螺钉 (5) 编制凹模零件工艺路线对于较复杂的需要数控加工的模具零件，可直接在Pro/E4.0中自动数控编程，后处理生成NC文件，或将三维模型导入MasterX中自动数控编程生成NC文件，输入数控机床进行数控加工。图中凸、凹模零件均比较简单，可在普通机

21、床上加工。下面拟定凹模工艺路线：(1)切割下料或锻造毛坯(2)退火(3)粗刨四个侧面和上下端面，侧面均留余量0.5-1mm，上、下端面留余量0.3-0.5mm。(4)磨上下平面至尺寸84(5)精刨(或铣) 四个侧面至尺寸(6)划各孔的中心线(7)将凹模板在上、定模座板14在下叠在一起对齐固定，在铣床配钻四个定距拉杆安装孔18mm的底孔至17.8mm，并镗出凹模板上18上部的32，深22mm的台阶孔，配铰18孔。分开两板，镗凹模板上4-28深42mm台阶孔至尺寸。(8)将动模板7放在上、凹模板在下叠在一起对齐固定，在铣床或配钻、扩、镗四个导套导柱安装孔4-27和4-30至尺寸,配钻、扩、镗中心孔

22、至52，将动模板7上安装凸模的孔70.51镗至尺寸，并镗出台阶孔。(9)以镗出的52中心孔和端面为基准较正，镗出上部115深4mm台阶孔。(10) 镗出中心孔87、92至尺寸。(11)铣上部周围5mm高的台阶，前、后13415处凹槽(12)划线钻各水道孔、螺纹底孔。(13)攻内螺纹。(14)表面淬火。(15)型腔抛光。任务（二）、设计单型腔侧向分型注塑模具塑料带柄水杯零件图如图2-1所示，材料为聚丙烯，精度等级MT3。，大批量生产，设计其注塑模具。图2-1水杯零件图实训目的通过水杯注塑模具的设计，使学生掌握斜导柱侧向分型注塑模主要结构设计、计算过程与方法。提高应用AutoCAD设计模具二维装配

23、图、拆画主要零件图的技能，应用Pro/E4.0设计侧向分型注塑模具三维装配模型能力。1学习情境设计：(1). 注塑模具设计主要计算，主要结构设计，应用AutoCAD设计绘制模具装配图(2) 生成模具主要零件工程图(3)应用Pro/E4.0进行水杯三维造型(4)应用Pro/E4.0进行水杯注塑模具三维装配模型设计2工作过程2.1计算模具成型零件的主要工作尺寸(1)计算型腔的径向尺寸，系数取0.75，=0.52，=/3=0.173，将己知数据代入公式，= = (2)计算型腔的深度尺寸，=95，=3，x取0.5，=0.52，=0.12，=/3=0.173，=0.04，将己知数据代入公式，=(3) 计

24、算型芯的径向尺寸 ，系数取0.75，=0.52，=/3=0.173，将己知数据代入公式，=，系数取0.75，=052，=/3=0.173，将己知数据代入公式，=(4)计算型芯的高度尺寸，系数取0.5，=0.52，=/3=0.173，将己知数据代入公式=，系数取0.5，=0.12，=/3=0.04，将己知数据代入公式=2.2模具总体结构设计水杯结构虽不复杂，但由于有把手，必须采用从把手对称面且通过杯子轴线的平面上将凹模分开为两瓣，才能脱模。将水杯轴线方向放置为开模方向，采用斜导柱驱动两瓣凹模侧向分型；塑件尺寸较大且要侧向分型，采用单型腔单分型面模具。因注塑模的结构较复杂，一般可先用AutoCAD

25、设计出模具装配图，确定出总体结构和主要尺寸后，再用Pro/E进行模具主要零件的三维模型设计。操作Pro/E的水平较高时，才能直接在Pro/E中设计模具主要零件的三维装配模型，再生成模具装配工程图零件和工程图，或同时灵活应用两个软件交叉设计，这也是我希望达到的目标。应用AutoCAD设计的水杯注塑模装配图如图2-2所示，可作为设计模具时参考。设计模架一般应查阅有关标准，采用标准尺寸。1-动模座板 2-推板3-图2-2水杯注塑模装配图推杆固定板 4-推杆5-垫块 5-型芯固定板 7-弹簧 8-顶销9-主型芯10-水套11-左凹模滑块12-斜导柱13-定模座板14-推块15-定位圈 15-浇口套 1

26、7-短型芯 18-销19-右凹模滑块 20-导套 21-导柱 22定住销 23-复位杆 24-压板 25-动模板 模具结构特点：采用斜导柱侧向分型，斜滑块锁紧块与定模座板做成一体，组合式梯形导滑槽，直接浇口进料，型芯中采用螺旋式冷却水道，推块推出塑件。2.3凹模、型芯结构设计 根据塑件有把手的结构特点，凹模应采用组合式。从把手对称面且通过杯子轴线的平面将凹模分开为两瓣，垂直分型水平导滑。为了增加凹模上部孔处的强度，水平分型面可设在杯底端面向上5-10mm左右的位置。 图2中主型芯9外园柱面成型水杯内孔，采用通孔凸肩的固定方式，外加定位销22定位，由动模板25和型芯固定板6固定。短型芯17成型水

27、杯底部沉孔和端面，固定在定模座板13的孔中，浇口套固定在短型芯的孔中。2.4斜导柱侧向分型机构设计应用CAD作图，分析凹模滑块分型距离如图2-3所示，图2-3凹模滑块分型距离确定出每一凹模滑块侧向分型距离为23.38mm,为安全起见取实际分型距S=30mm。两瓣凹模滑块侧向分型时，主要是克服塑料对钢材的粘着力，因此分型力不大，虑到凹模尺寸较大，取斜导柱直径为30mm，斜导柱的倾角为21度，斜导柱的工作长度L=S/sin21=30/0.3583=83.7mm,总长度由CAD作图确定。侧向分型对应的开模距H=S/tan21=30/0.3839=78.1mm。可采用将斜导柱固定在定模侧，凹模滑块安装

28、在动模的简单形式。成型时两瓣凹模滑块承受的侧压力很大，因此，楔紧两瓣凹模滑块的斜面直接在定模座板13上加工出来，倾角大于斜导柱倾角，取23度。在合模位置，两瓣凹模滑块由斜面楔紧，斜导柱与斜孔的配合间隙为0.5-1mm。开模行程中，当斜导柱脱开斜孔时，凹模滑块由顶销8定位，以保证合模时斜导柱能准确进入斜孔。 两瓣凹模滑块采用梯形槽导滑。由于凹模滑块高度尺寸较大，不便做成整体式导滑槽，为了便于加工和减少材料消耗，设计成局部盖板式结构，在盖板24内侧加工台阶，用四个螺钉固定在动模固定板25上，组合成梯形槽，并与动模固定板一起配作导柱安装孔，在凹模滑块的前后两侧下部加工两条凹槽，形成梯形导轨，以改善模

29、具加工工艺性，降低加工成本。 2.5冷却系统设计 聚丙烯热容量大，注射模具必须设计能充分冷却的冷却回路。图2中在两瓣凹模滑块中沿前后方向设置6条直径为10mm的冷却水道。为了加强对型芯9的冷却，将型芯做成园筒形结构，水套10的外园与型芯内孔过渡配合，上部园周方向设置封水圈，下部用台肩和定位销固定，端部也设置封水圈，水套外园柱面上加工有半园形螺旋槽，从上部的退刀槽中钻横向孔与轴向孔连通，轴向孔与型芯固定板6上的进水孔连通，冷却水经水套轴向孔进入上部螺旋槽，沿螺旋槽流动，最后从下部螺旋槽入口处的出水孔流出，将主型芯上的热量及时带走。2.6推出机构设计推出塑件可考虑采用的推出机构之一是推件板推出：采

30、用推件板推出时，斜导柱固定在定模侧滑块安装在动模的情况下，将明显增大分型距离，从而增大模具的尺寸；如果将斜导柱固定在动模侧滑块安装在定模的方式，虽然侧向分型距与推件板的尺寸无关，但由于水杯有手把的原因，又要求侧向分型时，主型芯不能移动，如果侧向分型时主型芯移动，则有可能主型芯先脱出塑件，使塑件留在定模，或由于主型芯上的脱模阻力过大而将手把拉破，满足上述要求的模具结构又复杂很多。其二是用推杆推出：在靠近杯壁的部位设置多根推杆的话，又不便在主型芯内设置冷却装置；综合考虑多种因素后，可择优采用推块与推杆组合的推出机构。图2中推出机构主要由推块、推杆、推板、推杆固定板、复位杆等组成。推块14上部有一小

31、段园柱，且下方倒30度的角，配合在主型芯9的孔中，中部带锥度，与水套10的锥孔配合，下部园柱开槽，用销18与推杆4上部的扁头联接，这种结构，有一定的补偿位移功能。推杆、两根前后布置的复位杆23固定在推板2和推杆固定板3之间。3模具的工作原理经注射充模、保压、塑件冷却定型后开模，动模部分后移，模具先从水平分型面打开，斜导柱消除与斜孔的间隙后驱动左、右两瓣凹模滑块向外侧移动实现侧向分型，当开模至侧向分型结束时，斜导柱脱出斜孔，凹模滑块由顶销13定位，继续开模到足以脱出塑件的位置时，注塑机顶柱顶动推板2，通过推件4和顶块14将塑件推出主型芯；合模时，动模部分前移，推出机构由复位杆23复位，斜导柱使凹

32、模滑块复位，合模后，又进入下一次注塑成型。4拆画主要零件图(在装配图中复制相应零件再进行修改)拆画凹模滑块零件图如图2-4所示，在拆画的过程中有些尺寸需要作适当的调整，并考虑有关技术要求。图2-4 凹模滑块11零件图图2-5动模板25零件图图2-6型芯固定板6零件图 图2-7压板24零件图 图2-8水套10零件图图2-9主型芯9零件图 图2-10推杆4零件图 图2-11推块14零件图图2-12 短型芯17零件图图2-13 定模座板13零件图图2-14垫块5零件图图2-15动模座板1零件图 图2-16斜导柱12零件图 图2-17推杆固定板3零件图 图2-18复位杆23零件图 图2-19推板2零件

33、图 图2-20浇口套16零件图 图2-21定位圈15零件图 图2-22导套20零件图图2-23导柱21零件图5应用Pro/E4.0设计模具主要元件装配模型5.1根据水杯零件图进行三维造型创建水杯主体。打开Pro/E4.0，单击工具栏新建图标按钮，在“新建”对话框中类型下选择零件，子类型下选择“实体”，名称框中输入水杯名称（可用汉语拼音），去掉使用缺省模板勾选，单击“确定”按钮，在新文件选项对话框模板下列表中选择“mmns_part_solid”，进入零件设计界面。在工具栏中单击旋转图标，在旋转操控板中选择“位置/定义”，选择“FRONT”绘图平面，单击绘图对话框“草绘”，进入草图绘制界面。绘制

34、中心线，按上述计算水杯的型腔、型芯工作尺寸绘制水杯半截面图，单击工具栏应用图标，旋转360度，单击操控板应用图标。创建把手。选择下拉菜单“插入/扫描/伸出项”命令，在菜单管理器下选择“草绘轨迹”，选择通过水杯轴线的平面为绘图平面，单击正向缺省，进入草图绘制界面，绘制扫描曲线，单击工具栏应用图标，选择“合并终点”，单击完成，绘制扫描截面后，单击工具栏应用图标，单击“扫描”对话框中“确定”按钮，完成水杯造型，保存文件。创建水杯模型如图2-16所示。 图2-16水杯模型 图2-17装配的水杯模型5.2水杯注塑模具主要成型零件的三维装配模型设计根据上面的水杯注塑模装配图中主要成型零件的结构和尺寸设计，

35、进行三维模型创建。打开Pro/E4.0，单击工具栏新建图标按钮，在“新建”对话框中类型下选择类型下选择“制造”，子类型选择“模具型腔”，输入文文件名称“shui_bei_mold”，取消“使用缺省图板”复选框中的勾，在“新文件选项”对框话中选择“mmns_mfg_mold”模板，单击“确定”按钮，完成文件新建，进入模具设计模式。 5.2.1 装配参照模型 装配参照模型。单击工具栏模具型腔布局图标按钮，在“打开”对话框中选择己保存的水杯模型名称，单击“打开”按钮，在“创建参照模型”对话框默认设置，单击“确定”按钮，在“布局”对话框默认“单一” 布局，单击“预览” 按钮，观察开模方向不正确，在布局

36、对话框单击参照模型起点与定向按钮，选择菜单管理器/坐标系类型/动态命令，在“参照模型方向”对话框中选择绕X转90，单击确定，单击“布局”对话框预览，开模方向正确后单击“确定” 按钮。单击“菜单管理器”下的“型腔布置/完成/返回” 命令，装配的水杯模型如图2-17所示。5.2.2创建工件根据水杯的形状特征，适宜用生成体积块再对其进行分割的方法进行分模操作。在“菜单管理器”中选择“模具/模具模型/创建/工件/手动”命令，在弹出的“元件创建”对话框中类型下选择“零件”，子类型下选择“实体”，单击“确定”按钮，在“创建选项”对话框中选择“创建特征”， 单击“确定”按钮。在“菜单管理器”中选择“实体/加

37、材料/拉伸/实体/完成”命令，进入零件模式，在弹出的拉伸操控板中选择“参照/定义”，选取参照模型底面为绘图平面，进入草绘模式，绘制尺寸为304190mm的矩形，单击工具栏应用图标按钮，返回零件模式，设置单侧的拉伸深度为104，单击拉伸操控板应用图标按钮。拉伸出工件后，在“菜单管理器”中两次单击“完成/返回”命令，创建工件如图2-18所示。 图2-18工件图 图2-19复制的两组曲面和拉伸的平面分型面 5.2.3创建分型面隐藏工件，将“选取过滤器”设置为“几何”，选取模型上的内孔曲面和底面，选择菜单栏中“编辑/复制”，再选择“编辑/粘贴”命令，复制出内孔曲面。将复制出内孔曲面隐藏。用相同方法，再

38、复制出底部内凹曲面，。并将其延伸至工件顶面。取消工件隐藏，单击工具栏分型面按钮，单击工具栏拉伸图标按钮，拉伸出通过把手对称面和水杯轴线的平面分型面，复制的两组曲面和拉伸的平面分型面如图2-19所示。5.2.4分割模具体积块、抽取模具元件分割模具体积块。单击工具栏中“体积块分割”图标按钮，弹出“分割体积块”菜单，默认设置，单击“完成”，系统提示“选择分型面”，选取内孔分型面后，单击鼠标中键确定，再单击“分割”对话框中“确定” 按钮，弹出“属性”对话框，输入加亮的体积块名称“qiang-1” (汉语拼音)，单击“着色”， 即可观察到分割的型腔体积块，单击“确定”按钮；再输入另一体积块名称“xin-

39、1” ，单击“着色” 即可观察到分割的型芯体积块，单击“确定”按钮。单击工具栏中“体积块分割”图标按钮，弹出“分割体积块”菜单，在菜单管理器下选择“一个体积块、模具体积体块”，单击“完成”，在搜索工具对话框中选取 “qiang-1” 面组，单击按钮和“关闭”； 系统提示“选择分型面”，将光标放在分型面附近右击，在从列表中拾取对话框中选取水杯底部园柱面分型面（选中曲面高亮显示），单击中键确定，在岛列表下选中短园柱面岛，单击“完成选取”，单击“分割”对话框中“确定”，在属性对话框输入“xin-2”名称单击“确定”。用以上相同方法将型腔“qiang-1”再分割为两个体积块。 抽取模具元件。选择菜单管

40、理器下“模具/模具元件/抽取”命令，在创建模具元件对话框中选取四个体积块，单击“确定”，单击“完成返回”。隐藏所有分型面，选择菜单栏“视图/编辑位置”命令，单击“分解位置”对话框中“选取参照定义方向”按钮，选取边作为参照，在元件上单击左键，拖动到适当位置再单击左键放置。分解后的四个模具元件和水杯如图2-20所示。保存文件。 图2-20 分解后的两瓣凹模、两个型芯元件和水杯5.2.5修改、创建模具元件为了便于修改和创建模具元件，打开后缀名为“asm”的组件模式下的装配模型，进行元件的修改和创建。根据拆画的成型零件的零件图对凹模、主型芯、短型芯进行修改。在组件模式下创建模具元件的方法：单击工具栏中

41、 “在组件模式下创建元件”图标，在“元件创建”对话框选择零件，实体，在名称框中输入零件名称，单击“确定”按钮，在“创建选项”对话框选择“创建特征”，单击“确定”按钮，激活零件模式。根据上述各零件图，应用各种创建特征的方法，逐步创建出模具的全部零件，范例创建的模具装配模型分解图如图2-21所示。 图2-21模具装配模型分解图任务 (三)、 设计冲裁模具设计任务：设计如图3-1所示零件的冲裁模具，材料为08F，厚度2mm，未注工差等级IT14。 图3-1 零件图 图3-2冲裁排样学习、实训目的：通过复合冲裁模具的设计，使学生熟练掌握冷冲裁模具的设计计算过程与方法，提高设计较复杂冷冲裁模具的能力，掌

42、握在Pro/E4.0的组件设计模式中创建冲裁模具装配模型、生成装配工程图、零件工程图的方法。提高对工作零件进行工艺编制的能力。1学习、实训情境设计：(1). 确定冲裁工艺方案(2) 计算凸模、凹模刃口尺寸(3) 冲裁排样(4) 冲裁模具总体结构设计(5) 计算冲裁力、选择压力机(6) 确定压力中心和凹模尺寸计算(7) 应用Pro/E4.0进行冲裁模具三维装配模型设计(8)生成模具的二维装配图(9)生成模具零件的零件图(10)编制凹模、凸凹模零件工艺路线2工作过程设计的基本内容和方法参考冷冲压工艺与模具设计教材。2.1 冲裁件的工艺分析、冲裁工艺方案制件结构较简单且对称，无悬臂窄槽，孔径及孔距均

43、较大，尺寸精度低，无表面粗糙度要求，所用材料优质碳素结构钢08F的冲裁性能好，板厚适中。制件具有较好的冲裁性能，适宜采用冲裁加工。冲裁工艺方案：(1)采用单一工序：首先落料，再冲两个孔。优点是模具结构简单，制造成本低，但要用两副模具冲裁，生产效率低。(2)冲孔-落料组合工序采用倒装复合冲裁模冲压：优点是只需一副模具冲压生产效率高，制件平整度好，但模具结构较第一种方案复杂，模具成本较高。(3) 冲孔-落料组合采用级进模冲压：优点是模具生产效率较高，冲压过程易于实现自动化，但模具结构较复杂，成本较高，模具外形尺寸较第二种方案大。 综上所述，可采用第二或第三种方案。本指导书采用第二种方案。2.2冲裁

44、排样 采用最少废料排样如图3-2所示，搭边值均取2mm。2.3计算凸模、凹模刃口尺寸双边冲裁间隙根据材料和断面可取 (22-24%)t=0.44-0.48mm。冲孔以凸模为基准，落料以凸凹模为基准计算，配做凹模。公式和计算过程参阅冷冲压工艺与模具设计教材。2.4冲裁模具总体结构设计可采用落料凹模安装在上模，落料的零件采用刚性卸料。凸凹模安装在下模。箍在凸凹模的条料采用弹性卸料。冲孔废料从下部挤出下落。2.5计算冲裁力、选择压力机普通平刃冲裁模取Kp=1.3，08F钢=300MPa，板厚t=2mm，计算冲裁轮廓的长度L：在CAD中绘出工件图，用“工具/查询/距离”命令查得四段直线的长度均为26m

45、m，直径为50的两段园弧的园心角均为60度(CAD中测量出)，园弧长度：3.1450/3=52mm，两段R10园弧的园心角均为120度，园弧长度：3.14202/3=42mm，两孔的周长3.14102=62.8mm，L=426+52+42+62.8=261mm，其中外轮廓的长度192.8mm冲裁力：P=KpLt=1.33002612=203580N其中外轮廓冲裁力：P外=1.3300192.82=150384N将落料件从凹模孔中推出的力P推1=K推.P外=0.05150384=7519N，此力较大，根据零件尺寸不能采用弹性卸料，必须采用刚性卸料装置。两孔的冲裁力：P孔=1.330062.82=49984N将冲孔的废料从凸凹模