计算器外壳模具设计说明.docx

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计算器外壳模具设计说明

项目四计算器外壳塑料模具设计

能力目标

1.分析壳体类塑件模具设计方案

2.熟悉三板模的结构特点

知识目标

1.掌握点浇口的设计方法

2.掌握斜顶杆的设计方法

3.掌握利用EMX5.0进行三板模具的设计

一项目引入

某企业接到一批计算器外壳订单，要求制件具有足够的强度和耐磨性能，外表面美观、无瑕疵，设计一套成型该塑件的注塑模具。

产品零件图如图4-1所示。

图4-1计算器外壳零件图

设计要求：

材料：

ABS

生产批量：

中等批量

未注公差取MT5级精度

二项目设计方案分析

计算器外壳的整体形状结构较简单，该壳体平均壁厚为1.6mm，包含多个纵向通孔和盲孔，尺寸精度和表面质量要求较高，零件尺寸中等偏大，根据壳体的结构特点，拟定如下设计方案。

项目

设计方案

方案分析

分型面

分型面应设在零件最大投影面，如图所示，塑料包紧型芯而留在动模，较易推出。

型腔布局

塑件中等尺寸，产量不大，采用一模一腔即可满足生产需要。

浇注系统

采用点浇口，塑件质量易保证，从零件上端进料，料流比较顺畅，不易产生熔接痕和气泡等缺陷。

推出机构

除了直顶杆外，由于塑件有四个侧孔，还要设计四个斜顶杆，在顶出过程中侧向抽芯，使制件脱出。

冷去装置

将冷却水路设计型芯和型腔内部，更接近塑件，冷却效果较好

任务二：

设计圆外壳的成型零件

要求：

将本产品合理分型，并设计出成型零件。

设计参照如下

设计流程1----加载参照模型

步骤01建立工作目录

打开pro/E软件，接着在菜单栏中依次选择“文件/设置工作目录”选项，弹出“选取工作目录”对话框，然后选择指定一个自已建的目标文件夹，单击确定按钮完成工作目录的设置，并将任务二建立的“jsqwk.prt”模型复制到工作目录中。

步骤02新建文件

在菜单栏中依次选择“文件/新建”选项或在“文件”工具条中单击“新建”按钮，弹出“新建”对话框。

接着选中“制造”单选按钮，在“子类型”选项区中选择“模具型腔”单选按钮，在“名称”文本框中输入“jsqwk_mold”，接着选择mmns-mfg-mold（公制）模板，然后单击按钮进入模具设计界面。

图

步骤03打开参照零件

在”模具/铸件制造”工具条中单击“选取零件”按钮，弹出”打开”对话框，选取工作目录中的然“jsqwk.prt”文件，单击，打开“布局”对话框，点击“预览”按钮，发现开模方向指向壳体侧边，方向不正确，如图所示。

图

单击“参照模型起点与定向”下方的箭头，打开“菜单管理器”，选择“动态”，打开”参照模型方向”对话框，根据图-所示进行操作。

图

单击“预览”，可以看到开模方向指向壳体上方。

图

步骤04保存文件

执行菜单栏中的“文件/保存”命令，保存文件。

设计流程2---应用收缩

在“模具/铸件制造”工具栏中单击“按尺寸收缩”按钮，弹出“按尺寸收缩”对话框，在绘图区域中选取参照模型和坐标系“PRT_CSYS_DEF”，再在弹出的“按比例收缩”对话框中输入收缩比率为“0.005”，单击确定按钮完成设置。

如图-所示。

图

设计流程3---创建模具工件

创建自动工件

在工具条中点击“创建工件”按钮，创建模具工件，在绘图区域中选取坐标系“MOLD_CSYS_DEF”，设置工件如图尺寸，单击预览，然后单击确定按钮完成设置。

图-设置工件尺寸

设计流程4---创建分型曲面

步骤01创建自动分型线

在”模具/铸件制造”工具栏中单击”创建自动分型线”按钮，弹出“侧面影像曲线”对话框，对话框内的各项参数均已自动定义，点选“环路选择”，再点击“定义”按钮，打开“环选取”对话框，如图所示。

图

可以看到在“环选取”对话框中有43条环线，点击任意一项，对应图形中的环线将变色显示，选取的原则一是最大轮廓线，二是上下通孔。

仔细甄别每一条环线，如果不是上下通孔的环线，则点击旁边的“状态”，选择“排除”，本模型要排除环线的编号是：

2、3、8、9、20-22、32、41-43，如果是通孔环线，则一般有上下两条环线，点击“链”标签，进入“链”对话框，在对应的环线编号中选取“上部”或“下部”，本模型中一律选择“上部”，如图所示。

图

选择完成后点击“确定”，回到上一个对话框，点击“预览”，可以看到选择的环线，检查无误后点击确定。

图

步骤02创建主分型面

在“模具/铸件制造”工具栏中单击“分型曲面”按钮，工具条中单击“通过回路和扩展边界产生曲面”按钮，弹出“裙边曲面”对话框，点击“预览”，可以看到如图所示的分型曲面，点击“确定”完成，并点击工具栏中的“”退出分型曲面设置状态。

图

步骤03创建螺钉孔型芯分型面

在菜单栏选择“插入/拉伸”，弹出”拉伸”操控板，点击“曲面”按钮，用工并去掉“去除材料”按钮的选择，再点击“放置”按钮，然后选择工件底部为草绘平面进行草绘，添加一个水平或竖直参照，具栏中的“通过边创建图元”按钮抽取下部三个螺孔柱的外边沿为草绘图形，点击确定回到拉伸操控板，选择拉伸方向指向工件内部，点击“拉伸到指定的”按钮，选择拉伸到零件模型内表面，点击“选项”按钮，勾选“封闭端”，点击“确定”完成，如图所示。

图

再次按上面的方法进行拉伸操作，选择工件底面为草绘平面，用“同心圆”工具，绘制上面四个螺钉孔的同心圆，直径为“6”，向工件内部拉伸，点开“选项”按钮，勾选“封闭端”，拉伸尺寸为“2”，如图所示。

图

按下“ctrl”键选中刚才拉伸的两个曲面，点击主菜单上的“编辑/合并”，打开“合并”操控板，选择合并方向为向上和向外，合并结果如图所示，如果合并错误，可点击模型树上的“设置”按钮，选择“树过滤器”打开“模型树项目”对话框，勾选“特征”，模型树上即列出操作的步骤，右键点击“合并”，选择“编辑定义”，继续选择合并方式。

图

用同样的方法创建另外两个螺钉孔的型芯分型面。

步骤04创建笔插下部的型芯分型面

继续按上面的方法进行拉伸操作，选择工件底部为草绘平面进行草绘，添加参照，用工具栏中的“通过边创建图元”按钮抽取笔插部分的边沿为草绘图形，抽取的线段不一定相交，可用按钮点击线段使之两两相交，从一个端点作一条如图所示直线并垂直于另一边，修剪多余部分，点击确定回到拉伸操控板，点击“拉伸到指定的”按钮，拉伸到零件模型对应的内表面，点开“选项”按钮，勾选“封闭端”，点击“确定”完成，如图所示。

图

继续进行拉伸操作，拉伸设置同上，草绘图形如所示，拉伸尺寸为“4”

图

合并两个封闭曲面，合并结果如图所示。

图

步骤05创建上部笔插部分的型芯分型面

继续按上面的方法进行拉伸操作，注意选择工件上表面为草绘平面进行草绘，添加参照，抽取上部笔插圆形的边沿为草绘图形，点击确定回到拉伸操控板，点开“选项”按钮，勾选“封闭端”，点击“确定”完成，如图所示。

图

继续进行拉伸操作，草绘平面设置同上，草绘圆直径为“8”，如图所示拉伸尺寸为“4”。

图

将两拉伸曲面合并，合并结果如图所示。

图

步骤06创建斜顶杆分型面

在“模型树”中按下“shift”键选择如图所示步骤，点击右键选择“隐藏”，如图所示。

图

在计算器外壳模型内表面选择一个曲面，按下“ctrl”键再选择侧孔所在的内表面，如图所示。

图

先点击工具栏的“复制”按钮，再点击“粘贴”按钮，打开复制曲面对话框，点击“选项”按钮，勾选“排除曲面并填充孔”，选择侧孔的内边沿，按下“确定”完成复制。

图

点击创建基准面按钮，弹出“基准平面”对话框，选择“MOLD_FRONT”平面偏距“26.5”建立一个基准平面“ADTM1”，取消工件的隐藏，点击主菜单上的“插入/拉伸”命令，打开拉伸操控板，点击“曲面”按钮，并去掉“去除材料”按钮的选择，选择刚建立的平面为草绘平面，草绘图形如图所示。

图

点击“选项”，做如下设置，并确定完成拉伸。

图

按住“ctrl”键点选该拉伸曲面和刚才复制得到的曲面，在菜单栏选择“编辑/合并”命令，选择适当的合并方向，将两个曲面合并为一个，即得到斜顶杆分型面，如图所示。

图

用相同的方法创建其余三个斜顶杆分型面。

图

设计流程5---分割体积快

步骤01分割型芯和型腔

取消上面设置的隐藏，在”模具/铸件制造”工具栏中单击”分割体积块”按钮，弹出”分割体积块”菜单管理器，选择“两个体积块”、“所有工件”、“完成”，选择主分型面单击确定，如图所示。

图

在弹出的“属性”对话框中点击“着色”，确定无误后输入名称“201”，然后确定，

图

继续操作，在弹出的”属性”对话框中点击“着色”，确定无误后输入名称“101”，点击确定，如图所示。

图

步骤02分割螺孔柱型芯

单击”分割体积块”按钮，弹出”分割体积块”菜单管理器，选择“一个体积块”、“模具体积块”、“完成”，

图

在弹出的对话框中选择“201”右侧，点击关闭。

图

选择三个螺孔柱型芯分型面，点击确定，在弹出的“岛列表”中，选择“岛2”、“岛3”、“岛4”，点击确定。

图

在弹出的“属性”对话框中点击“着色”，确定无误后输入名称“20101定，如图所示。

图

步骤03分割另外两个个螺孔柱型芯

单击”分割体积块”按钮，弹出”分割体积块”菜单管理器，选择“一个体积块”、“模具体积块”、“完成”，在弹出的对话框中选择“201”加入到右侧，点击关闭。

选择另外两个个螺钉孔型芯分型面，点击确定，在弹出的“岛列表”中，选择“岛2”、“岛3”，点击确定。

图

在弹出的”属性”对话框中点击“着色”，确定无误后输入名称“20102”，确定，如图所示。

图

步骤04分割笔插下部型芯

单击”分割体积块”按钮，弹出”分割体积块”菜单管理器，选择“一个体积块”、“模具体积块”、“完成”，在弹出的对话框中选择“201”加入到右侧，点击关闭。

选择分割笔插下部型芯分型面，点击确定，在弹出的“岛列表”中，选择“岛2”点击确定。

在弹出的”属性”对话框中点击“着色”，输入名称“20103”，点击确定，如图所示。

图

步骤05分割四个斜顶杆

单击”分割体积块”按钮，弹出”分割体积块”菜单管理器，选择“一个体积块”、“模具体积块”、“完成”，在弹出的对话框中选择“201”加入到右侧，点击关闭。

选择一个斜顶杆分型面，点击确定，在弹出的“岛列表”中，选择“岛2”点击确定。

在弹出的”属性”对话框中点击“着色”，输入名称“20104”，点击确定，如图所示。

图

用同样的方法分割另外三个斜顶杆，分别命名为“20105”、“20106”、“20107”

步骤06分割笔插下部型芯

单击”分割体积块”按钮，弹出”分割体积块”菜单管理器，选择“一个体积块”、“模具体积块”、“完成”，在弹出的对话框中选择“101”加入到右侧，点击关闭。

选择分割笔插下部型芯分型面，点击确定，在弹出的“岛列表”中，选择“岛2”、“岛3”点击确定。

在弹出的”属性”对话框中点击“着色”，输入名称“10101”，点击确定，如图所示。

图

步骤07抽取体积快

在”模具/铸件制造”工具栏中单击”创建模具元件”按钮，弹出创建”创建模具元件”菜单管理器，全部选中点击确定完成。

图

设计流程6---组件开模

在“菜单管理器”中单击“模具进料孔”、“定义间距”、“定义移动”命令，如图-所示

图

点击型腔“101.prt”并点击确定，点击型腔上表面设置其法线方向为移动方向，在下方输入移动距离“40”，确定后型腔就会向上移动40.，将型腔型芯各个部件逐一设置移动一定距离后，可以观察到组件打开的效果，如图所示，点击完成，并保存项目。

图

任务三：

设计圆外壳的模架机构

要求：

设计出本产品的模架机构，设计合理，受力均匀，无干涉现象。

设计参照如下

设计流程1----EMX5.0项目准备

步骤01设置工作目录

打开Peo/E软件，接着在菜单栏中依次选择【文件】/【设置工作目录】选项，弹出【选取工作目录】对话框，然后选择已建立的文件夹，并单击【确定】按钮完成工作目录的设置，并将前面设计的分模项目保存于该文件夹中。

步骤02定义新项目

在【EMX5.0】工具条中单击【新建】按钮，弹出【定义新项目】对话框，在弹出的“项目”对话框中输入“jsqwk_moldbase”,零件前缀为“mojia”，后缀可设计自己特有的标记，并在“单位”选项区中勾选“mm”复选框，然后单击“确定”按钮，完成EMX项目的新建操作，如图-所示。

图

步骤03添加元件

在【工程特征】工具条中单击【添加组件】按钮，弹出【打开】对话框，接着打开“jsqwk_mold.asm”文件，在“放置”、“约束类型”栏选择“缺省”，如图所示。

图

步骤04项目分类

在上方EMX5.0工具菜单中依次选择【项目】/【分类】弹出分类对话框，然后根据图-所示进行设置。

然后单击“确定”按钮，完成项目的准备工作。

图

设计流程2----加载标准模架

计算器外壳模具浇注系统采用点浇口形式，需要二次开模。

步骤01载入模架

在EMX5.0工具菜单中依次选择【模架】/【组件定义】，打开组件定义对话框，点选左下角“从文件载入组件定义”按钮，打开“载入EMX组件”对话框，选择“futaba_s”系列中的“EA_Type”组件，该模架带双导柱导套，含有定距拉杆和复位杆，点选右下角的“从文件载入”按钮，点击确定，回到组件定义对话框，如图所示。

图

步骤02修改模架

在尺寸栏选择“330×350”，在弹出的“EMX更新”对话框选择确定，这一步将模板的长和宽进行了修改。

右键点击A板，打开A板的【板】设置对话框，设置板的厚度为“60”，如图所示。

图

用同样的方法设置B板厚度为“50”，C板厚度为“90”。

右键单击较长的导柱，设置长度为“200”，该导柱有定距拉杆的作用，右键单击该导柱定模侧的导套，设置导套长度为“59”，如图所示。

图

设置另一导柱长度为“102”如图所示，与它对应的导套长度设置为“59”。

图

右键单击复位弹簧，打开弹簧对话框，设置弹簧长度为“45”，

图

用同样的方法设置复位杆位“自动长度”，设置完成后退出组件定义。

步骤03装配定位环和浇口衬套

在右侧基准工具栏选择“草绘点”工具，选择定模座板上表面为草会面，用点工具在其中心位置绘制一点，程序自动命名为“APNT47”。

在工具栏中找到“定义定位环”按钮并打开【定位环】对话框，选择点“APNT47”和定模座板上表面为位置参照，其余按图设置。

图

选择主浇道衬套按钮，打开【主浇道衬套】对话框，位置参照设置于上同，其余按图设置。

图

步骤04设置型腔切口

再次打开组件定义对话框，单击下方的型腔切口按钮，打开型腔【型腔】对话框，输入数据如图，点击确定。

图

设计流程3---创建浇注系统

步骤01创建流道

在菜单栏中选择【应用程序】/【模具布局】，进入模具界面，在工具栏中点击“创建流道特征”按钮，选择“倒圆角”。

图

在“流道直径”窗口输入“6”。

图

选择定模座板下表面为草绘平面绘制流道图形。

图

在随后打开的【相交零件】对话框中，点击“自动添加”按钮，选择第二项“MOJIA_CLP_PLATE_FH001”，点击“确定”完成。

步骤02创建浇口

点击基准面“MOLDBASE_X_Z”，使之向右偏移“45”建立一个基准面，

图

点击基础工具栏中的旋转按钮，打开“旋转”操控板，点击“位置”、“定义”，选择新建的基准面为草绘平面，建立适当的草绘参照，进入草绘界面。

在草绘窗口添加一条中心线，距模具中心面14mm，绘制如图所示图形。

图

确定完成后，即得到一侧的浇口，选中该浇口，用镜像的方法，在另一侧创建一个相同的浇口。

生成的流道如图所示。

图

设计流程4----设计冷却机构

步骤01设计型腔冷却水路

在菜单栏中选择“应用程序”、“标准”，进入标准界面，在右侧模型树结构中点开“JSQWK_MOLD．ASM”，选择“101．PRT”右键点击打开，点击基准面按钮，选择型腔上表面向下偏移“10”，建立一个基准面，点击草绘按钮，在该基准面上草绘如下图形。

图

再选择如图侧面偏移“14”建立一个基准面。

图

在该基准面上草绘如图两条短线条。

图

型腔水路路线如图所示，确定后关闭窗口返回。

图

步骤02设计定模板冷却水路

选择定模板右键点击打开，建立如图所示基准面。

图

在该基准面上草绘如图所示图形。

图

用同样的方法设计另一条水线，结果如图。

图

步骤03设计型芯冷却水路

在模型树中找到“201．PRT”，右键点击打开，建立从下表面偏移“10”的基准面并草绘如下图形。

图

再建立如图所示基准面。

图

在该基准面上草绘如下图形，完成后返回。

图

型芯内部冷却水路完成后如图所示。

图

步骤04设计动模板冷却水路

选择动模板右键点击打开，建立如图所示基准面。

图

在该基准面上草绘如下图形。

图

用同样的方法设计另一条水线，结果如图。

图

步骤05添加定模板冷却元件

返回模具组件界面，点击工具栏中的“装配/拆解元件”按钮，打开“元件状态”窗口，点击“全选”后确定，如图-所示。

图

先添加两个带水嘴的水线元件，点击定义冷却元件按钮，打开冷却元件对话框，点击“

（1）曲线（轴）点”，选择定模板一条草绘线，再点击选择定模板上与该草绘线垂直的一个外侧面，其余设置按照图所示，完成后点击确定。

图

再添加两个带O形环的水线元件，点击定义冷却元件按钮，打开冷却元件对话框，点击“

（1）曲线（轴）点”，选择定模板一条草绘线，再点击选择定模板上与该草绘线垂直的一个内侧面，其余设置按照图所示，完成后点击确定。

图

O形环添加结果如下。

图

步骤06添加型腔冷却元件

先设计盲孔，点击定义冷却元件按钮，打开冷却元件对话框，点击“

（1）曲线（轴）点”，选择型腔上一条竖直的草绘线，再点击选择定模板上与该草绘线垂直的型腔表面，其余设置按照图所示，完成后点击确定，如图所示。

图

再添加型腔上带水塞的水线元件，点击定义冷却元件按钮，打开冷却元件对话框，点击“

（1）曲线（轴）点”，选择型腔内一条草绘线，再点击选择型腔上与该草绘线垂直的一个侧面如图所示。

图

型腔的水路元件添加结果如图所示。

图

动模部分冷却元件的添加于定模部分相同。

设计流程4----设计顶出机构

步骤01设置斜顶机构坐标系

点击显示动模部分按钮，在模型树点开“JSQWK_MOLD．ASM”前面的“+”号，选择一个斜顶杆头部例如“20104．PRT”，用右键点击打开，在新窗口点击基准面工具按钮，建立第一个基准面，选中斜顶杆的底面，偏距为“0”，建立第二个基准面，点击斜顶杆的侧面，设置向内偏移，偏距为“4”，如图所示。

图

建立第三个基准面，按下“ctrl”键选择底面和底面的一条边，方向指向斜顶杆平移方向，设置角度为“90”，如图所示。

图

点击基准坐标工具按钮，按“ctrl”键，依次选择刚才建立的第三、第二和第一个基准面，建立坐标系，点击“定向选单”，通过调整“Y”的正反向，使“Z”方向向上，“X”方向指向斜顶杆平移方向，坐标系名称为“CSO”,如图所示，关闭窗口回到模具组件状态。

图

步骤02设置斜顶机构

点击定义斜顶机构按钮，打开“斜顶机构”对话框，点击“坐标系”按钮，选择刚建立的坐标系，点击“平面导向件”按钮，选择动模垫板下表面，点击“平面限位器”按钮，选择顶杆固定板下表面，如图所示。

图

斜顶杆的倾斜角度“LIFTERBAR_ANGLE”设置为“8”，截面长度“BAR_H”设置为“8”，宽度“BAR_W”设置为“8”，其余参数按“10×10×T10”规格的默认尺寸，勾选下方的“无切口”复选框，点击“确定”完成。

程序将自动加载斜顶杆，此时发现斜顶杆的截面尺寸仍为“10×10”，点击修改斜顶杆按钮，选择坐标系“CSOTER_51”,再次进入斜顶杆设置对话框，将“BAR_H”设置为“8”，将“BAR_W”也设置为“8”，完成后尺寸仍为“10×10”，于是进行手工设置，选中自动生成的斜顶杆，用右键打开，在新窗口选择模型树中的“伸出项标识235”，右键选择“编辑定义”，在下方操控板点击“放置/定义”进入草绘界面，将宽度“10”改为“8”，将拉伸尺寸也由“10”改为“8”，在其上表面草绘，如图所示。

图

选中斜顶杆上表面，点击“编辑/偏移”命令，选择偏移方式为“展开特征”，偏移尺寸为“5”，点击“确定”完成，再选中“曲面标识776”，右键点击“编辑定义”，打开“选项”按钮，设置第二侧为“盲孔”，尺寸为“5”，确定后关闭窗口。

点击修改斜顶杆按钮，再次进入斜顶杆设置对话框，将“无切口”复选框前面的对勾去掉，点击下方的“显示详细图像”，将“UCOUP_B2”尺寸设置为“9”，如图所示。

图

设置完成后连续点击确定，程序会对斜顶机构进行修改。

步骤03修改斜顶机构及其相交元件

首先选择主菜单的“编辑”、“元件操作”，打开元件操作菜单，

图

选择合并，先点击下段斜导柱，点击确定，再选择刚添加的上段斜导柱，点击确定，将两段合并为一，右键选中打开，利用拉伸切除等工具修改，如图所示。

图

右键点击顶杆固定板打开，用拉伸切除的方法将限位器切口切成通孔，如图所示。

图

用同样的方法创建另外三个斜顶机构。

步骤04复制曲面并设计顶杆位置

按下“ctrl”键用鼠标点选型芯上有机壳的部分，点击复制按钮，再点击粘贴按钮，创建一个复制曲面面组。

完成后关闭窗口。

在模型树点开“JSQWK_MOLD．ASM”选择斜顶杆“XINGXIN．PRT”，右键点击打开，在新窗口点击基准面工具按钮，选中上表面面，偏距为“15”，建一个基准面，点击草绘点按钮，在该基准面上草绘6个点，如图所示。

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步骤05设置顶杆

点击定义顶杆按钮，打开“顶杆”对话框，点击“点”按钮，选择刚才定义的点，定义顶杆直径为“3”，长度选择“自动长度”，如图所示。

图

顶杆添加结果如图所示。

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步骤05修剪顶杆

顶杆添加完成后，选择型芯上复制的曲面面组，点击菜单上的“编辑”、“实体化”，修剪顶杆，结果如图所示。

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顶在斜面上的两个顶杆，为防止顶出时转动，应在其底部切除一部分，如图所示。

图

计算器外壳模具设计完成如图。

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