设计带破孔的模具实例解析

本节将介绍一款香皂盒盖（SOAP-BOX）的模具设计，如图19.1所示。由于设计原件中有破孔，所以在模具设计时必须将这一破孔填补，上、下模具才能顺利脱模。下面介绍该模具的主要设计过程。

图19.1 香皂盒盖的模具设计

Task1.新建一个模具制造模型文件

新建一个模具制造模型文件，操作提示如下：

Step1.将工作目录设置至D：\creo1.6\work\ch19。

Step2.新建一个模具型腔文件，命名为soap-box_mold；选取模板。

Task2.建立模具模型

Stage1.引入参考模型

Step1.单击功能选项卡区域中的“小三角”按钮，然后在系统弹出的列表中选择命令，系统弹出“打开”、“布局”对话框和菜单管理器。

Step2.从系统弹出的文件“打开”对话框中，选取三维零件模型soap-box.prt作为参考零件模型，单击按钮，系统弹出“创建参考模型”对话框。

Step3.在“创建参考模型”对话框中选中单选项，然后在文本框中接受默认的名称，再单击按钮。

Step4.单击布局对话框中的按钮，可以观察到图19.2所示的结果，单击按钮。在菜单中单击命令。

说明：图19.2所示的拖动方向与开模方向一致。

Stage2.创建坯料

创建图19.3所示的手动坯料，操作步骤如下：

Step1.单击功能选项卡区域中的“小三角”按钮，然后在系统弹出的列表中选择命令，系统弹出“元件创建”对话框。

Step2.在系统弹出的“元件创建”对话框中，在区域选中单选项，在区域选中单选项，在文本框中，输入坯料的名称wp，然后单击按钮。

Step3.在系统弹出的“创建选项”对话框中，选中单选项，然后单击按钮。

Step4.创建坯料特征。

（1）选择命令。单击功能选项卡区域中的按钮。

（2）创建实体拉伸特征。

① 选取拉伸类型。在出现的操控板中，确认“实体”类型按钮被按下。

② 定义草绘截面放置属性。在绘图区中右击，从系统弹出的快捷菜单中选择命令。选择MAIN_PARTING_PLN基准平面作为草绘平面，草绘平面的参考平面为MOLD_RIGHT基准平面，方位为；单击按钮，系统至此进入截面草绘环境。

③ 绘制截面草图。进入截面草绘环境后，选取MOLD_RIGHT和MOLD_FRONT基准平面为草绘参考，截面草图如图19.4所示；完成特征截面的绘制后，单击“草绘”操控板中的“确定”按钮。

图19.2 引入参考模型后

图19.3 模具模型

图19.4 截面草图

④ 选取深度类型并输入深度值。在系统弹出的操控板中单击界面中选取的深度类型，再在深度文本框中输入深度值35.0，并按回车键；然后选取的深度类型，再在深度文本框中输入深度值12.0，并按回车键。

⑤ 完成特征。在操控板中单击按钮。完成特征的创建。

Task3.设置收缩率

将参考模型收缩率设置为0.006。

Task4.填补图19.5所示的破孔

Step1.遮蔽坯料。

Step2.创建图19.6所示的基准曲线1。

图19.5 填补破孔

（1）选择命令。单击功能选项卡按钮，在系统弹出的菜单中依次单击按钮。系统弹出“曲线：通过点”操控板。

（2）选择功能选项卡区域中的“显示样式”按钮，按下按钮，将模型的显示状态切换到实线线框显示方式。先单击图19.7所示的圆环左边交点，然后将模型调整到图19.8所示的视图方位，再单击圆环上边的切点。

注意：下面创建曲线时选取的参考点是面与面的交点。

（3）在“曲线：通过点”操控板中单击按钮。完成基准曲线1的创建。

图19.6 创建基准曲线1

图19.7 单击圆环左边交点

Step3.创建图19.9所示的基准曲线2。

图19.8 单击圆环上边切点

图19.9 创建基准曲线2

（1）选择命令。单击功能选项卡按钮，在系统弹出的菜单中依次单击按钮。系统弹出“曲线：通过点”操控板。

（2）单击图19.10所示的圆环左边交点，然后将模型调整到图19.11所示的视图方位，单击圆环上边的交点。

图19.10 单击圆环左边交点

图19.11 单击圆环上边交点

（3）在系统弹出“曲线：通过点”操控板中单击按钮。完成基准曲线2的创建。

Step4.创建图19.12所示的基准曲线3。

（1）选择命令。单击功能选项卡按钮，在系统弹出的菜单中依次单击按钮。系统弹出“曲线：通过点”操控板。

（2）单击图19.13所示的圆环左边交点，然后将模型调整到图19.14所示的视图方位，单击圆环上边的切点。

（3）在系统弹出“曲线：通过点”操控板中单击按钮。完成基准曲线3的创建。

图19.12 创建基准曲线3

图19.13 单击圆环左边交点

Step5.创建图19.15所示的边界曲面1。

图19.14 单击圆环上边切点

图19.15 创建边界曲面1

（1）单击功能选项卡中的按钮，在系统弹出的菜单中依次单击。系统弹出“边界混合”操控板。

（2）定义边界曲线。按住Ctrl键，依次选取图19.16所示的两条边界曲线。

（3）在操控板中单击按钮，完成边界曲面1的创建。

图19.16 定义边界曲面1

Step6.创建图19.17所示的边界曲面2。

（1）单击功能选项卡中的按钮，在系统弹出的菜单中依次单击。系统弹出“边界混合”操控板。

（2）定义边界曲线。

① 选取第一方向曲线。按住Ctrl键，依次选取图19.18所示的第一方向的两条边界曲线。

② 选取第二方向曲线。在操控板中单击第二方向曲线操作栏，按住Ctrl键，依次选取图19.19所示的第二方向的两条边界曲线。

（3）在操控板中单击按钮，完成边界曲面2的创建。

图19.17 定义边界曲面2

图19.18 操作步骤1

Step7.将边界曲面1与边界曲面2进行合并。合并后的结果暂定为面组12。

（1）按住Ctrl键，选取要合并的两个曲面（边界曲面1和边界曲面2），如图19.20所示，然后单击功能选项卡下拉菜单中的按钮，系统弹出“合并”操控板。

（2）单击按钮，预览合并后的面组。

（3）确认无误后，单击按钮。

图19.19 操作步骤2

图19.20 创建面组12

Step8.创建图19.21所示的边界曲面3。

（1）单击功能选项卡中的按钮，在系统弹出的菜单中依次单击。系统弹出“边界混合”操控板。

图19.21 定义边界曲面3

（2）定义边界曲线。

① 选择第一方向曲线。按住Ctrl键，依次选取图19.22所示的第一方向的两条边界曲线。

② 选择第二方向曲线。在操控板中单击第二方向曲线操作栏，按住Ctrl键，依次选取图19.22所示的第二方向的两条边界曲线。(https://www.daowen.com)

（3）在操控板中单击按钮，完成边界曲面3的创建。

图19.22 操作步骤

Step9.将图19.23所示的面组12与边界曲面3进行合并，合并后的曲面暂且编号为面组123。（1）按住Ctrl键，选取要合并的两个曲面（面组12和边界曲面3），然后单击功能选项卡下拉菜单中的按钮，系统弹出“合并”操控板。

（2）单击按钮，预览合并后的面组。

（3）确认无误后，单击按钮。

Step10.创建图19.24所示的边界曲面4。

图19.23 创建面组123

图19.24 定义边界曲面4

（1）单击功能选项卡中的按钮，在系统弹出的菜单中依次单击。系统弹出“边界混合”操控板。

（2）定义边界曲线。按住Ctrl键，依次选取图19.25所示的两条边界曲线。

（3）在操控板中单击按钮，完成边界曲面的创建。

图19.25 操作步骤

Step11.将面组123与边界曲面4进行合并，合并后的编号为面组1234。

（1）按住Ctrl键，选取要合并的两个曲面（面组123和边界曲面4），然后单击功能选项卡下拉菜单中的按钮，系统弹出“合并”操控板。

（2）在“曲面合并”操控板中单击按钮。

Step12.隐藏前面创建的基准曲线。在模型树中右击，然后从系统弹出的快捷菜单中选择命令。再单击“重画”按钮，这样模型的该基准曲线将不显示。用同样的方法隐藏另外的两条基准曲线和。

Task5.创建分型面

下面的操作是创建模具的分型曲面如图19.26所示。

图19.26 创建分型曲面

Step1.单击功能选项卡区域中的“分型面”按钮。系统弹出的“分型面”功能选项卡。

Step2.在系统弹出的”分型面”功能选项卡中的区域单击“属性”按钮，在“属性”对话框中，输入分型面名称PS_SURF，单击按钮。

Step3.如果坯料没有遮蔽，为了方便选取图元，将其遮蔽。在模型树中右击，从系统弹出的快捷菜单中选择命令。

Step4.通过曲面复制的方法，复制参考模型上的外表面，如图19.27所示。

（1）采用“种子面与边界面”的方法选取所需要的曲面。用户分别选取种子面和边界面后，系统则会自动选取从种子曲面开始向四周延伸直到边界曲面的所有曲面（其中包括种子曲面，但不包括边界曲面）。在屏幕右下方的“智能选取栏”中选择“几何”选项。

（2）下面先选取“种子面”（SeedSurface），操作方法如下：

① 选择功能选项卡区域中的“显示样式”按钮，按下按钮，将模型的显示状态切换到实线线框显示方式。

② 将模型调整到图19.28所示的视图方位。

③ 选取图19.28中soap-box的上表面，该面就是所要选择的“种子面”。

图19.27 创建复制曲面

图19.28 定义种子面

（3）然后选取“边界面”（boundarysurface），操作方法如下：

① 按住Shift键，选取图19.29中的soap-box的外圆面和内圆面为边界面，此时图中的内外圆面会加亮。

图19.29 定义边界面

② 依次选取所有的边界面完毕（全部加亮）后，松开Shift键，完成“边界面”的选取。操作完成后，整个模型上表面均被加亮。

注意：在选取“边界面”的过程中，要保证Shift键始终被按下，直至所有“边界面”均选取完毕，否则不能达到预期的效果。

（4）单击功能选项卡区域中的“复制”按钮。

（5）单击功能选项卡区域中的“粘贴”按钮。系统弹出“曲面：复制”操控板。

（6）在系统弹出的“曲面：复制”操控板中单击按钮。

Step5.将前面的复制面组与填补破孔的合并面组进行合并，注意选择顺序要正确。

（1）按住Ctrl键，选取创建的复制曲面和上一步填补破孔的面组。

（2）单击功能选项卡区域中的按钮，此时系统弹出“合并”操控板。

（3）在操控板中单击按钮，在“选项”界面中选中单选项。

（4）在“合并”操控板中单击按钮。

注意：应该先选取创建的复制曲面，再选取上一步填补破孔的合并面组。

Step6.通过“拉伸”的方法，创建图19.30所示的拉伸曲面。

（1）取消坯料的遮蔽。

（2）单击功能选项卡区域中的按钮，此时系统弹出“拉伸”操控板。

（3）定义草绘截面放置属性：右击，从系统弹出的菜单中选择命令；在系统的提示下，选取图19.31所示的坯料表面1为草绘平面，接受图19.31中默认的箭头方向为草绘视图方向，然后选取图19.31所示的坯料表面2为参考平面，方向为。然后单击按钮。

（4）截面草图。选取图19.32所示的坯料的边线和所示的边线为草绘参考；绘制图19.32所示的截面草图（截面草图为一条线段）；完成截面的绘制后，单击“草绘”操控板中的“确定”按钮。

图19.30 创建拉伸曲面

图19.31 定义草绘平面

（5）设置深度选项。

① 在操控板中选取深度类型。

② 将模型调整到图19.33所示的视图方位，选取图中所示的坯料表面为拉伸终止面。

③ 在“拉伸”操控板单击按钮，完成特征的创建。

图19.32 截面草图

图19.33 选取拉伸终止面

Step7.将Step5所合并的面组与拉伸面组进行合并，如图19.34所示。

图19.34 合并面组

（1）按住Ctrl键，选取Step5所合并的面组和上一步创建的拉伸曲面。

（2）单击功能选项卡区域中的按钮，系统“合并”操控板。

（3）在“合并”操控板中单击按钮，在模型中选取要合并的面组的侧，箭头指向外侧。

（4）在操控板中单击按钮，在“选项”界面中选中单选项。

（5）“合并”操控板中单击按钮。

Step8.在“分型面”选项卡中，单击“确定”按钮，完成分型面的创建。

Task6.构建模具元件的体积块

Step1.选择功能选项卡区域中的命令（即用“分割”的方法构建体积块）。

Step2.在系统弹出的菜单中，依次选择命令。此时系统弹出“分割”对话框和“选择”对话框。

Step3.选取分型面。在系统的提示下，选取分型面PS_SURF，然后单击“选择”对话框中的按钮。

注意：在Task5中，如果分型面PS_SURF不是一气呵成地完成，而是经过多次修改或者重定义而完成的，这里有可能无法选取该分型面。

Step4.单击“分割”信息对话框中的按钮。

Step5.系统弹出“属性”对话框，在该对话框中单击按钮，着色后的体积块如图19.35所示。然后在对话框中输入名称lower_vol，单击按钮。

Step6.系统弹出“属性”对话框，在该对话框中单击按钮，着色后的体积块如图19.36所示。然后在对话框中输入名称upper_vol，单击按钮。

图19.35 着色后的下半部分体积块

图19.36 着色后的上半部分体积块

Task7.抽取模具元件及生成浇注件

将浇注件的名称命名为soap-box_molding。

Task8.定义开模动作

Step1.将参考零件、坯料和分型面在模型中遮蔽起来。

Step2.开模步骤1。移动上模，输入要移动的距离值100，结果如图19.37所示。

图19.37 移动上模

Step3.开模步骤2。移动下模。选取下模，输入要移动的距离值-100，选取图19.38所示的边线为移动方向，结果如图19.38所示。

图19.38 移动下模

Step4.保存设计结果。单击功能选项卡中的区域的按钮，在系统弹出的下拉菜单中单击按钮，选择下拉菜单命令。