设计实例：带弯销内侧抽芯的模具优化

本实例将介绍一个带弯销内侧抽芯的模具设计，如图23.1所示，其中包括滑块的设计、弯销的设计以及内侧抽芯机构的设计。通过对本实例的学习，希望读者能够熟练掌握带弯销内侧抽芯的模具设计的方法和技巧。下面介绍该模具的设计过程。

图23.1 带弯销内侧抽芯的模具设计

Task1.新建一个模具制造模型文件，进入模具模块

Step1.将工作目录设置至D：\creo1.6\work\ch23。

Step2.新建一个模具型腔文件，命名为BODY_BASE；选取模板。

Task2.建立模具模型

在开始设计一个模具前，应先创建一个“模具模型”，模具模型包括图23.2所示的参考模型和坯料。

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，选取三维零件模型电热壶底板──BODY_BASE.prt作为参考零件模型，并将其打开，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.在“布局”对话框的区域中单击按钮，在系统弹出的“获得坐标系类型”菜单中选择命令。

Step5.在系统弹出的“参考模型方向”对话框的文本框中输入数值180，然后单击按钮。

Step6.单击“布局”对话框中的按钮，定义后的拖动方向如图23.2所示。

Step7.在“布局”对话框中单击按钮；在菜单中单击命令，完成坐标系的调整。

Stage2.创建坯料

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 定义草绘截面放置属性：在绘图区中右击，选择快捷菜单中命令。系统弹出“草绘”对话框，然后选择MOLD_FRONT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。系统进入截面草绘环境。

② 进入截面草绘环境后，选取MOLD_RIGHT基准平面和MAIN_PARTING_PLN基准平面为草绘参考，然后绘制图23.3所示的截面草图。完成截面草图的绘制后，完成截面草图的绘制后，单击“草绘”操控板中的“确定”按钮。

图23.2 参考模型和坯料

图23.3 截面草图

③ 选取深度类型并输入深度值。在操控板中，选取深度类型，再在深度文本框中输入深度值200.0，并按回车键。

④ 在“拉伸”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.创建模具分型面

创建图23.4所示模具的分型曲面，其操作过程如下：

Stage1.创建复制曲面

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MAIN_PS，单击按钮。

Step3.为了方便选取图元，将坯料遮蔽。

Step4.通过曲面复制的方法，复制参考模型上的外表面。

（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）先选取“种子面”。选取图23.5所示的上表面，该面就是所要选择的“种子面”。

图23.4 创建复制曲面

图23.5 定义种子面

（3）选取“边界面”。按住Shift键，选取图23.6所示的边界面，此时图中所示的边界曲面会加亮。

注意：对一些曲面的选取，需要把模型放大后才方便选中所需要的曲面。选取曲面时需要有耐心，逐一选取加亮曲面，在选取过程中要一直按住Shift键，直到选取结束。

图23.6 定义边界面

（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。系统弹出操控板。

（6）填补复制曲面上的破孔。在系统弹出的操控板中单击按钮，在“选项”界面选中单选项，在区域中单击“选择项”，在系统的提示下，分别选择图23.7所示的边线。

（7）在“曲面：复制”操控板中单击按钮。

图23.7 填充破孔边

Step5.创建图23.8所示的延伸曲面1。

（1）选取图23.9所示的复制曲面的边线（为了方便选取复制边线和创建延伸特征，遮蔽参考模型并取消遮蔽坯料）。

（2）单击功能选项卡区域的按钮，此时出现“曲面延伸：曲面延伸”操控板。

（3）选取延伸的终止面。在操控板中按下按钮。选取图23.9所示的坯料表面为延伸的终止面。

（4）在“曲面延伸：曲面延伸”操控板中单击按钮，完成延伸曲面1的创建。

Step6.创建图23.10所示的延伸曲面2。

（1）选取图23.11所示的复制曲面的边线。

（2）单击功能选项卡区域的按钮，此时出现“曲面延伸：曲面延伸”操控板。

（3）选取延伸的终止面。在操控板中按下按钮。选取图23.11所示的坯料表面为延伸的终止面。

（4）在“曲面延伸：曲面延伸”操控板中单击按钮。完成延伸曲面的创建。

图23.8 延伸曲面1

图23.9 延伸参考边线

图23.10 延伸曲面2

图23.11 延伸参考边线

Step7.创建图23.12所示的延伸曲面3。

（1）选取图23.13所示的复制曲面的边线。

（2）单击功能选项卡区域的按钮，此时出现“曲面延伸：曲面延伸”操控板。

（3）选取延伸的终止面。在操控板中按下按钮。选取图23.13所示的坯料表面为延伸的终止面。

（4）在“曲面延伸：曲面延伸”操控板中单击按钮。完成延伸曲面的创建。

图23.12 延伸曲面3

图23.13 延伸参考边线

Step8.创建图23.14所示的延伸曲面4。

（1）选取图23.15所示的复制曲面的边线。

（2）单击功能选项卡区域的按钮，此时出现“曲面延伸：曲面延伸”操控板。

（3）选取延伸的终止面。在操控板中按下按钮。选取图23.15所示的坯料表面为延伸的终止面。

（4）在“曲面延伸：曲面延伸”操控板中单击按钮。完成延伸曲面的创建。

（5）在“分型面”选项卡中，单击“确定”按钮，完成分型面的创建。

图23.14 延伸曲面4

图23.15 延伸参考边线

Stage2.创建复制曲面

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PIN_PS，单击按钮。

Step3.通过曲面复制的方法，复制参考模型上的内表面（参考录像选取面）。

（1）将坯料，分型面遮蔽，将参考模型取消遮蔽，选取图23.16所示的模型表面。

（2）单击功能选项卡区域中的“复制”按钮。

（3）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

（4）在“曲面：复制”操控板中单击按钮。

图23.16 复制参考面

Stage3.创建拉伸曲面

Step1.通过拉伸的方法创建图23.17所示的曲面。

（1）单击功能选项卡区域中的按钮，此时系统弹出“拉伸”操控板。

（2）定义草绘截面放置属性。右击，选择菜单中命令；选择MOLD_FRONT基准平面为草绘平面，然后选取MOLD_RIGHT基准平面为参考平面，方向为。单击按钮。

（3）进入草绘环境后，绘制图23.18所示的截面草图。完成特征截面的绘制，单击“草绘”操控板中的“确定”按钮。

（4）设置深度选项。在操控板中选取深度类型，在深度值文本框中输入深度值25。

（5）在操控板中单击按钮，在“选项”界面中选中复选框。

（6）在“拉伸”操控板中单击按钮，完成特征的创建。

图23.17 创建拉伸曲面

图23.18 截面草图

Step2.将上步创建的复制2与拉伸1进行合并，如图23.19所示（便于查看合并面组，将参考模型遮蔽）。

（1）按住Ctrl键，选取复制2与拉伸1。

（2）单击功能选项卡区域中的按钮，系统“合并”操控板。(https://www.daowen.com)

（3）调整合并面组的方向，如图23.20所示。

（4）在“合并”操控板中单击按钮。

（5）在“分型面”选项卡中，单击“确定”按钮，完成分型面的创建。

图23.19 合并面组

图23.20 合并方向

Task5.构建模具元件的体积块

Stage1.用分型面创建上、下两个体积腔（取消遮蔽坯料和分型面）

Step1.选择命令。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，选择命令。

Step3.选取分型面。

（1）选取分型面（用“列表选取”的方法选取），然后单击按钮。

（2）在“选择”对话框中单击按钮。

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，着色后的模型如图23.21所示。然后在对话框中输入名称UPPER_MOLD，单击按钮。

Step6.系统弹出“属性”对话框，在该对话框中单击按钮，着色后的模型如图23.22所示。然后在对话框中输入名称LOWER_MOLD，单击按钮。

Stage2.创建第一个滑块体积块

Step1.选择命令。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，选择命令。

Step3.在系统弹出的“搜索工具”对话框中，单击列表中的体积块，然后单击按钮，将其加入到列表中，再单击按钮。

Step4.选取分型面。选取分型面（用“列表选取”的方法选取），在“从列表中拾取”对话框中单击按钮。然后在“选择”对话框中单击按钮。系统弹出菜单。

Step5.在“岛列表”菜单中选中复选框，选择命令。

Step6.在“分割”对话框中单击按钮，系统弹出“属性”对话框。

Step7.在“属性”对话框中单击按钮，着色后的模型如图23.23所示。然后在对话框中输入名称PIN_VOL，单击按钮。

图23.21 上半部分体积块

图23.22 下半部分体积块

图23.23 滑块体积块

Task6.抽取模具元件及生成浇注件

浇注件的名称命名为MOLDING。

Task7.保存文件

Task8.完整下模的创建

Stage1.打开组件并显示特征

为了方便选取图元，显示所有零件特征。

（1）在模型树界面中，选择命令。

（2）在系统弹出的“模型树项”对话框中，选中复选框，然后单击按钮。此时，模型树中会显示出分型面特征。

Stage2.完整下模零件

Step1.在模型树上选中下模右击，在系统弹出的快捷菜单中单击选项。

Step2.创建图23.24所示的“切除”拉伸特征。

（1）单击功能选项卡区域中的按钮，此时系统弹出“拉伸”操控板，将“去除材料”按钮按下。

（2）定义草绘截面放置属性：在绘图区中右击，选择快捷菜单中命令。系统弹出“草绘”对话框，然后选择MOLD_FRONT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，系统进入截面草绘环境。

（3）进入截面草绘环境后，选取MOLD_RIGHT基准平面和坯料边线为草绘参考，然后绘制图23.25所示的截面草图，完成截面草图的绘制后，单击“草绘”操控板中的“确定”按钮。

（4）选取深度类型并输入深度值：在操控板中选取深度类型，再在深度文本框中输入深度值25.0，并按回车键。

（5）在“拉伸”操控板中，单击按钮，完成特征的创建。

图23.24 拉伸特征

图.23.25 截面草图

Stage3.完整滑块零件

Step1.在模型树上选中滑块右击，在系统弹出的快捷菜单中单击选项。激活滑块零件。

Step2.创建图23.26所示的实体拉伸特征。

（1）单击功能选项卡区域中的按钮，此时系统弹出“拉伸”操控板。

（2）定义草绘截面放置属性：在绘图区中右击，选择快捷菜单中的命令。系统弹出“草绘”对话框，然后选择MOLD_FRONT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，系统进入截面草绘环境。

（3）进入截面草绘环境后，选取图23.27所示的边线为草绘参照，绘制图23.27所示的截面草图；完成截面草图的绘制后，单击“草绘”操控板中的“确定”按钮。

（4）选取深度类型并输入深度值。在操控板中选取深度类型，再在深度文本框中输入深度值25.0，并按回车键。

（5）在“拉伸”操控板中单击按钮，完成特征的创建。

图23.26 实体拉伸特征

图23.27 截面草图

Step3.创建图23.28所示的“切除”拉伸特征。

（1）单击功能选项卡区域中的按钮，此时系统弹出“拉伸”操控板，将“去除”材料按钮按下。

（2）定义草绘截面放置属性：在绘图区中右击，选择快捷菜单中的命令。系统弹出“草绘”对话框，然后选择MOLD_FRONT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，系统进入截面草绘环境。

（3）进入截面草绘环境后，选取MOLD_RIGHT基准平面和坯料边线为草绘参考，然后绘制图23.29所示的截面草图；完成截面草图的绘制后，单击“草绘”操控板中的“确定”按钮。

（4）选取深度类型并输入深度值：在操控板中选取深度类型，再在深度文本框中输入深度值15.0，并按回车键。

（5）在“拉伸”操控板中单击按钮，完成特征的创建。

图23.28 “切除”拉伸特征

图23.29 截面草图

Task9.创建弯杆零件

Step1.在模型树中选择右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令。激活装配文件，单击功能选项卡区域中的“模具元件”按钮，在系统弹出的菜单中的单击选项。在系统弹出的“确认”信息对话框中单击按钮。

Step2.定义元件的类型及创建方法。

（1）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，在文本框中输入元件的名称BEND_POLE；单击按钮。

（2）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。系统弹出“模具特征”菜单。

Step3.创建图23.30所示的实体拉伸特征。

（1）单击功能选项卡区域中的按钮，此时系统弹出“拉伸”操控板。

（2）定义草绘截面放置属性。在绘图区中右击，选择快捷菜单中的命令。系统弹出“草绘”对话框，然后选择MOLD_FRONT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，进入草绘环境。

（3）进入截面草绘环境后，然后绘制图23.31所示的截面草图；完成截面草图的绘制后，单击“草绘”操控板中的“确定”按钮。

（4）选取深度类型并输入深度值。在操控板中选取深度类型，再在深度文本框中输入深度值14.5，并按回车键。

（5）在“拉伸”操控板中单击按钮，完成特征的创建。

图23.30 实体拉伸特征

图23.31 截面草图

Task10.保存组件模型文件

激活总装配，保存文件。

Task11.定义开模动作

Stage1.开模步骤1——移动弯杆和滑块

Step1.将参考零件、坯料和分型面在模型中遮蔽起来，将模型的显示状态切换到实体显示方式。

Step2.移动弯杆和滑块。

（1）选择功能选项卡区域中的命令。在系统弹出菜单管理器。

（2）在系统弹出的“菜单管理器”菜单中选择命令。

（3）选取要移动的弯杆。

（4）在系统的提示下，选取图23.32所示的边线为移动方向，然后在系统的提示下输入要移动的距离值-42。

（5）在菜单中选择命令。

（6）选取要移动图23.32所示的滑块。

（7）在系统的提示下，选取图23.32所示的边线为移动方向，然后在系统的提示下输入要移动的距离值12。

（8）在菜单中选择命令，移出后的状态如图23.32所示。

图23.32 移动弯杆和滑块

Stage2.开模步骤2：移动下模、弯杆和滑块

Step1.选择功能选项卡区域中的命令。在系统弹出菜单管理器。

Step2.在菜单中选择命令。

Step3.选取要移动的下模、弯杆和滑块。

Step4.在系统的提示下，选取图23.33所示的边线为移动方向，然后在系统的提示下输入要移动的距离值-200。

Step5.在菜单中选择命令，移出后的状态如图23.33所示。

图23.33 移动下模、弯杆和滑块

Stage3.开模步骤3：移动浇注件

Step1.移动铸件。参考Stage2的操作方法，选取铸件，选取图23.34所示的边线为移动方向，输入要移动的距离值100，选择命令，单击按钮。完成铸件的开模动作。

图23.34 移动铸件

Step2.保存设计结果。选择下拉菜单命令