模具设计：5.7一模多穴的优化方案

一个模具中可以含有多个相同的型腔，浇注时便可以同时获得多个成型零件，这就是一模多穴模具。图5.7.1所示的便是一模多穴的例子，下面以此为例，说明其一般设计流程。

Task1.新建一个模具制造模型，进入模具模块

Step1.将工作目录设置至D：\proewf5.3\work\ch05\ch05.07。

Step2.新建一个模具型腔文件，命名为cap_mold，选取模板。

图5.7.1 一模多穴模具的设计

Task2.建立模具模型

在开始设计模具前，应先创建一个“模具模型”，模具模型包括参照模型（RefModel）和坯料（Workpiece），如图5.7.2所示。

Stage1.引入第一个参照模型

Step1.在菜单中选择命令。

Step2.在菜单中选择命令。

Step3.在菜单中选择命令。

Step4.从弹出的文件“打开”对话框中，选取三维零件模型cap.prt作为参照零件模型，并将其打开。

Step5.在“元件放置”操控板的“约束”类型下拉列表框中选择，将参照模型按默认放置，再在操控板中单击“完成”按钮。

Step6.系统弹出“创建参照模型”对话框，在该对话框中选中单选项，然后在区域的文本框中，接受默认的名称CAP_MOLD_REF，单击按钮。

参照件组装完成后，模具的基准平面与参照模型的基准平面对齐，如图5.7.3所示。

图5.7.2 参照模型和坯料

图5.7.3 第一个参照模型组装完成后

Stage2.隐藏第一个参照模型的基准平面

为了使屏幕简洁，利用“层”的“遮蔽”功能将参照模型的三个基准平面隐藏起来。

Step1.选择导航命令卡中的命令，如图5.7.4所示。

Step2.在导航命令卡中，单击后面的按钮，选择参照模型，如图5.7.5所示。

图5.7.4 导航命令卡

Step3.在图5.7.5所示的层树中，选择参照模型的基准平面层并右击，在弹出的图5.7.6所示的快捷菜单中选择命令，然后单击“屏幕刷新”按钮，这样模型的基准平面将不显示。

Step4.操作完成后，选择导航命令卡中的命令，切换到模型树状态。

图5.7.5 层树

图5.7.6 快捷菜单

Stage3.引入第二个参照模型

Step1.在菜单中选择命令。

Step2.在菜单中选择命令。

Step3.从弹出的文件“打开”对话框中，选取三维零件模型cap.prt为参照零件模型，并将其打开。

Step4.系统弹出“元件放置”操控板。

（1）指定第一个约束。

①在操控板中，单击按钮。

②在“放置”界面的“约束类型”下拉列表中选择。

③选取参照件的TOP基准平面为元件参照，选取装配体的MAIN_PARTING_PLN基准平面为组件参照。

④在“偏移”区域中选择（默认为选中）。

（2）指定第二个约束。

①单击字符。

②在“约束类型”下拉列表中选择。

③选取参照件的FRONT基准平面为元件参照，选取装配体的MOLD_FRONT基准平面为参照项目。

④在“偏移”区域中选择（默认为选中）。

（3）指定第三个约束。

①单击字符。

②在“约束类型”下拉列表中选择。

③选取参照件的RIGHT基准平面为元件参照，选取装配体的MOLD_RIGHT基准平面为组件参照。

④先在“偏移”区域中选择，然后在后面的文本框中输入值100，并按回车键。

（4）至此，约束定义完成，在操控板中单击“完成”按钮。

Step5.系统弹出“创建参照模型”对话框，在该对话框中选中单选项，然后在区域的文本框中，接受默认的名称CAP_MOLD_REF_1，再单击按钮。完成的装配体如图5.7.7所示。

Stage4.引入第三个参照模型

Step1.在菜单中选择命令。

Step2.在菜单中选择命令。

Step3.从弹出的文件“打开”对话框中，选取三维零件模型cap.prt为参照零件模型，并将其打开。

Step4.系统弹出“元件放置”操控板。

（1）指定第一个约束。“约束类型”为，选取参照件的TOP为元件参照，装配体的MAIN_PARTING_PLN为组件参照，将其设置为。

（2）指定第二个约束。“约束类型”为，选取参照件的RIGHT为元件参照，装配体的MOLD_RIGHT为组件参照，将其设置为。

（3）指定第三个约束。“约束类型”为，选取参照件的FRONT为元件参照，装配体的MOLD_FRONT为组件参照，将其设置为，偏移值设为-80。

（4）在操控板中单击“完成”按钮。

Step5.在“创建参照模型”对话框中选中单选项，然后接受默认的名称CAP_MOLD_REF_2，再单击按钮。完成的装配体如图5.7.8所示。

图5.7.7 第二个参照模型组装完成后

图5.7.8 第三个参照模型组装完成后

Stage5.引入第四个参照模型

Step1.在菜单中选择命令。

Step2.在菜单中选择命令。

Step3.从弹出的文件“打开”对话框中，选取三维零件模型cap.prt为参照零件模型，并将其打开。

Step4.系统弹出“元件放置”操控板。

（1）指定第一个约束。“约束类型”为，选取参照件的TOP为元件参照，装配体的MAIN_PARTING_PLN为组件参照，将其设置为。

（2）指定第二个约束。“约束类型”为，选取参照件的RIGHT为元件参照，第二个参照件（CAP_MOLD_REF_1）的RIGHT为组件参照，将其设置为。

（3）指定第三个约束。“约束类型”为，选取参照件的FRONT为元件参照，第三个参照件（CAP_MOLD_REF_2）的FRONT为组件参照，将其设置为。

（4）在操控板中单击“完成”按钮。

Step5.在“创建参照模型”对话框中，选中单选项，然后接受默认的名称CAP_MOLD_REF_3，再单击按钮。完成的装配体如图5.7.9所示。

Stage6.隐藏第二至第四个参照模型的基准平面

为了使屏幕简洁，将所有参照模型的三个基准平面隐藏起来。

Step1.隐藏第二个参照模型的三个基准平面。

（1）选择导航命令卡中的命令。

（2）在屏幕左边的导航命令卡中单击按钮，从下拉列表中选择第二个参照模型CAP_MOLD_REF_1.PRT。

（3）在层树中，选择参照模型的基准平面层，然后右击，在弹出的快捷菜单中选择命令，完成该参照模型三个基准平面的隐藏，然后单击屏幕刷新按钮，这样模型的基准平面将不显示。

Step2.隐藏第三个参照模型的三个基准平面，详细步骤请参考Step1。

Step3.隐藏第四个参照模型的三个基准平面，详细步骤请参考Step1。

Step4.操作完成后，选择导航命令卡中的命令，切换到模型树状态。

Stage7.创建基准平面ADTM1

这里要创建的基准平面ADTM1将作为后面坯料特征的草绘平面。

Step1.单击工具栏上的“创建基准平面”按钮。

Step2.系统弹出“基准平面”对话框，选取MAIN_PARTING_PLN基准平面为参照平面，偏移值为-20.0。

Step3.在“基准平面”对话框中，单击按钮，创建结果如图5.7.10所示。

图5.7.9 第四个参照模型组装完成后

图5.7.10 基准平面

Stage8.创建坯料

Step1.在菜单中选择命令。

Step2.在弹出的菜单中选择命令。

Step3.在弹出的菜单中选择命令。

Step4.在系统弹出的“元件创建”对话框中，在区域下选中单选项，在区域下选中单选项，在文本框中输入坯料的名称cap_mold_wp，然后再单击按钮。

Step5.在系统弹出的“创建选项”对话框中选中单选项，然后再单击按钮。

Step6.创建坯料特征。

（1）在菜单管理器中选择命令，在弹出的菜单管理器中选择命令，系统弹出“拉伸”操控板。

（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”按钮被按下。

②在绘图区中右击，从系统弹出的快捷菜单中选择命令。然后选择ADTM1基准平面作为草绘平面，草绘平面的参照平面为MOLD_FRONT基准平面，方位为。单击按钮，至此系统进入截面草绘环境。

③进入截面草绘环境后，选取MOLD_FRONT和MOLD_RIGHT基准平面为草绘参照，绘制图5.7.11所示的特征截面。完成特征截面的绘制后，单击工具栏中的“完成”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（“定值”拉伸），再在“深度”文本框中输入深度值60.0，并按回车键。

⑤完成特征。在操控板中单击“完成”按钮，完成特征的创建。

（3）选择命令。

Task3.设置收缩率

将参照模型收缩率设置为0.006。

说明：因为参照的是同一个模型，当设置第一个模型的收缩率为0.006后，系统自动会将其余三个模型的收缩率调整到0.006，不需要将其余三个模型的收缩率再进行设置。

Task4.建立浇注系统

下面讲述如何在零件cap的模具坯料中创建浇道、流道和浇口（图5.7.12），以下是操作过程。此例创建浇注系统是通过在坯料中切除材料来创建的。

图5.7.11 截面草图

图5.7.12 建立浇道、流道和浇口(https://www.xing528.com)

Stage1.创建基准平面

这里要创建的基准平面ADTM2和ADTM3将作为后面浇道和浇口特征的草绘平面及其参照平面。ADTM2和ADTM3位于坯料的中间位置。

Step1.创建基准平面ADTM2。

（1）单击工具栏上的基准平面的创建按钮。

（2）系统弹出“基准平面”对话框，选取MOLD_FRONT基准平面为参照平面，偏移值为-40.0（若方向相反应输入40.0）。

（3）在“基准平面”对话框中单击按钮。

Step2.创建基准平面ADTM3。

（1）单击工具栏上的基准平面的创建按钮。

（2）系统弹出“基准平面”对话框，选取MOLD_RIGHT基准平面为参照平面，偏移值为-50.0（若方向相反应输入50.0）。

（3）在“基准平面”对话框中单击按钮，创建的两个基准平面如图5.7.13所示。

Stage2.创建图5.7.14所示的浇道（Sprue）

图5.7.13 创建两个基准平面

图5.7.14 创建浇道

Step1.先创建图5.7.15所示的基准平面ADTM4。

（1）单击工具栏上的“创建基准平面”按钮。

（2）系统弹出“基准平面”对话框，选取ADTM1基准平面为参照平面，偏移值为-8.0（若方向相反应输入8.0）。

（3）在“基准平面”对话框中单击按钮。

Step2.在菜单中选择命令，即可进入模具特征菜单，在弹出的菜单中选择命令。

Step3.在菜单中选择命令，在系统弹出的菜单中选择命令，此时出现“拉伸”操控板。

（1）选取旋转类型。在出现的操控板中，确认“实体”按钮被按下。

（2）定义草绘截面放置属性。右击，从快捷菜单中选择命令。草绘平面为ADTM2，草绘平面的参照平面为MOLD_RIGHT基准平面，草绘平面的参照方位是，单击按钮。至此，系统进入截面草绘环境。

（3）进入截面草绘环境后，选取ADTM3和MAIN_PARTING_PLN为草绘参照，绘制图5.7.16所示的截面草图。完成特征截面后，单击工具栏中的“完成”按钮。

图5.7.15 创建基准平面ADTM4

图5.7.16 截面草图

注意：要绘制旋转中心轴。

（4）定义深度类型。在操控板中选取旋转角度类型，旋转角度为360°。

（5）单击操控板中的按钮，完成特征创建。

Stage3.创建图5.7.17所示的主流道（Runner）

在菜单中选择命令，在系统弹出的菜单中选择命令，此时出现“旋转”操控板。

（1）选取旋转类型。在出现的操控板中，确认“实体”按钮被按下。

（2）定义草绘截面放置属性。右击，从快捷菜单中选择命令。草绘平面为MAIN_PARTING_PLN基准平面，草绘平面的参照平面为MOLD_RIGHT基准平面，草绘平面的参照方位是。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_FRONT和ADTM3为参照，绘制图5.7.18所示的截面草图。完成特征截面的绘制后，单击工具栏中的“完成”按钮。

（4）定义旋转角度。旋转角度类型为，旋转角度为-180。。

（5）单击操控板中的按钮，完成特征创建。

图5.7.17 创建主流道

图5.7.18 截面草图

Stage4.创建图5.7.19所示的分流道（Sub_Runner）

在菜单中选择命令，在系统弹出的菜单中选择命令。

（1）选取旋转类型。在出现的操控板中，确认“实体”按钮被按下。

（2）定义草绘截面放置属性。右击，从快捷菜单中选择命令。草绘平面为MAIN_PARTING_PLN，草绘平面的参照平面为MOLD_RIGHT基准平面，草绘平面的参照方位是，单击按钮，系统进入截面草绘环境。

（3）进入截面草绘环境后，接受系统默认的参照，绘制图5.7.20所示的截面草图。完成特征截面后，单击工具栏中的“完成”按钮。

（4）定义旋转角度。旋转角度类型为，旋转角度为-180°。

（5）单击操控板中的按钮，完成特征创建。

图5.7.19 创建分流道

图5.7.20 截面草图

Stage5.创建图5.7.21所示的浇口（gate）

Step1.在菜单中选择命令，在弹出的菜单中选择命令，此时出现“拉伸”操控板。

Step2.创建拉伸特征。

（1）在出现的操控板中，确认“实体”按钮被按下。

（2）右击，从快捷菜单中选择命令。草绘平面为ADTM3，草绘平面的参照平面为MAIN_PARTING_PLN基准平面，草绘平面的参照方位为，单击按钮，系统进入截面草绘环境。

（3）进入截面草绘环境后，选择图5.7.22所示的圆弧的边线和MAIN_PARTING_PLN基准平面为草绘参照，绘制图5.7.22所示的封闭截面草图。完成特征截面后，单击工具栏中的“完成”按钮。

图5.7.21 创建浇口

图5.7.22 封闭截面草图

（4）在操控板中，单击按钮，在弹出的界面中，选取双侧的深度选项均为（至曲面），然后选择图5.7.23所示的参照零件的表面为左、右拉伸的终止面。

（5）单击操控板中的按钮，完成特征创建。

Stage6.以镜像的方式在另一端建立分流道和浇口

Step1.在菜单中选择命令，在菜单中选择命令，在菜单中，选择命令。

（1）按住Ctrl键，在模型树中选取已建立好的分流道和浇口，单击按钮。

（2）选取镜像的中心平面ADTM2，单击按钮。

（3）在系统弹出的“相交元件”对话框中单击按钮，然后单击按钮。

（4）镜像完成后的分流道和浇口如图5.7.24所示。

Step2.选择命令。

图5.7.23 选取拉伸的终止面

图5.7.24 镜像后的分流道和浇口

Task5.创建模具分型曲面

下面的操作是创建零件cap.prt的主分型面（图5.7.25），以分离模具的上模型腔和下模型腔，其操作过程如下：

Step1.选择下拉菜单命令。

Step2.选择下拉菜单命令，在“属性”对话框中输入分型面名称main_ps，单击对话框中的按钮。

Step3.通过拉伸的方法，创建主分型面。

（1）选择下拉菜单命令，此时系统弹出“拉伸”操控板。

（2）定义草绘截面放置属性。右击，从弹出的菜单中选择命令，在系统的提示下，选择图5.7.26所示的坯料表面1为草绘平面，然后选取图5.7.26所示坯料的表面2为参照平面，方向为。

图5.7.25 创建主分型面

图5.7.26 定义草绘平面

（3）绘制截面草图。选取图5.7.27所示的坯料的边线和MAIN_PARTING_PLN基准平面为草绘参照，截面草图为一条线段。绘制完成如图5.7.27所示的特征截面后，单击工具栏中的“完成”按钮。

（4）设置深度选项。

①在操控板中选取深度类型（到选定的）。

②将模型调整到图5.7.28所示的视图方位，然后选取该图中的坯料表面3为拉伸终止面。

③在操控板中单击“完成”按钮，完成特征的创建。

Step4.在工具栏中单击“完成”按钮，完成分型面的创建。

图5.7.27 截面草图

图5.7.28 选择拉伸终止面

Task6.构建模具元件的体积块

Step1.选择下拉菜单命令（即用“分割”的方法构建体积块）。

Step2.在菜单中选择、和命令，此时系统弹出“分割”信息对话框和“选取”对话框。

Step3.用“列表选取”的方法选取分型面。

（1）在系统的提示下，在模型中分型面的位置右击，从弹出的快捷菜单中选择命令。

（2）在弹出的“从列表中拾取”对话框中单击列表中的分型面，然后单击按钮。

（3）单击“选取”对话框中的按钮。

Step4.系统弹出图5.7.29所示的菜单，在菜单中选中复选框，选择命令。

说明：在上面的操作中，当用分型面分割坯料后，坯料中会产生多个互不连接的体积块，这些互不连接的体积块称之为Island（岛）。在图5.7.29所示的菜单中有六个岛，将鼠标指针分别移至岛菜单中的这六个岛名称，坯料中相应的体积块会加亮，这样我们很容易发现：代表上模体积块。

Step5.单击“分割”信息对话框中的按钮。

Step6.系统弹出“属性”对话框，同时模型中的上半部分变亮，在该对话框中单击按钮，着色后的模型如图5.7.30所示，然后在对话框中输入名称upper_vol，单击按钮。

Step7.系统弹出“属性”对话框，同时模型中的下半部分变亮（变青），在该对话框中单击按钮，着色后的模型如图5.7.31所示，然后在对话框中输入名称lower_vol，单击按钮。

图5.7.29 “岛列表”菜单

图5.7.30 着色后的上半部分体积块

图5.7.31 着色后的下半部分体积块

Task7.抽取模具元件及生成浇注件

将浇注件命名为cap_molding。

Task8.定义开模动作（注：本步及后面的详细操作过程请参见随书光盘中video\ch05\ch05.07\reference\文件下的语音视频讲解文件cap_mold-r01.avi）。