模具设计举例Microsoft Word 文档200688

1、第8章 模具设计举例8.1 产品结构分析及材料选择8.1.1 样件分析在模具设计过程中，一般是先根据制品的结构零件图或样件进行产品的结构分析，以如图8-1所示的过滤器罩为例，该制品三维投影尺寸长宽高为137mm112mm45mm，壁厚2.5mm；外部圆角半径3mm，内部圆角半径2.5mm，拔模角25；内有肋板，肋板高28mm厚2.7mm，拔模角2。该制品精度等级一般，尺寸偏差0.5，为降低成型费用，采用一模多腔，并不对制品进行后序加工。图8-1 过滤器罩8.1.2 材料选择由于塑料特殊的理化和机械性能，塑料模具设计过程中一个很重要的步骤是选择材料，这样才可以在模具设计过程中确定收缩比等参数，这

2、里选择ABS（三种聚合物的共聚物）工程塑料，该材质的性质数据如下：l 典型应用范围：汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱，大强度工具（搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体，打字机键盘及喷气式雪撬车等。l 注塑模工艺条件：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理，建议干燥条件为8090下最少干燥2小时，材料湿度应保证小于0.1%；熔化温度为210280，建议温度245，模具温度2570 (模具温度将影响制品光洁度，温度较低则导致光洁度较低)；注射压力5001000bar；注射速度为中高速度。l 化学和物理特性：ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单

3、体都具有不同特性，丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。8.2模具结构设

4、计及部件选型8.2.1确定型腔数目确定型腔数目时因考虑到型腔数目的增加对产品质量的影响，根据经验，每增加一个型腔，制品尺寸精度要降低4%。设制品典型尺寸(基本尺寸)为(mm)，制品尺寸偏差为，单型腔时制品可能到的尺寸偏差百分数为(ABS等非结晶塑料为)，则有： (8.1) 本制品基本尺寸112，尺寸偏差，由上式验算可知增加型腔对本制品的尺寸精度影响不大。同时考虑模具设计加工成本以及生产成本，最终确定为一模两腔。8.2.2初选注射机型号为了设计计算，需要对注射机初处步选型，以便作为相关设计参数的参考，完成初步设计以后再对注射机进行校核。注射机的选用因考虑以下内容：确定注射机的型号，使塑料、制品、

5、注射模、注射工艺等所要求的注射机参数点在所选注射机的规格参数可调范围之内。如图8-2所示，用CATIA对制品三维模型进行测量得出单件制品体积：用最大注射量初步选定注射机： (8.2)式中注射机的最大注射量()；制品的总质量()；浇注系统凝料质量()；单个制品的质量()；型腔数；查表得ABS密度为(注射密度为)，单件制品重量为：浇注系统的质量预先估算约为10。图8-2 测量体积由式(8.2)计算得：一般的塑胶工厂都拥有从小到大各种型号的注射机。中等型号的占大部分，小型和大型的只占一小部分。具体到这套模具，初选注射机型号为：SZ250/1250。规格以及各参数如下：注射量()：250；注射压力()

6、：160；锁模力()：1250；拉杆内间距()：600600；最大模具厚度()：550；最小模具厚度()：150；喷嘴口孔径()：；喷嘴球半径()：SR15。8.2.3选择分型面由于分型面受到制品在模具中的成型位置、浇注系统设计、制品的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：l 保证塑料制品能够顺利脱模：这是一个首要原则，因为我们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。根据这个原则，分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上。分型面的整个廓形应呈缩小趋势，不应有

7、影响脱模的凹凸形状，以免影响脱模。l 尽量使制品开模时留在动模一侧：模具开模时制品一般不会自行脱出，需用顶出机构顶出，注射机上都有顶出装置，且设在动模一侧，因此设计模具分型面时应使开模后制品能留在动模内，以便直接利用注射机的顶出机构顶出制品。l 增强排气效果：对中、小型制品因型腔较小，空气量不多，可借助分型面的缝隙排气，分型面应设在注射时熔融塑料最后到达的位置，而且不把型腔封闭。l 使型腔内总压力较大的方向与分型面垂直：制品注射时型腔内各方向的压强相同，当某方向的投影面积越大，则该方向总压力越大，选择总压力较大的方向与分型面垂直，利用注射机的锁模力来承受较大的注射压力，因此模具结构简单。否则需

8、另外设计锁紧机构，模具结构复杂，成本增加，加工周期延长。l 使型腔深度最浅：型腔越深加工时间越长，影响模具生产周期，同时增加生产成本，且会使动、定模越厚，在相同起模斜度时，同一尺寸上下两端实际尺寸差值越大。综合考虑以上几项原则，将分型面选在轮廓最大处，即有利于开模，且侧向抽芯的行程最短，又不影响制品外观质量，还便于加工。本例中的过滤器罩分型面如图8-3所示。图8-3分型面示意图8.2.4确定型腔的布置方案确定型腔布置方案的基本原则：l 型腔的布置和浇口的开设部位应力求对称，以防模具承受偏载而产生溢料现象；l 型腔排列宜紧凑，以节约钢材，减轻模具的重量；l 直线形排列加工容易，且平衡性好，加工性

9、尚可，使用广泛。考虑到模具成型零件出模方式和模具架的尺寸设计，选择如图8-4所示的模具型腔排列方式。图8-4 型腔布置8.2.5 浇注系统的设计浇注系统的作用是将熔融状态的塑料平稳而顺利地充满型腔，使型腔内的气体能顺利地排出，并在填充及凝固的过程中，能将压力传递到塑料的各个部位，以获得组织紧密的制品。浇注系统的设计原则：（1）排气良好：能顺利地引导熔融状态塑料填充到模腔的各个深处，不产生涡流或紊流，使模型内的气体顺利排出；（2）防止型芯变形：尽量避免熔融塑料正面冲击较小的型芯，防止型芯弯曲变形；（3）热量压力损耗小：熔融状塑料在通过浇注系统时要求其热量、压力损耗最小；（4）制品外观：设置浇注系

10、统应考虑到方便去除、修整进料口，同时不影响制品的外表美观；（5）浇注系统的容积：在保证达到以上各原则的前提下，应取最小值，减少浇口余料。浇注系统的设计对注射成型效率和制品的质量有直接的影响，是注射模具设计很重要的环节。8.2.5.1 主流道设计主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道，是塑料溶料注入模具时最先流经的一段通道，它的大小和形状直接影响熔料的流动速度和注射时间，其设计要点如下：（1）为了便于从主流道拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设计成圆锥形，其锥角为24，对流动性差的塑料，也可取36,过大会造成流速减慢，易成涡流。内部粗糙度为Ra0

11、.63。（2）主流道大端呈圆角，其半径常取=13，以减少料流转向过渡时的阻力。（3）在保证制品成型良好的情况下，主流道的长度尽量短，否则将会使主流道的凝料增多，且增加压力损失，使塑料熔体降温过多而影响注射成型。（4）为了使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注塑机的喷嘴紧密对接，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径(12)，其小端直径+(0.51)，凹坑深度常取34。（5）由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套，以便选用优质的钢材单独加工和热处理。如其大端兼作定位环则圆盘凸出定模端面的长度=510，也常有将模具定位环与主流道衬套

12、分开设计的，浇口衬套如图8-5所示。一般注塑机参数表中： ，d4。根据以上原则和参数，主流道衬套的相关参数如下：主流道半球形凹坑半径；小端直径4+15；大端直径8。根据以上数据选用标准件：型，基本尺寸16，公差为 (+0.012，-0.006)，与模板孔的公差为(+0.018，0)图8-5浇口套浇口需用定位环固定，定位环与注射机定模固定板上的定位孔之间采用比较松动的间隙配合，定位环与定位孔的配合长度可取810，也是标准件，如图8-6所示，外径由注塑机规格参数定位孔直径160确定，内径取浇口套的外径35，高取12。图8-6 定位环8.2.5.2 分流道设计在多型腔或单型腔多浇口(制品尺寸大)时应

13、设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。其作用是使浇注系统通道截面起过渡和转向作用。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。应根据塑料的成型体积、制品的壁厚、制品形状的复杂程度以及塑料性能等来确定分流道的形状和尺寸大小。为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等，工程设计中常采用加工工艺性好的梯形截面，且塑料熔体的热量散失、流动阻

14、力均不大，一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸： (8.3) (8.4)式中流经分流道的塑料量()分流道长度()分流道直径()梯形高度()梯形的侧面斜角常取515，在应用式(8.3)时应注意它的适用范围，即制品厚度在3.2mm以下，重量小于200g，且计算结果在3.29.5mm范围内才合理。本过滤器罩单件体积约为75.69cm2，质量约为79.4745g，分流道的长度预计设计成100mm，且有两个型腔，所以：=0.2654=5.48 取 D=6= 取 H=4梯形小底边宽度取4，其侧边与垂直于分型面的方向约成10分流道的截面如图8-7所示。图8-7 分流道截面由于分流道中与模具接触的外层塑料迅

15、速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因此分流道的内表面粗糙度并不要求很低，一般取1.6左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。分流道要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。本例将分流道设计成直的，总长100。8.2.5.3 浇口设计应当综合考虑塑料成型特性、制品形状、尺寸要求、注射机结构等诸因素，合理选用浇道口的形状和尺寸。浇口可分为限制性和非限制性浇口两种，本例将采用限制性浇口。限制性浇口一方面通过截面积的突然变化使

16、分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，使其成为理想的流动状态，迅速均衡地充满型腔，另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸可使多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及制品表面质量，同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流的作用，并便于浇口凝料与制品分离。这里采用的浇口形式是侧浇口。侧浇口又称边缘浇口，国外称之为标准浇口。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝，调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。这种浇口加工容易，修整方便，并且可以根据制品的形状特征灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普遍

17、使用于中小型制品的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强。浇道口的尺寸经常需要通过试模，按成型情况酌情修正。为了防止应力引起的变形，一般浇道口宜取薄。为了防止缩孔，浇道口宜取厚，填充不足则宜取宽，并在模具允许范围内浇道口及浇道部分长度取短。推荐浇口尺寸取浇口厚度、宽度、长度值为0.521。模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对制品成型性能及质量影响都很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。通常要考虑以下几项原则：(1)尽量缩短流动距离。(2)浇口应开设在制品壁厚最大处；(3)

18、应有利于型腔中气体排出；(4)避免产生喷射和蠕动；(5)浇口处避免弯曲和受冲击载荷；。(6)注意对外观质量的影响。根据本制品的特征，综合考虑以上几项原则，选择浇口位置如图8-8所示。图8-8浇口位置8.2.6冷料穴和拉料杆设计在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一小段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约1025的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里温度相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个冷料穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统

19、的流道和型腔。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上（也即塑料流动的转向处），其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的11.5倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积，拉料杆有六种形式，常用的是端部为Z字形的拉料杆形式，具体要根据塑料性能合理选用。8.2.7 顶出机构设计顶出机构设计基本要点：（1）保证制品质量：顶出位置应设在顶出阻力大的地方，也就是使制品不易变形的部位，由于制品收缩时包紧型芯，因此顶出力作用点应尽量靠近型芯，同时顶出力应施于制品刚性和强度最大的部位，如凸缘，加强筋等处，作用面积也尽可能大一些。（2）顶出机构的结构：在设计模具的结构时，必须考虑在开模过程中保证制品

20、留在具有顶出装置的那一部分，这样的顶出机构较为简单。顶出机构应工作可靠，动作节奏清晰，运动灵活，制造方便，配换容易，且本身具有足够的强度和刚度。（3）所需顶出行程、抽芯距离、开模行程的计算：在顶出结束后，制品要完全脱出，达到可以方便取出或依靠制品自重自行掉落的程度。所需的顶出行程可用下式估算： （8.5）式中所需顶出行程()；型芯成型高度()； 顶出行程富裕量()； =42.5+=45根据具体情况，要对所需顶出行程进行验算合理调整。（4）所需顶出力、抽拔力、开模力计算：顶出力的决定与抽拔力的计算相同，制品与型腔的粘附力，多由塑料收缩引起，因此顶出制品时所需的力必须克服粘附力所引起的磨擦阻力，但

21、影响粘附力的因素很多，故精确计算比较困难。顶出力： （8.6）式中塑料包络型芯的面积()塑料对型芯单位面积上的包紧力，取脱模斜度大气压力0.09制品对钢的磨擦系数，约为0.10.3制件垂直于脱模方向的投影面积()、分别为28000，25，13000则： （5）顶杆在制品上的布局：顶杆的位置应选在顶出阻力大的地方，也就是使制品不易变形的部位。顶杆应设在制品的非主要表面上，以免因顶杆痕迹而影响外观。在保证制品质量和制品顺利顶出的情况下，顶杆的数量不宜过多。当制品各处顶出阻力相同时，顶杆应均等布置，使制品顶出时受力均衡，以免顶杆变形。本例中顶杆布置如图8-9所示。图8-9顶杆布置本例选用6125型号

22、的圆形顶杆10根。顶出机构顶出制品后，在下一个成型周期之前，必须恢复到初始位置。在普通注塑模具中，顶出塑料件的推杆或活动顶出块的复位，通常是采用复位杆来完成的。模具合模时，利用复位杆工作端面顶住定模板分型面，使顶出机构复位。8.2.8冷却系统设计模具工作温度对成型质量和生产率有很大影响，在模具内设置冷却系统是控制模具温度的有效措施。为了缩短制品成型周期，总是希望模具温度低一些，但是模温太低会使塑料件产生流迹、熔接痕、强度差和严重缺料等问题。模温过高，虽然熔料流动性好，制品表面粗糙度小，力学性能好，但却发生大的缩痕，成型周期长并产生缩孔，因此，模具应保持一定的温度，这样就必须靠模具的加热、冷却系

23、统来调节。本模具的热平衡是依靠冷却水通过冷却水道的循环来调节的。使用ABS材质的成型模具，其工作温度一般要控制在7285。通过调节水的流量可使模温稳定、冷却速度均衡，减小制品翘曲变形及成型收缩率的波动，同时，合适的模温能获得所要求的制品表面质量，提高生产效率。根据制品形状及模具结构，以及考虑到顶杆等在动模部分布置很密，因而在动模部分难以设置水道。该制品的体积虽然较大，但表面积较大，易散热。经计算只在定模上开设冷却水道就能满足降低模具温度的要求。动模冷却水道直径为10mm，用常温水作为冷却介质，水在管内呈湍流，与模外软管连接形成循环冷却，以缩短冷却时间。所需冷却水孔数目： （8.7）式中水孔数目

24、传热面积()模具上冷却水孔深度，即模板宽()水孔直径() 取 一般熔融塑料填充型腔时，浇口附近温度最高，距浇口越远温度越低。因此浇口附近应加强冷却，通入冷水，而在温度较低的外侧只需要通过经热交换的温水即可。8.2.9排气结构设计在设计注射模具的过程中，必须考虑模具的排气问题，如果不考虑模具的排气，模腔内的气体就不能顺利地排出，注射时将造成制品的气泡、疏松、充模不满、熔接不牢、制件表面发乌或者在注射时由于气体被压缩所产生的高温使制品底部碳化和烧焦，而且型腔内气体被压缩产生的反压力会降低充模速度。考虑到制品的尺寸大小属于中小型简单型腔模具，分型面之间、推出机构与模板之间及活动型芯与模板之间的配合间

25、隙可进行排气，间隙值约为0.030.05，决定利用分型面，顶杆与顶杆孔的间隙等进行排气，不再另设排气结构。8.2.10选用模具架选用模具架时要考虑到制品的成型、流道的分布形式以及顶出机构的形式。模架一般采用标准模架和标准配件，这对缩短设计与制造周期、降低制造成本是有利的。模具的大小主要取决于塑料制品的大小和结构，对于模具而言，在保证足够强度的前提下，结构越紧凑越好。根据制品的外形尺寸(平面投影面积与高度)以及制品本身结构(侧向分型滑块等结构)可以大致确定模架的大小。根据以上原则考虑到制品在开模方向的投影面积和制品摆放布置，结合注塑机参数中模架高度的限制，最终选用标准模架：A2-315400-3

26、9-Z1GB/T12556.1-1990定模板厚度：=80动模板厚度：=40垫块厚度：=80模具厚度：=300导柱直径：32模具外形尺寸：315400300一般导向分为动、定模之间的导向，推板的导向，推件板的导向。一般导向装置由于受加工精度的限制或使用一段时间之后，其配合精度降低，会直接影响制品的精度，因此对精度要求较高的制品必须另行设计精密导向定位装置。如图8-10所示，当采用标准模架时，因模架本身带有导向装置，一般情况下，用户只要按模架规格选用即可，这里需要说明的是CATIA应用程序中不包括上述的标准模具架，需要用户在设计过程中自定义。若需采用精密导向定位装置，则须由用户根据模具结构进行具

27、体设计。图8-10模具架8.2.11 注射机校核（1）最大注射量的校核最大注射量和制品的重量有直接关系，两者必须相适应，不然会影响制品的质量和产量。若最大注射量小于制品的重量，就会造成制品的形状不完整或内部组织疏松、制品强度下降等缺陷；而注射量过大，注射机利用率低，浪费能源，而且可能导致塑料分解。因此，为了保证正常的注射成型，注射机的最大注射量应稍大于制品的重量(包括流道及浇口凝料和飞边)。通常注射机的实际注射量最好在注射机的最大注射量的80%以内。当注射机以最大注射质量标定时，按下式校核： （8.8）式中注射机的最大注射量()；制品的总质量()；浇道及浇道口凝料和飞边质量()；型腔数。、分别

28、为250、79.4749、6.35、2，由上式验算满足要求。（2）注射压力的校核注射压力校核的目的是校核注射机的最大的注射压力是否能满足制品成型的需要。为此，注射机的最大注射压力应稍大于制品成型所需的注射压力，即 （8.9）式中注射机的最大注射压力()；制品成型时所需的注射压力()。为160，塑料成型时的注射压力为7090。经上式验算满足需要。（3）锁模力校核当熔体充满型腔时，注射压力在型腔内所产生的作用力总是力图使模具沿分型面胀开，为此，注射机的锁模力必须大于型腔内熔体压力与制品及浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积，即： （8.10）式中注射机的公称锁模力()；模内压力()；制品、流道、

29、浇口在分型面上的投影面积之和()。注射机的公称锁模力为1.25，塑料的型腔压力为3，投影面积之和为0.013，经上式校核合格。（4）模具安装尺寸的校核各种规格的注射机，可安装模具的最大厚度和最小厚度均有限制，所设计的模具闭合厚度必须在模具最大厚度和最小厚度之间，即应满足下列关系： （8.11）式中注射机允许模具最小厚度()；注射机允许模具最大厚度()；模具闭合厚度()。、分别为150、550、313，经验算满足以上关系式。小于，可采用垫板来调整，以使模具闭合。（5）开模行程的校核各种注射机的开模行程是有限的，取出制品所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离。对于单分型面注射模，开模行程可按下

30、式校核： （8.12）式中注射机的最大开模行程()；制品推出距离()；制品高度()。注射机的最大开模行程为360，制品推出距离45，制品高度45。经上式验算满足要求。（6）注射机顶出装置与模具推出机构关系的校核各种型号注射机顶出装置的结构形式、最大顶出距离等是不同的。设计模具时，必须了解注射机顶出装置类别和顶杆位置。本次设计所选注射机型号为，推出机构为中心顶杆机构，模具安装时对称地固定在移动模板中心位置上，以便注射机的顶杆顶在模具的推板中心位置上。（7）模具模板面尺寸校核设计时安装模具的外形尺寸应小于注射机的拉杆间距，否则模具无法安装。本例选用的注射机拉杆间距为600，所选模架模板尺寸为315

31、，满足安装需要。8.3 CATIA模具构建用CATIA构建模具的产品模型主要有以下几个步骤：建立塑件的三维实体模型；定义主开模方向和滑块方向；定义型芯表面和型腔表面；导入模架；剖分型芯型腔；设置浇口流道和开冷却水道；加导柱导套和顶杆；出工程图。主要涉及的功能模块有：Part Design、Core & Cavity Design、Mold Tooling Design、Drafting。8.3.1建立制品的三维模型三维建模主要在Part Design模块中完成。Part Design模块提供了直观灵活的用户界面，可用于设计精确的3D机械零件， Part Design能够适应复杂程度各异的零件（

32、从简单到高级）的设计要求。此模块将基于特征的设计与灵活的布尔方法结合起来，提供了高效直观的设计环境及多种不同的设计方法。作为一个可伸缩的产品，Part Design可以和其它当前或未来的伴侣产品（如Assembly Design和Generative Shape Design）共同使用。（1）启动CATIA，选择File（文件）菜单下的New（新建）选项，弹出如图8-11所示的对话框。图8-11新建对话框（2）从List of Types（类型列表框）中选择Part（部件），然后单击OK（确定）按钮，新建一个CATPart文件，默认文件名是Part1. CATPart。（3）从CATIA的St

33、art（开始）菜单下的Mechanical Design（机械设计）菜单项下选Part Design（零件设计）项即可进入零件设计模块，其界面如图8-12所示。图8-12 Part Design模块界面（4）单击Sketcher（草图）图标并选择XY平面进入草图工作环境，建立如图8-13所示的草图。图8-13 Sketcher工作环境（5）然后回到Part Design环境，利用刚才建立的草图进行拉伸，建立如图8-14所示的实体。图8-14 Pad特征（6）对以上建立的实体进行拔模、倒圆角和抽壳，获得如图8-15所示的实体。图8-15 Draft Angle、Edge Fillet、Shell

34、特征（7）选择Insert（插入）菜单下的Body项，向树状目录中插入一个Body.2实体集。然后，利用Sketcher、Pad、Shell等工具建立如图8-16所示的实体。图8-16 Body.2实体特征（8）选择Insert（插入）菜单下的Boolean Operations（布尔运算）选项，然后选Union Trim项，再选择PartBody和Body.2，建立如图8-17所示的实体。图8-17 Boolean Operations、Union Trim特征（9）从Insert（插入）菜单下选择Body项，向树状目录中插入Body.3，用Sketcher、Rib、Rectangular

35、Pattern和Draft建立如图8-18所示的实体。图8-18 Body.3实体特征（10）再插入Body.4，建立后用Insert菜单下Boolean Operations选项下的Union Trim项进行逻辑操作，选择Body.3和Body.4完成如图8-19所示的实体，用于作为过滤器罩内部的肋。图8-19 Body.4实体特征（11）选择PartBody和Body.4重复Union Trim命令得到如图8-20所示的实体特征。图8-20 Union Trim特征（12）进入Sketcher环境建立如图8-21所示的草图。图8-21 Sketch.13草图（13）执行Pocket命令，P

36、rofile/Surface选择以上建立的草图Sketch.13，命令完成后产生如图8-22所示的下沿特征。图8-22 Pocket特征至此，过滤器罩制品的三维模型已成功建立，接下来可以将此三维模型导入Cavity & Core Design模块进行后续操作。8.3.2 定义主开模方向和型芯型腔表面主开模方向和型芯型腔表面的定义主要在Cavity & Core Design模块中完成，操作对象是之前建立的过滤器制品三维模型。8.3.2.1进入模块并导入模型（1）选择File菜单下的New命令，选择Product类型，新建一个CATProduct文件。选择Start菜单下Mechanical D

37、esign项下的Cavity & Core Design命令进入Cavity & Core Design模块，其界面如图8-23所示。图8-23 Cavity & Core Design模块界面（2）点击Import Model图标，打开如图8-24对话框。在Reference列表框中选择之前建立的过滤器制品三维模型，在Body列表框中选择PartBody， Axis System（坐标系）列表框中选择Local axis system（局部坐标系）以便接下来的操作进行更好的定位。Shrinkage选项组用于定义收缩率，因为ABS的平均收缩率为0.55%，所以在Ratio文本框中输入1.005

38、5。点击OK（确定）即可导入模型，导入模型的尺寸会根据定义的收缩率进行缩放。图8-24 Import Model对话框8.3.2.2定义主开模方向点击Pulling Direction（开模方向）图标弹出如图8-25所示的对话框。 图8-25 Pulling Direction对话框软件自动识别Local axis system为主开模方向，点击模型的上表面，上表面被识别为型腔表面，显示为深绿色，内表面被识别为型芯表面，显示为红色，选中Locked选项锁定开模方向。点击确定按钮，在目录树中生成一个名为Main Pulling Direction.1的坐标轴系统，即主开模方向，还有两个分别命名为

39、：Cavity.1和Core.1的几何集，即分别为：型腔表面、型芯表面。型芯和型腔表面的分解视图如图8-26所示。图8-26 Cavity.1、Core.1表面特征8.3.2.3作分型面把分型面和制品上表面合并组成CavitySurface，再把分型面和制品内表面合并组成CoreSurface，用于以后定义型芯型腔。（1）单击Boundary（边界）图标，打开如图8-27所示的边界定义对话框。 图8-27 边界定义对话框（2）然后用鼠标点选制品。Limit1和Limit2分别选择边界线的两个端点，点确定按钮，得到一条边界线，如图8-28所示。图8-28 边界线（3）单击Line图标，打开如图8

40、-29所示的线定义对话框。图8-29 线定义对话框（4）在Line type（线型）中选择Point-Direction，选择线的起点和X方向，在End中输入100mm，按确定按钮，完成一条线的绘制。重复以上步骤，完成如图8-30所示的线框。图8-30 线框（5）单击Join curves or surfaces（连接曲线或曲面）图标，弹出如图8-31所示的连接定义对话框。图8-31 Join curves or surfaces对话框（6）在Elements To Join选项中用鼠标选择刚才作的线框和边界，选上Check connexity（检查连通性）选项，以便让软件检查连通性，排除断点

41、。按确定按钮，得如图8-32所示的线框。图8-32 Join.1连接线（7）单击Fill（填充）图标，弹出如图8-33所示的填充曲面对话框。图8-33 Fill对话框（8）在Boundary（边界）选项中选择刚才创建的Join.1，按确定按钮，生成如图8-34的平面。图8-34 Fill.1平面特征（9）用和上述方法相同的操作步骤完成整个分型面，完成后的分型面如图8-35所示。图8-35 Parting Surface表面特征8.3.2.4 定义型芯曲面和型腔曲面一般要先完成PartBody、分型面、补孔等操作，并且要正确显示出来，以便接下来对它们的操作是可选的。（1）从Insert菜单下选择

42、Geometrical set命令向树状目录中插入一个名为PartingBody的几何集，接下来定义的表面都将归入它的目录下。（2）单击Join curves or surface图标，启动如图8-36所示的连接定义对话框。图8-36 Join curves or surface对话框（3）Elements To Join中用鼠标选择制品的外表面和分型面，选中Check connexity选项，以便让软件检查表面是否有间隙，按确定按钮，获得如图8-37所示的型腔表面。图8-37 型腔表面（4）用同样方法合并分型面和制品内表面，获得如图8-38所示的型芯表面。图8-38型芯表面完成以上所有的操作

43、后，在树状目录中生成了二个表面：CavitySurface、CoreSurface，如图8-39所示，以上名称都是后续操作中软件可自动识别的。 图8-39树状目录8.3.3 导入模具架以下操作将在Mold Tooling Design模块中完成，所以必须先进入Mold Tooling Design模块。Mold Tooling Desing模块下只能对Product格式的文件进行操作，所以先新建一个.CATProduct文件，然后，从Start菜单中的Mechanical Design选项选择Mold Tooling Design命令，加载并进入该模块，其界面如图8-40所示。图8-40 Mo

44、ld tooling Design模块界面（1）首先导入之前所建的制品模型以及CavitySurface和CoreSurface。选择Insert菜单下的Existing Component命令，弹出如图8-41所示的文件选择对话框。图8-41文件选择对话框在对话框中选中Show Preview可以对选中的文件进行预览，选择之前建立的FilterCover.CATPart文件，单击打开，导入三维模型，如图8-42所示。图8-42导入三维模型（2）单击工具栏上的Create a new mold工具按钮，打开如图8-43所示创建一个新模具架对话框。图8-43 Create a new mold对

45、话框CATIA系统软件自带的目录库中包含了世界上一些有影响的标准模具架，包括全球最为著名的三大模具架标准，英制的“DME-Amarica”，欧洲的“HASCO (哈斯考)”，亚洲的日本“FUTABA (富得巴)”。但遗憾的是由于CATIA在中国应用较少，达索公司还没有收录中国的模具标准件，解决办法是先选择一个相近的产品，然后按照用户的需要修改其参数，用户在使用的过程中不断积累保存，同样可以获得满意的自定义模具架。点击Catalog（目录库）按钮打开Catalog Brower（目录库浏览器）对话框，如图8-44所示。图8-44 Catalog Brower对话框（3）在Catalog Brow

46、er中可以分别浏览，然后到工作平台预览；或者用filter（过滤器）查询过滤，单击Filter打开如图8-45所示的对话框来编辑过滤条件。图8-45 Filter对话框（4）在上面的对话框中定义模具的尺寸条件后，按确定按钮，返回Catalog Brower，选中Enable multi-level query，以便在全部模架标准中查询，单击查询Query按钮后，弹出如图8-46所示的查询结果。图8-46 Query对话框（5）按确定按钮，返回Create a new mold，去掉Cavity Support前的选框，即不加定模支承板；修改Cavity和Core的值为100mm，这只是型芯型腔板的初选值，最后剖切时将切去重合部分。将Riser Bar、Setting、A plate、B plate分别修改为国标值，然后按确定按钮，返回Mold tooling Design工作台，产生一个如图8-47所示的模具架。图8-47 模具架8.3.4 剖分型芯型腔（1）除CoreSurface以外，隐藏导入的三维模型的所有部分，同时隐藏模架的InjectionSide.1，即上面三块板。（2）点击Manipulation