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1、项目一：电器开关按钮塑料模具设计设计题目：一种电器开关按钮模具设计零件图：产品零件图如图3-1所示。图3-1设计要求：材料：ABS生产批量：中小批量（15万件）未注公差取MT5级精度任务一：设计任务方案分析要求：拟定本产品的塑料模具设计工艺方案分析参照如下此零件壁薄且深，总体尺寸较小，腔体内部尺寸精度要求较高，零件表面要求光滑。根据零件的结构特点，拟定如下表的工艺方案模具方案分析表项目设计方案方案分析分型面该元件的底部不是一个平面，如果分型面设置该处。 将给今后的加工带来不便，因而分型面设置在底部向下偏移一定距离的平面上。型腔布局该元件有侧凹，需要有侧抽机构，因而设计单排布局，向两侧抽芯。浇注
2、系统由于分型面低于元件，采用斜向上的浇口，使模具结构简单化推出机构用顶杆推出，塑件包紧力集中在内壁，顶杆位置设置如图。冷去装置将冷却水路设计定模板上，从型腔和斜导柱间的空隙处穿过，这样更接近塑件，并与布局走向一致。根据以上的分析结论，可初步得到如图3-2所示的模具结构图。1-动模座板 2-支撑板 3-复位杆 4-动模垫板 5-动模板 6-导柱 7-定模板 8-定模座板9-定位环 10-浇口衬套 11-导套 12-水嘴 13-管塞 14 复位弹簧 15-顶杆固定板16-顶杆垫板 17-吊环安装孔 18-水道图3-2任务二：设计电器防尘盖的成型零件设计流程1-加载参照模型此模具采用的型腔布局方式为
3、一模两腔，加载参照模型，要使开模方向指向坐标系的Z轴方向。步骤01 建立工作目录首先新建一个文件夹，将零件模型“kgan.prt”复制到该文件夹，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，然后选择该文件夹，单击确定按钮完成工作目录的设置。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“kgan_mold”，接着选择mmns-mfg-mold（公制）模板，然后单击按钮进入模具
4、设计界面。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“kgan.prt”文件，单击“打开”，如图所示。图- 在“创建参照模型”对话框中点击“确定”，打开【布局】对话框，点击“预览”，发现开模方向指向了侧面图-所示。图- 点击“参照模型起点与方向”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，选择“旋转”、沿“X轴”，输入“90”后按下回车键，这时看到Z轴指向了开模方向，点击“确定”。如果方向还不正确，可继续通过“旋转”来调节方向，直到方向正确为止。然后点击“确定”，按钮如图所示。图- 步骤04 布局设
5、置在【布局】对话框中设置模具型腔的布局，选择“矩形”、“X对称”、“增量40”，如图所示。图- 步骤05 布局设置执行菜单栏中的“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【选取】菜单，选择两个模型其中之一并点击“确定”，弹出【按尺寸收缩】对话框，在绘图区域中选取该参照模型的坐标系，再在 “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- 设置收缩设计流程3-创建模具工件步骤01 创建自动工件在工具条中选取按钮，创建模具工件，在绘图区域中选取坐标系MOLD_DEF _CSYS，设置工件如图尺寸
6、，单击“预览”，然后单击“确定”按钮完成设置。图- 设置工件尺寸步骤02 修改工件在左侧模型树结构中右键单击工件“KGAN_MOLD_WRK_PRT”,选择“激活”，如图所示。 图- 选择菜单【插入】/【倒圆角】，设置圆角半径为“5”，选择四条棱边，设置倒圆角特征，如图所示。完成后选择菜单中的【窗口】/【激活】命令。图- 修改工件设计流程4-创建分型曲面步骤01 创建分型面01在【模具/铸件制造】工具栏中单击【分型曲面】按钮，在【基础特征】工具条中单击【拉伸】按钮，弹出【拉伸】操控板，然后选择工件下表面为草绘平面进行草绘，在草绘中选择抽取工具，抽取两个模型的棱线作为草绘线条如图所示。图- 修改
7、工件草绘完成后，打开选项按钮，勾选“封闭端”，选择【分析】/【测量】/【距离】命令，测量工件底部到模型内壁上端的距离为“24.8886”，模型壁厚约为“1.5”，因此可设定拉伸长度为“25”，如图所示图- 修改工件点击右下角的继续操作按钮，设定拉伸“25”，然后点击“确定”完成。图 - 步骤02 创建分型面02创建拉伸特征，选择工件侧面为草绘平面，在零件模型下底面处草绘一条直线，选择拉伸方式为，拉伸到另一侧面位置，然后点击“确定”完成。图 - 在左侧模型树结构中右键单击工件“KGAN_MOLD_WRK_PRT”,选择“遮蔽”，选中零件模型的任意一个外表面，先点击上部工具栏的复制按钮 ，再点击粘
8、贴按钮，打开曲面复制操控板，选择【参照】/【细节】按钮，打开【曲面集】对话框，按下“ctrl”按钮，将该零件模型的外表面依次全部选中，注意不要漏选，然后点击“确定”完成，如图所示。用同样的方法将另一个模型的外表面也复制下来。图 - 点击右侧工具栏中的确定按钮，在模具菜单管理器依次选择“特征”、“型腔组件”、“曲面”、“延伸”，如图所示。图 - 在打开的延伸操控板选择【参照】/【细节】，按下“ctrl”键依次选择复制面的边界，选择延伸方式为延伸到平面，选择上面拉伸的平面“拉伸2”，点击“确定”完成，如图所示。将另一个复制面也做同样的延伸。图 -按下“ctrl”键选择延伸后的曲面和拉伸的平面，执行
9、【编辑】/【合并】命令，合并方向向外，再将另一个拉伸后的曲面也合并起来，完成分型面的创建，如图所示。图 -步骤03 创建分型面03在左侧模型树结构中右键单击工件“KGAN_MOLD_WRK_PRT”,选择“取消遮蔽”，在【模具/铸件制造】工具栏中单击【分型曲面】按钮，在【基础特征】工具条中单击【拉伸】按钮，弹出【拉伸】操控板，然后选择工件下表面为草绘平面进行草绘，在草绘中选择抽取工具，抽取两个模型外边沿轮廓线作为草绘线条，草绘完成后，打开选项按钮，勾选“封闭端”，设定拉伸长度为“28”（超出零件模型的高度），如图所示图 -步骤04 创建侧抽芯分型面0405创建拉伸特征，选择工件侧面为草绘平面，
10、结合抽取工具和直线工具，草绘如图所示的图形，勾选“封闭端”，选择拉伸方式为，拉伸到如图所示的指定位置（模型该部分的外侧平面），然后点击“确定”完成分型面04。图 -用同样的方法创建另一侧的分型面05。步骤05 保存文件分型面设置完成，点击右侧工具栏中的确定按钮，并执行菜单栏中的“文件/保存”命令，保存文件。设计流程5-分割体积快步骤01 分割动模型芯镶件在【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”，选择分型面01并单击确定，如图所示。图 在“分割”操控板单击“确定”，打开“属性”对话框，单击“着色”，输入名称“10
11、1”，如图所示。图再在弹出的“属性”对话框输入名称“20101”，完成分割，如图所示。图步骤02 分割2个侧型芯遮蔽工件，单击【分割体积块】按钮，选择“一个体积块”、“模具体积块”、“完成”，如图所示。图在弹出的“搜索工具”对话框中，选择“101”添加到右侧，单击“关闭”，如图所示。图选择分型面04的面组并单击确定，在“岛列表”菜单选择“岛2”、“岛3”、“完成选取”再次确定，再在弹出的“属性”对话框中单击“着色”，完成分割，如图所示。图用同样的方法分割另一侧的侧型芯，输入名称“30102”。步骤03 分割动模型芯单击【分割体积块】按钮，选择“一个体积块”、“模具体积块”、“完成”，在弹出的“
12、搜索工具”对话框中，选择“101”添加到右侧，单击“关闭”，选择分型面02的并单击确定，在“岛列表”菜单选择“岛1” 、“完成选取”再次点击“确定”，再在弹出的“属性”对话框中单击“着色”，输入名称“201”，完成分割，如图所示。图步骤04 分割第二个动模型芯镶件单击【分割体积块】按钮，选择“一个体积块”、“模具体积块”、“完成”，在弹出的“搜索工具”对话框中，选择“201”添加到右侧，单击“关闭”，选择分型面03的并单击确定，在“岛列表”菜单选择“岛2” 、“岛2” 、“完成选取”再次点击“确定”，再在弹出的“属性”对话框中单击“着色”，输入名称“20102”，完成分割，如图所示。图步骤5
13、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，然后根据图 所示进行操作。图步骤6 调整型腔型芯高度在左侧模型树中选择“101.prt”，右键点击打开，在新窗口中选择“分析”、“测量”、“距离”，测得其上下表面间的距离为“23.015”，如图所示。图将这个高度调整为一个整数，关闭距离测量，点击选中该元件的上表面，在菜单中选择“编辑”、“偏距”，打开偏距操控板，选择偏距方式为，偏移数据位“1.015”，方向向下，点击“确定”完成，如图所示。图此时再次测量“101.prt”，测得高度为22，在主菜单选择“窗口”、“关闭”，完成型腔的高度调整。用同
14、样的方法将元件“201.prt”、“20101.prt”、“20102.prt”的长度都增加“1.015”。设计流程6-设计浇道模具元件抽取完成后，开始设计浇道，本模具流道和进料口设在主分型面上两边对称，从此处进行浇注。步骤01 设计主流道在上方主菜单点击“插入/旋转”，打开“旋转”操控板，选择“位置”、“定义”，选择基准面“MOLD_FRONT”为草绘面，建立两个参照，绘制图形如图-所示，点击“确定”完成设置。图步骤02 设计分流道在“菜单管理器”中单击“特征/型腔组件/流道”命令，如图-所示，进入【流道】操控板。图在“形状”一栏选择“倒圆角”，在下方输入直径为“5”，点击确定，图选择主分型
15、面为草绘平面（如果选择不中，可先点击右键进行选择，再用左键确定），再选择两个参照方向，运用直线工具进行草绘。草绘图形如图所示。图 草绘完成后进入相交元件对话框，点击自动添加，再选择“101.prt”、 “201.prt”，连续点击确定完成。步骤03 设计浇口在上方主菜单点击“插入/旋转”，打开“旋转”操控板，选择“位置”、“定义”，选择基准面“MOLD_FRONT”为草绘面，建立两个参照，绘制图形如图-所示，点击“确定”完成设置。图 在模型树中点击“设置”、“树过滤器”按钮，打开“模型树项目”对话框，勾选“特征”后确定，这时各个特征就显示在模型树中，选择“旋转2”，在主菜单中选择“编辑”、“镜
16、像”，打开“镜像”操控板，选择“MOLD_RIGHT”为镜像面，将浇口镜像到另一侧。设计流程7-创建铸模在“菜单管理器”中单击“铸模”、“创建”命令，在程序提示输入名称时输入“zhumo”,程序自动创建出铸模，右键点击左侧模型树中的“ZHUMO.PRT.PRT”打开，如图-所示。通过铸模可以观察到，根据设计的浇铸系统生成了完整的制品，所以浇注系统和分型面的设计是合理的。图在模型树上方点击“显示”、“层树”，点击“层”、新建一个层，打开“层属性”对话框，在窗口右下角选择“面组”，将所有分型面一一选中，加入到新层的属性中，然后确定，右键点击模型树中该层，将其隐藏。设计完成，保存项目。设计流程8-组
17、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-所示图将型腔组件移动一定距离后，可以观察到组件打开的效果，如图所示，设计完成，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-EMX4.1项目准备步骤01 设置工作目录新建一个文件夹，将前面设计的分模项目里的文件“101.prt.1”、“201.prt.1”、“20101.prt.1”、“20102.prt.1”、“30101.prt.1”、“30102.prt.1”复制到该文件夹下，打开Peo/E软件，在菜单栏中依次选择【文件】/【设置工作目
18、录】选项，弹出【选取工作目录】对话框，然后选择该文件夹，单击确定按钮完成工作目录的设置。在菜单栏中依次选择【文件】/【新建】选项，弹出【新建】对话框，输入名称“kgan_mold”，去掉“使用缺省模板”的勾选，点击“确定”后在弹出的“新文件选项”对话框里选择“mmns_asm_design”并单击“确定”按钮完成新建设置，如图所示。图在工具栏点击“添加元件”按钮，在“打开”对话框中选择元件“101.prt”，在下方操控板点击“放置”按钮，在“约束类型”选项选择“缺省”，点击“确定”完成，用同样的方法将所有元件都装配到组件里，点击“文件”、“保存”后关闭窗口。步骤02 定义新项目在【EMX4.1
19、】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“dgan_moldbase”,零件前缀为“mj”，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“kgan_mold.asm”文件，弹出【添加组件】操控板，点击“放置”按钮，设置基准面“ASM_FRONT”与“MOLDBASE_X_Z” 基准面对齐并重合， 新建约束，设置基准面“ASM_RIGHT”与基准面“MOLDBASE_Y_Z”对其并重
20、合，再新建约束，设置基准面“101.prt”下底面与基准面“MOLDBASE_X_Y”匹配并重合，如图所示。图步骤04 项目分类在上方EMX4.1工具菜单中依次选择【项目】/【准备】弹出“准备元件”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-加载标准模架步骤01 载入模架在EMX4.1工具菜单中依次选择【模架】/【组件定义】，打开“模具组件定义”对话框，点选 “载入/保存组件”按钮，打开“组件”对话框，选择“futaba_2p”系列中的“SA_Type”组件，如图 所示。图点选右下角的“载入”按钮，点击确定，回到“模具组件定义”对话框，此时对话框中
21、已载入了模具，如图 所示。图步骤02 修改模架点击“组件定义”对话框右上角“大小”按钮，在尺寸栏设置尺寸为“200200”，如图 所示。图双击A板，打开【板】设置对话框，设置板的厚度为40，如图 所示。图用同样的方法设置导柱长度为67，如图 所示。图步骤03 设置型腔切口点击“模具组件定义”对话框中的“型腔切口”按钮，打开“型腔嵌件”对话框，按照图所示进行设置。图设计流程3-添加浇口衬套和定位环步骤01 装配浇口衬套在“模具组件定义”对话框下点击“添加设备”按钮，在下一行有需要选择的元件按钮，点击“浇口衬套”按钮，在弹出的“浇口衬套”对话框中选择类型为“SBSM”,浇口半径为“16”，直径为“
22、10”，内径为“2”，长度为“55”，如图所示，完成后点击“确定”按钮。图步骤02 装配定模定位环在“模具组件定义”对话框下点击“添加设备”按钮，在下一行有需要选择的元件按钮，点击“定模侧定位环”按钮，在弹出的“定模侧定位环”对话框中选择类型为“LRJS”,高度为“15”，直径为“100”，如图所示，完成后点击“确定”按钮。图步骤03 加载模具和装配元件在“模具组件定义”对话框中点击“确定”按钮，程序自动加载定义的模架，在菜单中选择“EMX4.1模具基体装配元件”命令，打开“装配元件”对话框，勾选所有项目，点击“确定”完成，程序将自动加载各种元件，如图所示。图装配元件后的模具如图所示。图步骤0
23、4 修改元件点击左侧模型树中的“KGAN_MOLD.ASM”前的“+”号，展开组件，选择元件“101.prt”，右键选择“激活”，选择拉伸工具，打开拉伸操控板，选择去材料按钮，以元件的上表面为草绘平面，绘制图形如图所示，拉伸出一个圆孔。图选择“窗口”、“激活”命令，激活模具组件，再依次选择“EMX4.1”、“组织”、“视图”、“显示”、“定模”，旋转视图发现浇口衬套长出了型腔，如图所示。图选择浇口衬套，用右键快捷菜单激活，选择拉伸工具，并选择去除材料，选择拉伸方式为向两侧拉伸，以基准面“MOLDBASE_Y_Z”为草绘平面，草绘图形如图所示，并将浇口衬套拉伸切除成如下图形。图设计流程4-创建侧
24、抽滑块机构步骤01 设置滑块机构定位坐标系选择元件“30201.prt”，右键打开，先建立三个基准面，再依据这三个基准面建立坐标系，选择基准面工具，打开“基准平面”窗口，选择元件底面平面为依据建立第一个基准面，如图所示。图再次选择元件背面建立第二个基准面，如图所示。图选择元件的侧面偏移“23”，建立第三个基准面，如图所示。图选择基准工具栏中的基准坐标系工具，打开坐标系对话框，按下“ctrl”键依次选择第二、第三、第一个基准面，生成坐标系，注意要使X轴指向滑块开模时的移动方向，Z轴指向模具开模时定模的移动方向，如果方向不正确，可点击“方向”选项卡进行调整，设置后的坐标系如图所示。设置完成后点击“
25、窗口”、“关闭”，关闭窗口进入模具设计界面。图步骤02 创建滑块将定模座板、定位环和浇口衬套隐藏起来，在EMX工具栏中点击创建滑块机构按钮，按照程序的提示分别选取刚才建立的坐标系为定位坐标系，选取A板上表面为斜导柱的放置平面，选取B板上表面为动模面（如果选不中，可先按右键循环选择，选择到需要的面时，再按左键确定），此时弹出“滑块定义”对话框。选择“single_locking”按钮，进入尺寸设置界面，如图所示。图选取EMX自带的实例“z180/16*50*63”（滑块的高度、长度、宽度），将销钉（斜导柱）的长度设置为“50”，并勾选“有切口”复选框，设置“凸轮宽度（滑块宽度）”为“54”，“凸
26、轮高度”为“8”，“Z轴偏距”为“8”，点击“详图”，设置“LGIB_L”为“86”，“LGIB_L3”为“14”，“SLPL_L”为“86”，“CAM_W2”为“60”，“LOCK_H”为“8”，最后点击“确定”按钮，生成滑块机构，如图所示。图滑块机构结构如图所示。图步骤03 隐藏图层滑块机构切割模板是通过曲面完成的，这些曲面在以后的设计中影响视觉效果，要将其隐藏，点击左侧的“显示”、“层树”，点开图层导航器，选择“00_BUW_CUTQUILTS”图层，用右键快捷菜单选择“隐藏”命令将其隐藏，如图所示。图步骤04 创建另一侧滑块机构仿照步骤01创建另一侧滑块机构定位坐标系，执行“EMX4.
27、1”、“滑块装置”、“重新装配”命令，先选择刚建立的坐标系，再在模型树中选择第一个滑块机构，随即在另一侧建立起了相同的滑块机构，如图所示。图步骤05 创建自动元件滑块机构的紧固螺钉和定位销钉的位置已有EMX给出，执行“EMX4.1”、“螺钉”、“装配自动螺钉”命令，选择相应的点，再选择螺钉所安装的面，程序会自动装配上螺钉，如图所示。图执行“EMX4.1”、“销钉”、“装配自动销钉”命令，选择滑块机构中的左右侧压块，程序会在机构中自动装配上销钉，如图所示。图步骤06 修改模板选择动模支撑板（U板），用右键快捷菜单打开，发现只有一侧有斜导柱活动空位，由于该模具的侧抽距离只需要元件的一个壁厚左右即可
28、，因而斜导柱的长度只设置了50mm，该板不需要斜导柱活动空位，在左侧模型树中选择“组QUILT_CUT”，右键打开快捷菜单选择“删除”，点击上部“窗口”、“关闭”，关闭该窗口。图用右键打开动模板（B板），可以看到只有一侧有斜导活动空位，用拉伸切除的方法在另一侧设计一个相同的孔，如图所示图步骤07 修改元件设计流程5-创建顶出机构步骤01 设置顶杆位置在模型树中选择元件“20102.prt”，用右键打开，点击基准平面工具，打开“基准平面”对话框，选择元件的底部平面，向上偏移“30”，建立一个基准面，如图所示。图选择草绘点工具，以上面建立的基准面为草绘面，使用点工具草绘如图所示的四个点，点击“确定
29、”完成设置。图步骤02 复制顶杆切割曲面选择一个元件的上表面，先点击上部工具栏的复制按钮 ，再点击粘贴按钮，打开曲面复制操控板，选择“参照”、“细节”按钮，打开“曲面集”对话框，按下“ctrl”按钮，将该元件的另一个上表面也选中，然后点击“确定”完成，并选择“窗口”、“关闭”命令关闭窗口。如图所示。图步骤03 创建顶杆在菜单中执行“EMX4.1视图显示动模”，使模具只显示动模部分，执行“EMX4.1顶杆在现有点上”命令，选择上一步设置的点其中之一，点击确定，弹出“顶杆”对话框，分别选中“圆柱头”、“z41”、直径“3.0”，并在“固定旋转”第一个类型前勾选。如图所示。图添加的顶杆长出型芯一段，
30、如图所示。图步骤04 修剪顶杆选择“步骤02”复制的曲面，执行“编辑”、“实体化”命令，将顶杆修剪与曲面平，将复制的曲面隐藏，如图所示。图步骤06 设计拉料杆选择“草绘点”工具按钮，以元件“201.prt”上表面为草绘平面，其中心设置一点，添加顶杆，设置顶杆直径为“6”，选择该顶杆，用右键快捷菜单激活，点击右侧“旋转”按钮，打开旋转操控板，点击去除材料按钮，选择“MOLDBASE_X_Z”基准面为草会面，草绘图形如图所示，选择切除后拉料杆形状如图。图设计流程5设计冷却系统步骤01 设计定模板冷却水线执行“窗口”、“激活”命令，再执行“EMX4.1”、“视图”、“显示”、“主视图”命令，选择定模
31、板，用右键快捷菜单激活，选择基础命令中的基准面按钮创建基准面，选择定模板下表面，向上偏移“18”，如图所示。图再选择草绘工具，在该基准面上草绘如下图形图步骤02 创建冷却孔执行“EMX4.1水线创建冷却孔”命令，打开“冷却装置”对话框，选择“盲孔”，直径“6.0”，然后点击“确定”，如图所示。图设置水孔的方法是：先选择一条水线，再选择该水线在模板侧面开口处的那个侧立面，按照这种方法将两条水孔都设置完毕，如图所示。图步骤03 添加水嘴点击“选取”窗口的“确定”按钮，再次进入“冷却装置”对话框，选择“喷嘴”、型号“Z81”、直径“9”、螺纹“M80.75”，然后点击“确定”，如图所示。图添加后的水嘴如图所示。图设计完成，保存文件，最终模具如图所示。图39 / 39