手机套模具设计及数控加工2目录手机套模具设计及数控加工 (5)1、前言 (5)2、模具设计方法 (6)2.1模具设计流程 (6)2.2模架设计方法 (6)2.3EMX7.0模架设计流程 (7)2.4模架结构 (7)3、Pro/E手机套模具设计 (9)3.1 设计前的准备 (9)3.2建立手机套三维造型 (10)3.3创建模具模型 (10)3.4设置收缩率 (11)3.5设计毛坯工件 (11)3.6分型面的选择及创建 (11)3.7分割体积块 (12)3.8创建模具元件 (14)3.9设计浇口和流道 (15)3.10充模仿真及开模模拟 (15)3.10.1充模仿真 (15)3.10.2开模模拟 (16)3.11 利用模具专家系统EMX完成模座和其他辅助零件 (16)4、数据转换及加工 (17)4.1从Pro/ENGINEER系统转出stp数据文件 (17)4.1.1转出上模stp数据文件 (17)4.1.2Mastercam系统转入stp数据 (17)4.2数控加工前的设置 (18)4.2.1对型腔进行加工工艺分析 (18)4.2.2加工工艺参数设置 (18)4.3 手机套前模的数控加工 (20)4.3.1曲面粗加工挖槽 (20)结论 (23)结束语 (23)参考文献 (24)手机套模具设计及数控加工3作者：李文巧指导老师：刘存山(东莞职业技术学院2011级机械制造与自动化,东莞 523808)摘要：分析利用Pro/E软件及注塑模具设计专家（EMX）系统进行手机套模具的设计过程，再导入MasterCAM系统中对模具型腔进行加工刀路设置，模拟其加工过程。
指出采用软件来实现模具的三维设计和数控加工，可以大大缩短模具设计和加工周期，降低模具设计和加工成本。
关键词：手机套；模具设计；数控编程加工1、前言Pro/E是美国PTC公司推出的一套功能强大的三维软件，它涵盖了产品概念设计高制造的全过程。
具有参数化设计、三维实体模型特征驱动和单一数据库功能等特性。
在模具设计的过程中，利用Pro/E的实体建模技术，可以快速的对将要加工的零件有一个形象的认识，再对模型进行分析后借助于“模具设计专家模架系统（EMX）”是一套功能强大的三维化模架插件，为模具的三维装配设计提供了十分丰富的模板数据库。
模具的零件可以利MasterCAM软件进行数控加工。
本次设计是《手机套模具设计及数控加工》,目的是进一步了解零件设计的流程与掌握数控加工编程；掌握Pro/E、MasterCAM等软件的应用。
42、模具设计方法2.1模具设计流程利用 Pro/E Wildfire 软件进行模具设计的流程如图2-1所示：首先利用零件的三维模型创建模具模型；然后设置产品的收缩率；设计分型面与凹凸模具的分割；利用特征设计浇注系统的主流到、分流道和浇口；完成模具组件的生成；进行试模，建立浇铸件，在进行模具开模和检验，最后进行模具的装配和辅助零件的设计，模具设计好后，再转入数控加工制造，从而实现模具设计和数控加工的集成。
图2-1模具设计流程图2.2模架设计方法在Pro/E中，可以采用三种方法设计模架，即分别用组件设计模架、模块（模架库）和EXM 模块（模架设计专家扩展）进行设计。
组件设计模块：将模架作为一个装配体进行设计。
进入组件设计模式后，首先逐一创建各个模架原件（即零部件）然后再装配成模具模架。
此种设计方法操作比较繁琐，不易维护，因而使用较小。
5模块（模架库）:模块是PTC提供的模架库，包含众多标准模具组件。
如果安装了模块扩展模块，则可以在模具布局模式下直接调用模架库中的模具组件，非常方便。
EMX模块：Pro/E的扩展功能模块，它分装了大量标准模架和模架标准件，并提供了一系列模架设计向导，使模架设计更加高效、快捷。
EMX模块的功能比模块（模架库）更加强大，是Pro/E 模架设计的首先工具。
2.3EMX7.0模架设计流程EMX模架的一般设计流程如下：（1）新建模架项目：在EMX中定义一个新的模架项目，并导入模具模型，然后对模具零件进行分类。
（2）加载标准模架：直接加载整组标准模架，再针对各细节尺寸进行修改，或者以手动方式添加索需要的模板和元件。
（3）添加浇注系统：在模架设计中设置主流道衬套和定位环等型号和尺寸，并在模具添加分流道和浇口等。
（4）添加标准元件：在模架的模板上显示导柱、导套、螺钉、定位销、拉杆等标准元件。
（5）添加侧抽芯机构：在模架上添加滑块、斜导柱、螺钉、定位销等、这些元件负责将侧型芯从模具中抽出。
（6）加载退出机构：定义顶杆等元件，用于将制品从模具型腔中脱出。
（7）添加冷却系统：为模具添加冷却水线，即调用模架库中提供的标准冷却元件，将其添加到模架中。
（8）模具后期处理：对模具模板和元件进行处理（如添加边框、通孔等）,以满足加工和成型的需要。
（9）开模运动模拟：模拟模架的开模过程。
2.4模架结构标准模架一般由定模座板、定模板、动模座板、动模板、垫块支承板、推杆固件板、推板、复位杆、导柱、导套、螺钉等组成。
如图2-2所示为典型的直浇口模架结构。
6图2-2直浇口模架结构1．内六角螺钉 2.内六角螺钉 3.垫块 4.支承板 5.动模板 6.推件板7.定模扳8.内六角螺钉9.定模座板10.带头导套11.直导套12带头导柱13.复位杆14.推杆固定板15.推板16动模座板73、Pro/E手机套模具设计3.1 设计前的准备在进行模具设计与加工前,首先为该模具建立一个专用的文件夹，并将该文件夹设置为当前工作目录,这样一来,在产品三维造型中产生的文件、模具设计过程中产生的文件、转换的数据文件及在Mastercam系统中的加工文件都存入该文件夹下,使整个设计及加工过程产生的文件一目了然,具体操作步骤如下。
（1）建立模具专用文件夹。
在用户计算机G盘目录下建立一个名为“4G-LWQ”的文件夹,建立的文件夹如图3-1所示。
图3-1建立【4G-LWQ】文件夹(2)设置工作目录。
启动Pro/ENGINEER,执行文件/设置工作目录菜单命令。
系统弹出如图3-2所示的选取工作目录对话框,选择建立“4G-LWQ”文件夹。
图3-283.2建立手机套三维造型造型良好的三维模型是进行模具设计的基础，该制件曲面较多，通过曲面造型、曲面合并、加厚、拉伸剪切等命令建立实体模型。
如图3-3所示：图3-3 手机套三维图3.3创建模具模型模具模型包括参照模型和工件，参照模型是设计模具的参照，工件事表示直接参与溶料成型的模具元件的总体积。
多型腔模的布置有平衡式和非平衡式两种。
为了保证各个型腔溶体能同时均衡充满，一般采用平衡式的型腔布置。
由于本次设计比较特殊，属于比较典型的事例。
该手机套由上下两部分组装而成，为了便于装配和产品的统一性等效果。
本次设计采用一模两腔的布置，两型腔由上、下两盖面组成。
具体布置如图3-4所示：9图3-43.4设置收缩率从模具中取出注塑件后，由于温度几压力的变化回产生收缩现象，通过设置适当的收缩率来放大参照模型，便可获得正确的注塑零件。
1.选择【按比例收缩】命令,并弹出按比例收缩对话框,在比率栏输入收缩率“0.005”,并确认如图3-5所示。
图3-5收缩率设置3.5设计毛坯工件1.选择菜单管理器中的【模具模型】/【创建】/【工件】/【自动】命令,自动创建毛坯工件。
2.系统弹出如图3-6所示自动工件创建对话框,在名称栏输入毛坯工件名称“1_wrk”,参照模型选择“1_ref”,模具原点选择”mold_def_csys”，形状选择标准矩形，在整体尺寸栏中输入X “100 ”Y“ 290”型芯Z “24 ”型芯-Z “32”并确定完成。
3.选择菜单管理器中的【完成】/【返回】/【完成】/【返回】命令,结束毛坯工件的创建。
打开模型着色显示,结果如图3-7所示。
10图 3-6 自动工件创建对话框图3-7毛坯着色显示3.6分型面的选择及创建塑料(特别是注塑)模具术语。
一般来说，模具都有两大部分组成：动模和定模(或者公模和母模)。
分型面是指两者在闭合状态时能接触的部分。
注塑成型时，为方便取出模样，将注塑成型做成几部分，其结合面称为分型面。
选择时尽量做到既保证塑件质量，又简化操作工艺。
通常考虑以下几个方面：1、尽可能将塑件的全部或大部分置于同一模型内。
2、分型面的数目应少且为平面。
3、尽量减少型芯和滑块的数目。
4、分型面的选择应有利于下芯、合模，使型芯安放稳固，便于检查行腔尺寸。
5、分型面一般不取在装饰外表面或带圆弧的转角处6、使塑件留在动模一边，利于脱模7、将同心度要求高的同心部分放于分型面的同一侧，以保征同心度8、轴芯机构要考虑轴芯距离9、分型面作为主要排气面时，分型面设于料流的末端。
10、一般在分型面凹模一侧开设一条深 0.025 ~ 0.1mm 宽1.5~6 mm的排气槽。
亦可以利用顶杆，型腔，型芯镶块排气一般的分型面有平直分型面、倾斜分型面、阶梯分型面、曲面分型面、瓣合分型面和立体分型面等几种形式。
在模具的设计、制造过程中，模具的分型面的创建最为关键，Pro/E提供了非常强的的曲面创建和操作功能，可以通过多种方式来创建分型面。
该模具的设计难点之一就是分型面的设计与在Pro/E中的实现，该零件首先要将破孔填补、延拓、修剪，最后采用合并曲面的方式生成该模具的分型面，如图3-8所示。
图3-8 手机套注塑模具分型面3.7分割体积块1.选择菜单管理器中的【模具体积块】/【分割】/【完成】命令。
系统弹出如图3-9所示分割对话框,要求为分割工件选取分型面。
选择如图3-8所示分型面为模具体积块分割面【确定】/【确定】；系统分别高亮显示毛坯工件的下、下半部分，并弹出体积块名称输入对话框，接受默认的名称，单击着色按钮，被分割的体积如图3-10所示，单击【确定】按钮12图 3-9 图 3-10 分割体积块的上、下部分3.8创建模具元件体积块的只是一个有体积五质量的虚拟体，不是实体模具组件，所以接下来要进行实体元件抽取工1.选择菜单管理器中的【模具元件】/【抽取】。
2.系统弹出如图3-11所示创建模具元件对话框，单击选取全部体积块按钮，单击确定按钮。
图3-113系统提示输入另一名称，选择默认并确定。
最终完成图3-12模具型芯，图3-13模具型腔。
14图 3-12 图3-133.9设计浇口和流道采用侧浇口及圆形断面分流道。
采用圆形分流道其散热量小，充模阻力小浇口冻结时间长，可以提高制件成型质量。
具体设计步骤如下：用旋转切除材料的方法完成主流道的设计，分流道单击特征/型腔组件/流道/倒圆角，草绘流道线路即可。
3.10充模仿真及开模模拟3.10.1充模仿真选择菜单管理器中的【制模】/【创建】，输入浇铸件的名称“mold ”即可，生成如图3-14所示的浇铸件。