ProENGINEER模具设计入门
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第 1 页 共 25 页 第1章 Pro/ENGINEER模具设计入门
通过注塑模具知识的介绍，使读者了解到注塑模具的基本组成和一般设计过程。在此基础上，介绍模具设计理论知识、Pro/E软件的配置以及如何在Pro/E模具模块的相应功能下实现模具的设计。
Pro/ENGINEER 4.0模具设计模块的简介
Pro/ENGINEER 4.0模具设计基本流程
塑料模具简介
模具工程图
杯子的模具设计
本章要点
本章案例
第 2 页 共 25 页 1.1 Pro/ENGINEER模具设计概述
1.1.1 注塑模具的基本组成
模具是材料加工中最常使用的工具，根据制品材料的不同，工业中应用的模具类型可分为以下5大类。
冲压模：利用金属的塑性变形成型金属制品，约占模具总产值的50%。
注塑模：用于成型塑料制件，约占模具总产值的48%。
压铸模：用于熔融轻金属，如锌、铝、镁等合金的成型。
锻模：将金属配料置于锻模中，利用断崖和锤击方式，使置于其中的配料成型的方法。
其他模具：玻璃模、橡胶成型模具等。
下面以注射塑料模具为例，介绍塑料模具的典型结构。
如图1-1所示为一个模具三维图。在图1-2中，简单介绍注塑模具的组成。
图1-1 模具三维图
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图1-2 模具主视图
注塑模具的组成包括以下几个部分：
（1）模具型腔
模具型腔是成型注塑件形状的主要零件，它是由凹模和凸模组成的，一般分为以下3种。
整体式：采用自制模架或非标准模架，将凸模直接做在A板上，而将凹模直接做在B板上。但是这种A板和B板所选用的钢材必须满足成型要求，而且一般凸模加工困难，钢材消耗多。
整体嵌入式：这种模具主要采用标准模架，所以此形式应用较广泛。它是将凸凹模做成镶块，安装在标准模架的A、B板上。
拼镶式型腔：对于复杂的模具型腔，为简化加工，凸凹模都采用拼装的形式。
（2）分型面
分开模具取出制品（注塑件）或分开模具取出浇注系统、既可以接触又可以分开的面叫做分型面。分型面通常是平面，也有斜面或阶梯面。
一般的注塑模至少有一个分型面。分型面的选择对塑件的质量有直接的影响，因此要认真考虑分型面的位置。
（3）浇注系统
浇注系统包括主流道、分流道、浇口和冷料穴，是指模具浇口套和注塑机喷嘴处到型腔位置的流道。
（4）冷却系统
在工作中为了使制品冷却，一般采用冷却水道冷却模具。
（5）排气系统
排气系统在注塑成型中排出型腔中的气体。排气系统是模具设计中的一个重要部分，但一般情况下可以利用模具零件的配合间隙排气，而无须特意设计排气系统。
（6）脱模机构
第 4 页 共 25 页 脱模是在开模时使制品和浇注系统与模具相脱离。一般有3种方式：顶出机构、浇注系统脱出机构和侧抽芯机构。
1.1.2 Pro/ENGINEER注塑模具设计解决方案
Pro/ENGINEER的模具行业解决方案基于集成制造技术和并行工程技术，可以应用于各种模具的设计和制造。
Pro/ENGINEER的模具设计模块与Pro/ENGINEER基础模块一起，为塑料模具设计人员提供快速创建和修改完整模具零件部件的功能。模具设计具有易用、自动化功能强大的特点，用于设计和校验。Pro/ENGINEER提供了注塑模具设计模块（Pro/MOLDESIGN），提供了在Pro/ENGINEER中仿真注塑过程，而且还提供了注塑模具设计专家（EMX），能大大缩短模具设计人员花费在创造、制定和细化模架等部件的时间，提高工作效率。
在Pro/ENGINEER中可以设计吹塑模、压铸模和塑料模等，在此简要介绍塑料模具的设计工具。
基础模块和主件模块：用于设计模具元件和装配模具元件。
塑料模具模块：用于设计注塑模具和吹塑模具型腔。
注塑模具设计专家：用于各种模具的模架设计。
塑料顾问：用于塑料模具的铸模填充分析。
1.1.3 Pro/ENGINEER系统配置
Pro/ENGINEER是一个功能十分强大的CAD产品，既能在工作站中使用，也可在PC上运行。由于其功能的增强和界面的改进，对计算机的硬件也提出了更高的要求。下面介绍Pro/ENGINEER的软硬件环境。
（1）软件环境
Pro/ENGINEER可支持包括UNIX、Linux和Windows在内的所有操作系统。PC用户建议安装在Windows NT、Windows 2000和Windows XP操作系统中，工作站用户建议安装在Windows NT、Workstation或UNIX系统中，当然，用户也可按自己的实际需要选择合适的软件运行环境。
（2）硬件要求
Pro/ENGINEER对硬件环境的要求越来越高了。对于PC用户，为保证图形的流畅和设计的顺利进行，推荐配置如下。
CPU：Pro/ENGINEER支持多种CPU，可使用Intel公司的Pentium、Celeron系列和Core、Core2系列以及AMD公司的Athlon系列或Turion系列，建议主频在800Hz以上。
内存：Pro/ENGINEER的图形处理大部分在内存中进行，建议用户使用较大的内存，以加快图形处理的速度。建议用现在的主流配置1GB以上的内存。
硬盘：至少需要2GB以上硬盘空间。
显卡：建议显卡显存为32MB或32MB以上。显示器最好为17英寸或17英寸以上。
CD_ROM：用于安装操作系统和应用软件。
网卡：需要用网卡。
第 5 页 共 25 页 1.1.4 Pro/ENGINEER模具设计工作界面
1．进入模具设计工作界面
当一个产品的实体建模完成之后，需要进入模具设计，用户可以进入Pro/ENGINEER软件中的模具设计模块来实现设计要求。进入Pro/ENGINEER模具设计用户界面的步骤如图1-3所示。
图1-3 进入模具设计模块的步骤图
第 6 页 共 25 页 2．模具设计工作界面介绍
在模具设计文件创建完成后会进入模具设计环境，图形区的右上角会显示如图1-4所示的模具菜单管理器，它包含了设计模具的全部工具。这里简单介绍Pro/
ENGINEER中的工作界面。它包括视窗标题栏、导航区、菜单栏、工具栏、图形区、信息区和模具菜单管理器。
图1-4 Pro/ ENGINEER工作界面
3．模具菜单管理器
由于模具菜单管理器包含了设计模具的全部工具，所以有必要了解模具菜单管理器每个选项的用途。
对比以前版本的Pro/ ENGINEER的模具菜单管理器，Pro/
ENGINEER 4.0做出了修改，主要将一些不常用的选项归并到其他菜单中。此外，由于Pro/ENGINEER4.0采用瀑布式菜单管理器，为了不和系统菜单混淆，系统菜单的子菜单之间采用“|”连接，而瀑布式菜单管理器中的子菜单采用“→”连接。
（1）模具模型
【模具模型】选项用于添加、删除和操作模具元件。它的菜单如图1-5所示，菜单中的各个选项对应各种建立模具的方法。
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图1-5 模具模型菜单
装配：将现有的模型添加到当前模具或铸造组件中。
创建：直接在当前模具或铸造组件中创建新元件。
定位参照零件：对参照零件进行布局，多用于多腔模具布局中。
删除：从当前组件中删除一个元件。
隐含：临时从当前组件中移除一个元件。
重定义：重定义已选取的元件。
重定参照：重新选取元件参照。
重排序：重新排序元件再生的顺序。
插入模式：输入【插入】模式。
阵列：已选取的元件阵列。
删除阵列：删除一个元件阵列。
简化表示：操作组件的简化表示。
重分类：改变元件分类。
高级实用工具：显示【高级实用工具】菜单，从菜单可复制元件，或在一组零件与另一组零件间合并材料，以及从一组零件中切除另一组零件的材料。
完成/返回：返回到【模具】菜单。
执行【装配】、【创建】或【删除】命令时，会弹出如图1-6所示的【模具模型类型】菜单，其中包括所选操作所允许的元件类型列表。
（2）特征
【特征】选项用于创建、删除和操作组件和元件级特征，如浇注系统，在菜单管理器菜单中选择【特征】命令，再在弹出的【模具模型类型】菜单中选择【型腔组件】命令，系统将在菜单管理器中显示【特征操作】菜单，【特征操作】菜单定义了用户可以加入的特征，如图1-7所示。
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图1-6 模具模型类型
图1-7 特征菜单图
（3）收缩
【收缩】选项用于指定参照模型的收缩率。其中包括【按尺寸】、【按比例】和【收缩信息】3个选项，如图1-8所示。
图1-8 收缩选项
（4）模具元件
【模具元件】选项用于将【模具体积块】命令得到的体积块转变成模具体积块，即抽取或拭除模具元件，形成模具模型文件*.prt。
（5）模具进料孔
【模具进料孔】选项用于指定的模具开模的步骤，定义模具组件的移动，将模具装配爆炸开来，并检查干涉。
（6）铸模
【铸模】选项用于将产生的模具组件模拟注塑成型为一个塑料件，即创建或删除成型的零件。
（7）模具布局
【模具布局】选项用于产生或打开一个模具布局。
（8）集成
【集成】选项用于比较同一个东西的两个不同版本，如果有必要则对差异进行集成。
第 9 页 共 25 页 4．模具工具栏
除了可以使用模具菜单管理器设置模具模型外，还可以使用模具工具栏，在此工具栏中收录了最为常见的创建模具命令，如图1-9和图1-10所示。
型
图1-9 模具设计常用工具栏（一）
图1-10 模具设计常用工具栏（二）
5．【遮蔽—取消遮蔽】对话框
为了操作方便，经常将某些对象隐藏起来。如在开模时，如果参照模型、工件、上下型腔组件等整个模型都显示在图形区中，将对用户的选择造成很大的困难，且不利于操作，因此有必要暂时隐藏不需要的组件。利用该对话框可以方便地遮蔽各个模具组件，如图1-11和图1-12所示。
（1）【遮蔽】选项卡
