第4课 2课时 IMOLD模块介绍
IMOLD插件提供了强大的模具设计功能,设计者只需通过简单的操作就能完成一个标准模具设计。插件所提供的所有功能都是通过直接单击IMOLD工具栏中的图标按钮或者选取主菜单中的IMOLD下拉菜单命令来启动。两种启动方式是等价的,读者可根据自己的习惯来选择。
1.IMOLD主菜单
选择【工具】│【插件】菜单命令,弹出如图1-112所示的【插件】对话框,启用IMOLDV12复选框,并单击【确定】按钮。加载IMOLD插件后发现在主菜单栏中增加了一个IMOLD菜单,单击该菜单项目则可弹出IMOLD下拉菜单,IMOLD中所有的功能都可以在此下拉菜单及其子菜单中找到,如图1-113所示。
图1-112 SolidWorks【插件】对话框
图1-113 IMOLD下拉菜单
2.IMOLD工具栏
通过直接单击IMOLD工具栏中的图标按钮可以更加快捷方便地进入相应的功能。如图1-114所示,工具栏上的每一个图标按钮对应一个专门的模具应用功能,相当于菜单中的一个菜单项。对于开始使用IMOLD的设计者来说,可将鼠标指针停留在图标按钮上,系统将自动弹出该图标按钮的文字说明提示。
图1-114 IMOLD工具栏
(1)【数据准备】按钮:该按钮的功能是进行原始模型文件的调用、定位、复制等操作,以便为后续的设计提供合乎要求的三维模型。
(2)【项目管理】按钮:在模型数据准备阶段后,所有的设计方案都将从这一步开始进行。可以通过它开启一个已经存在的设计方案或者创建一个新的设计方案。在它的设置界面中还可以对设计方案所用的单位、塑料材料及相关文件的命名进行定义,也可以针对材料、外形等因素对零件设置不同方向上的收缩率。
(3)【型芯/型腔设计】按钮:该按钮提供了创建型芯和型腔零件的功能。在模具业为数控加工提供型腔成型面这个过程一般称为分模,在每一个模具设计软件中都提供有该功能。在SolidWorks中,该按钮的功能非常强大,它首先创建用于型芯和型腔零件的模块,然后从模型零件上自动提取曲面进行分模,包含两种分模方式:标准分模和进阶分模。根据产品模型的具体情况可以使用任一种或两种方法来创建型芯和型腔零件。并且这些创建的方法均能保证在产品模型和创建的型芯、型腔零件间的关联关系。
(4)【镶块设计】按钮:镶块用于型芯或型腔容易发生消耗的区域,类似于一种小型芯结构,该功能用于在主模坯和侧型芯里面形成镶块,并且可以在一定间隙条件下创建镶块的空腔实体。
(5)【模腔布局】按钮:该按钮提供了在多型腔布局的模具中安排各个型腔位置的功能,它的编辑功能还可以对已有的布局结构进行编辑、平移等操作,它的设置界面与SolidWorks的功能设置界面相似。
(6)【浇注系统】按钮:该按钮用于创建注射模的浇口和流道系统,与以往的版本相比,该功能的界面已经完全更新,成为浇口和流道设计的专用工具。其中包含了各种常见的浇口种类,并且对于潜伏式浇口和扇形浇口等都可以使用参数化的方式进行创建,这样用户可以对它们进行快速方便的设计,并且能够实时观察到设置效果。同时,它还提供了直线形和S形等各种流道种类,以满足不同的设计需求。而且,设计完成的浇口和流道能够使用模块提供的功能,自动在模块上通过布尔运算减除相应的材料体积。
(7)【模架设计】按钮:该按钮可以从系统提供的模架库中调入设计所需的模架,并且在调用前有示意图可以观察并对模架参数(如模板厚度、定位螺钉等)进行设置,在所有的模具设计工作完成后,该模块提供了对模板上的所有零件进行槽腔创建的功能,同时对不需要的模板等组件进行清理删除。
(8)【顶杆设计】按钮:该按钮能够在模架中指定的位置添加不同类型的顶杆,也可以通过它的设置界面自定义适合当前设计方案的顶杆。在这个模块中还提供有修剪功能,用于将所有的顶杆修剪到型芯曲面上,在顶杆设置完成后还提供了从顶杆所通过的模板中自动生成槽腔的功能。
(9)【滑块设计】按钮:该按钮中提供了标准的滑块组件,设计者可以很方便地加入一个或几个侧型芯(用于滑块前端),这样可以加工出用于零件外侧的内陷区域的成型部分。设计软件能够自动考虑滑块的位置、行程和斜导柱的角度之间的关系。该模块提供的数据库中有两种滑块类型(标准型和通用型)用于模具设计。
(10)【内抽芯设计】按钮:该按钮同样用于产品上内陷区域的成型,与滑块的设计过程类似,只是它应用在产品的内部表面上。在设置中也需要进行定位、行程和斜顶角度等的考虑。在这个模块提供的数据库中,也包括标准顶块和通用型顶块两种。
(11)【标准件库】按钮:该按钮提供了标准件中的大部分零件用于设计过程,可以从其中的设置界面中选择标准尺寸的零件并方便地添加到设计组件中,同时针对不同的零件提供了合适的约束条件以保证放置在正确的位置上,并且这些添加的零件可以自动创建槽腔。
(12)【冷却通路设计】按钮:该按钮提供了按照指定截面创建冷却管道的功能,定义冷却环路后,还可以根据需要对它进行修改。另外,模块中还从制造的角度考虑增加了许多功能,如钻孔、延伸管道等。创建的冷却管道能从所在的模块中自动创建相应的槽腔。
(13)【智能螺钉】按钮:该按钮可以将标准类型的螺钉通过尺寸定义后方便地添加进模具结构中,可以定义长度或使它自动达到合适的尺寸。此外,对使用这个模块加入的每一个螺钉,系统都会自动去除它所在零件上的槽腔。
(14)【热流道设计】按钮:利用加热或者绝热以及缩短喷嘴至模腔距离等方法,使浇注系统里的融料在注射和开模过程中始终保持熔融状态,形成热流道模具,该功能用于生成热流道模具所需的零件系统。
(15)【出图】按钮:该按钮提供了创建模具工程图的功能,应用它可以大大提高出图的效率,通过一次单击即可创建两部分的模具草图(定模部分和动模部分)。同时设计者可以根据需要在两个视图间进行零件的转移。另外还可以方便地建立模具结构的剖视图,其视图创建界面与SolidWorks的特征创建类似。
(16)【显示管理器】按钮:通过一个界面方便地控制各个组件的显示属性,包括显示/隐藏、透明性设置等。
(17)【IMOLD工具】按钮:IMOLD中含有设计模具的其他辅助功能,如材料表、智能螺钉、槽腔、智能点、指定、全部存储、视图管理和最佳视图等,这些功能涵盖在该工具中。
(18)【智能点子】按钮:智能点功能大量应用于其他的模块中,辅助对某些功能进行点的定位,它可以在一个边或一个面上产生一个点,通过它设置条件可以方便地在任何位置创建点。
(19)【适宜显示】按钮:这是IMOLD中默认的视图,它定义了一个方便在IMOLD中观察整个模具设计的视图,单击该按钮后,IMOLD把模具装配体调整到顶出方向向上的视角。
课后练习——塑料盖及模具
案例文件:ywj\01\02\02.SLDPRT等模具文件
视频文件:光盘\视频课堂\第1教学日\1.4
练习案例分析及步骤如下。
本课后练习的是塑料盖及其模具的设计。塑料盖一般以聚烯烃为主要原材料,经过注塑、热压等工艺加工成型。塑料盖既要求便于开启,又需要避免因密封性能不佳而导致泄漏问题的发生。如图1-115所示是完成的塑料盖及其模具。
图1-115 完成的塑料盖及其模具
本课案例主要练习了塑料盖零件的创建和其模具的创建过程。首先创建塑料盖基体,之后创建模具项目,再进行分模,接着创建浇注系统和冷却通路,最后创建模架。创建塑料盖模具的思路和步骤如图1-116所示。
图1-116 塑料盖模具创建步骤
练习案例操作步骤如下。
step 01 首先创建塑料盖基体。选择【前视基准面】作为草图绘制平面,单击【草图】工具栏中的【圆】按钮,绘制直径为100的圆,如图1-117所示。
图1-117 绘制直径为100的圆
step 02 单击【特征】工具栏中的【拉伸凸台/基体】按钮,弹出【凸台-拉伸】属性管理器,设置拉伸深度为5,拉伸圆成实体,如图1-118所示。
图1-118 拉伸圆成实体
step 03 单击【特征】工具栏中的【圆角】按钮,弹出【圆角】属性管理器,设置半径值为2,选择边线,对实体边缘进行倒圆角,如图1-119所示。
图1-119 对实体边缘进行倒圆角
step 04 选择如图1-120所示选中的平面作为草图绘制平面。
图1-120 选择草图绘制平面
step 05 单击【草图】工具栏中的【圆】按钮,绘制直径为58的同心圆,如图1-121所示。
图1-121 绘制同心圆
step 06 单击【特征】工具栏中的【拉伸凸台/基体】按钮,弹出【凸台-拉伸】属性管理器,设置拉伸深度为15、拔模角度为42度,拉伸圆成实体,如图1-122所示。
图1-122 拉伸圆成实体
step 07 选择如图1-123所示选中的平面作为草图绘制平面。
图1-123 选择草图绘制平面
step 08 单击【草图】工具栏中的【圆】按钮,绘制直径为58的同心圆,如图1-124所示。
图1-124 绘制同心圆
step 09 单击【特征】工具栏中的【拉伸凸台/基体】按钮,弹出【凸台-拉伸】属性管理器,设置拉伸深度为3,拉伸圆为实体,完成创建塑料盖基体的操作,如图1-125所示。
图1-125 拉伸圆为实体
step 10 接着创建切除特征。选择【右视基准面】作为草图绘制平面,单击【草图】工具栏中的【等距实体】按钮,选择边线,设置等距距离为3,启用【添加尺寸】、【反向】、【选择链】复选框,完成等距实体的绘制,如图1-126所示。
图1-126 等距实体(1)
step 11 单击【草图】工具栏中的【等距实体】按钮,选择边线,设置等距距离为3,启用【反向】、【选择链】复选框,完成等距实体的绘制,如图1-127所示。
图1-127 等距实体(2)
step 12 单击【草图】工具栏中的【延伸实体】按钮,对草图中的直线进行延伸,如图1-128所示。
图1-128 延伸直线
step 13 单击【草图】工具栏中的【直线】按钮,绘制长度分别为26、20、14.16的三条直线,如图1-129所示。
图1-129 绘制三条直线
step 14 单击【草图】工具栏中的【剪裁实体】按钮,对草图进行剪裁,如图1-130所示。
图1-130 剪裁草图
step 15 单击【特征】工具栏中的【旋转切除】按钮,弹出【切除-旋转】属性管理器,选择旋转轴和草图轮廓,设置【方向1】选项组中的角度为360度,旋转草图切除实体,如图1-131所示。
图1-131 旋转草图切除实体
step 16 选择如图1-132所示选中的平面作为草图绘制平面。
图1-132 选择草图绘制平面
step 17 单击【草图】工具栏中的【圆】按钮,绘制直径为17的同心圆,如图1-133所示。
图1-133 绘制同心圆
step 18 单击【特征】工具栏中的【拉伸切除】按钮,弹出【切除-拉伸】属性管理器,设置拉伸深度为3,拉伸草图切除实体,如图1-134所示。
图1-134 拉伸草图切除实体
step 19 单击【特征】工具栏中的【圆角】按钮,弹出【圆角】属性管理器,选择实体边线,设置半径值为1,对实体边缘进行倒圆角,如图1-135所示。
图1-135 对实体边缘进行倒圆角
step 20 单击【特征】工具栏中的【圆角】按钮,弹出【圆角】属性管理器,在【圆角类型】选项组中选中【完整圆角】单选按钮,选择边侧面组1、中央面组、边侧面组2,完成完整圆角的创建,如图1-136所示。
图1-136 创建完整圆角
step 21 选择如图1-137所示选中的平面作为草图绘制平面。
图1-137 选择草图绘制平面
step 22 单击【草图】工具栏中的【圆】按钮,绘制一个直径为4的圆,如图1-138所示。
图1-138 绘制直径为4的圆
step 23 单击【草图】工具栏中的【直线】按钮,绘制一条长为4的直线,如图1-139所示。
图1-139 绘制长为4的直线
step 24 单击【草图】工具栏中的【剪裁实体】按钮,对草图进行剪裁,如图1-140所示。
图1-140 剪裁草图
step 25 单击【草图】工具栏中的【线性草图阵列】按钮,选择阵列草图,设置【方向1】选项组中的间距为5、实例数为4、角度为45度,完成线性阵列,如图1-141所示。
图1-141 线性草图阵列
step 26 单击【特征】工具栏中的【旋转凸台/基体】按钮,选择旋转轴和草图轮廓,设置【方向1】选项组中的角度为360度,旋转草图成实体,如图1-142所示。
图1-142 旋转草图成实体
step 27 按照上面的方法,依次旋转草图创建实体,如图1-143所示。
图1-143 旋转草图创建实体
step 28 单击【特征】工具栏中的【圆周阵列】按钮,弹出【圆周阵列】属性管理器,选择阵列轴和阵列特征,设置角度为15度、实例数为24,完成创建切除等特征的操作,如图1-144所示。
图1-144 圆周阵列
step 29 接着保存文件。选择【文件】│【另存为】菜单命令,弹出【另存为】对话框,设置【文件名】为“02”,单击【保存】按钮,保存文件,如图1-145所示。
图1-145 保存文件
step 30 继续进行数据准备。单击IMOLD工具栏中的【数据准备】按钮,选择【数据准备】命令,弹出【需衍生的零件名】对话框,选择文件“02”,并单击【打开】按钮,如图1-146所示。
图1-146 数据准备
step 31 在弹出的【衍生】属性管理器中,选择零件原点,生成衍生零件,完成数据准备,如图1-147所示。
图1-147 衍生零件
step 32 继续创建新项目。单击IMOLD工具栏中的【项目管理】按钮,选择【新项目】命令,弹出【项目管理】对话框,在【项目名】文本框中输入“case-2”,如图1-148所示。
图1-148 输入项目名称
step 33 在【项目管理】对话框中,单击【调入产品】按钮,弹出【选择产品】对话框,选择“02衍生件”,并单击【打开】按钮,如图1-149所示。
图1-149 调入产品
step 34 在【项目管理】对话框的【代号】文本框中输入“2-”,并单击【同意】按钮,完成新项目建立,如图1-150所示。
图1-150 建立新项目
step 35 接着进行产品分模。单击IMOLD工具栏中的【型腔/型芯设计】按钮,选择【分型线】命令,弹出【分型线】属性管理器,单击【自动查寻】按钮,创建分型线,如图1-151所示。
图1-151 创建分型线
step 36 单击IMOLD工具栏中的【型腔/型芯设计】按钮,选择【分型面】命令,弹出【分型面】属性管理器,单击【查找】按钮,创建分型面,如图1-152所示。
图1-152 创建分型面
step 37 单击IMOLD工具栏中的【型腔/型芯设计】按钮,选择【补孔】命令,弹出【补孔】属性管理器,选中【自动补孔】单选按钮,完成补孔,如图1-153所示。
图1-153 补孔
step 38 单击IMOLD工具栏中的【型腔/型芯设计】按钮,选择【延伸面】命令,弹出【沿展面】属性管理器,选中【延伸面】单选按钮,选择分型线,设置沿展面距离为50,延伸面如图1-154所示。
图1-154 延伸面
step 39 单击IMOLD工具栏中的【型腔/型芯设计】按钮,弹出【创建型腔/型芯】属性管理器,设置【参考原点】为【组件原点】,在【型腔/型芯类型】选项组中选中【矩形】单选按钮,在L微调框框中输入180,在W微调框中输入180,在Z1微调框中输入60,在Z2微调框中输入40,创建型腔和型芯,如图1-155所示。
图1-155 创建型腔/型芯
step 40 单击IMOLD工具栏中的【型腔/型芯设计】按钮,选择【复制曲面】命令,弹出【拷贝曲面】属性管理器,在【目的地】选项组中选中【型腔】单选按钮,在【面选择】选项组中选中【缝合】单选按钮,完成型腔曲面复制,如图1-156所示。
图1-156 复制型腔曲面
step 41 单击IMOLD工具栏中的【型腔/型芯设计】按钮,选择【复制曲面】命令,弹出【拷贝曲面】属性管理器,在【目的地】选项组中选中【型芯】单选按钮,在【面选择】选项组中选中【缝合】单选按钮,完成型芯曲面复制,如图1-157所示。
图1-157 复制型芯曲面
step 42 单击IMOLD工具栏中的【模腔布局】按钮,选择【创建模腔布局】命令,弹出【创建模腔布局】属性管理器,在【选择】选项组中设置【类型】为【对称】、【方向】为【水平】、【数量】为【2个型腔】,完成模腔布局创建和分模,如图1-158所示。
图1-158 创建模腔布局
step 43 继续创建浇注和冷却系统。单击IMOLD工具栏中的【浇注系统】按钮,选择【创建浇口】命令,弹出【创建浇口】属性管理器,设置【浇口类型】为【垂直浇口】,在【参数】选项组中设置I为30、r为8、A为10,创建浇口,如图1-159所示。
图1-159 创建浇口
step 44 单击IMOLD工具栏中的【智能点子】按钮,弹出【智能点子】对话框,设置分型线为【参考对象】,在【边控制】选项组中选中【中心】单选按钮,设置X轴坐标为40,创建智能点,如图1-160所示。
图1-160 创建智能点
step 45 单击IMOLD工具栏中的【浇注系统】按钮,选择【创建浇口】命令,弹出【创建浇口】属性管理器,设置【浇口类型】为【潜伏式1】,启用【复制到所有型腔】复选框,在【参数】选项组中设置d为5、A1为0、A2为10、L为15、Extension为1,创建侧浇口,如图1-161所示。
图1-161 创建侧浇口
step 46 选择【上视基准面】作为草图绘制平面,单击【草图】工具栏中的【直线】按钮,绘制一条长为60的直线,如图1-162所示。
图1-162 绘制直线
step 47 单击IMOLD工具栏中的【浇注系统】按钮,选择【创建流道】命令,弹出【创建流道】属性管理器,设置【导路类型】为【自定义草图】,选择【草图1】,设置【截面类型】为【圆形】,设置D为12,完成垂直流道创建,如图1-163所示。
图1-163 创建垂直流道
step 48 选择【上视基准面】作为草图绘制平面,单击【草图】工具栏中的【直线】按钮,绘制一条长为50的直线,如图1-164所示。
图1-164 绘制直线
step 49 单击IMOLD工具栏中的【浇注系统】按钮,选择【创建流道】命令,弹出【创建流道】属性管理器,设置【导路类型】为【自定义草图】,选择【草图2】,设置【截面类型】为【圆形】,设置D为12,完成水平流道创建,如图1-165所示。
图1-165 创建水平流道
step 50 单击IMOLD工具栏中的【智能点子】按钮,弹出【智能点子】属性管理器,选择型腔模具的一面作为参考对象,在【面控制】选项组中选中【中心】单选按钮,设置Y轴坐标为50、Z轴坐标为30,创建智能点,如图1-166所示。
图1-166 创建智能点
step 51 单击IMOLD工具栏中的【智能点子】按钮,弹出【智能点子】属性管理器,选择型腔模具的一面作为参考对象,在【面控制】选项组中选中【中心】单选按钮,设置Y轴坐标为-50、Z轴坐标为30,创建智能点,如图1-167所示。
图1-167 创建智能点
step 52 单击IMOLD工具栏中的【冷却通路设计】按钮,选择【创建冷却通路】命令,弹出【创建水路】属性管理器,选择入口点,在【方向】选项组中选中【沿X轴】单选按钮,设置【长度】为340、【直径】为10,单击【创建】按钮,创建冷却通路,如图1-168所示。
图1-168 创建冷却通路(1)
step 53 在【创建水路】属性管理器中,单击【下一个】按钮,在【方向】选项组中选中【沿Y轴】单选按钮,设置【长度】为100,单击【创建】按钮,创建冷却通路,如图1-169所示。
图1-169 创建冷却通路(2)
step 54 在【创建水路】属性管理器中,选择出口点,创建冷却通路,完成创建浇注和冷却系统,如图1-170所示。
图1-170 完成创建的冷却通路
step 55 最后创建模架。单击IMOLD工具栏中的【模架设计】按钮,选择【创建模架】命令,弹出【创建模架】属性管理器,设置【供应商】为DME、【单位】为Metric、【类型】为Type B、【型号】为N3545,完成模架创建,如图1-171所示。
图1-171 创建模架
step 56 完成塑料盖的模具创建,如图1-172所示。
图1-172 完成的塑料盖及其模具
机械设计实践:模具结构件即复杂模具的滑块、斜顶、直顶块等。结构件的设计非常关键,关系到模具的寿命、加工周期、成本、产品质量等,因此设计复杂模具核心结构对设计者的综合能力要求较高。如图1-173所示是模具核心结构的爆炸图。
图1-173 模具爆炸图