SolidWorks 模具设计

1.  拔模分析

为了创建可以实现注塑的模具,  塑料产品必须被设计和拔模正确才能从围绕在

周围的模具中顶出。要对模型产品进行拔模分析，使用拔模分析命令有助于发 现

拔模和设计的错误。对前视面进行向上拔模分析。

来看看各分析面的含义： 跨立面：是横跨分型线的面。用户必须把跨立面分割成两块以分开模具的表 面。

跨立面可以通过跨立面命令手工处理或者通过单击分型线命令中的分割面选项 自动完成。

正陡面：这些表面中包含部分拔模量不够的区域。如果整 个面的拔模量都不够， 它将被归类为【需要拔 模】。这些面能在模具中的正侧找到。 负陡面：这些表面包含部分拔模量不够的区域。这些面能 在模具中的负侧找到。

2.  调整收缩率

模具上产品型腔部分的加工要略微比从模具中生产出来的塑料件大些。这样做

是为了补偿高温的被顶出的塑料件冷却后的收缩率。在通过塑料产品创建模具之 前，模具设计者需要放大塑料产品来解决收缩率。不同的材料，收缩率也是不同

的，SolidWorks 用比例缩放命令在解决这个问题。这个零件我们以 ABS 材料来做，

5%的收缩率。

3.  确定分型线 分型线是注塑类塑料产品中型腔与型心曲面中相互接触的边界。分型线是那些用 来分割型心和型腔曲面的边界。它们也构成了分型面的内部边界。

型腔面（正拔模）是绿色的，型心面（负拔模）是红色的。 任何一条被红色和 绿色面共用的边都是分型线边界。

当拔模分析完成后，所有的被绿色和红色边共用的边 被自动选中并被添加到分 型线列表中。单击确定。

手动添加分型线：在这个例子中，当分型线命令运行时，分型线边被自动的选中。

因为这是一个简单 的分型线边界，这 些边界被自动添加 到位于分型线 PropertyManager 的边线列表中。有时分型线可能会更复杂以致于软件无法自动 搜索到分型线。当这种情况发生时，使用位于边线列表框下方的边线选择按钮去 选择分型线。

4.  关闭孔和开口

在分型线建立后，下一步是决定塑料产品上哪些 开放的成型区域需要关闭曲面。

一个开放的 成型区域或者是一个孔或者是一个开口，在注塑 产品上就是模具型 心型腔完全吻合形成的孔。如 图所示一个简单的关闭曲面。它创建在拔模 后开

口较小的一侧。关闭曲面命令自动关闭塑料产品中的开放孔。

5.  分型面 分型面呈条带状，缝合的曲面实体通常是沿着垂直于拔模方向并且远离塑料件上 分型线的方向进行拉伸创建的。位于塑料件周边的和型腔型心面接触的分型 面 用于分割模具块。使用分型面命令去创建分割模具块的缝合曲面几何 体。 在创建模具时，要记住模具的加工是以模具的设计为基础的。就要用分型面命令 中的的平滑选项来修整分型线的几何形状。

6.  完成分模 在模具工具工具条上单击切削分割，在刚创建完的平面上创建一个四周都包含畚 箕图形的矩形草图。右键单击【退出草图】。

使用连锁曲面选项 选择【连锁曲面】复选框。 设置【拔模角度】为 5°。

注意型心型腔的曲面实体和分型面都自动被放置在其各自 对应的列表框中。

最后完成分模

练习：

修复与曲面 当塑料产品的分型线要比之前的例子更为复杂，拔模分析的时候有的面没有拔模， 或者不能出模等问题，我们该怎么办，下面还是以一个实例来介绍这样的一个方 法。

1.  拔模分析 打开零件，进行拔模分析，选择参数并计算，旋转零件并查找其他黄色面。拔模 分 析 找 到 两 张 必 须 修 复 的 面 。 单 击 确 定 并 关 闭 PropertyManager 。当关闭 PropertyManager 时，会弹出一条消息框询问“您想保留面颜色吗？”，单击是。

2.  创建新的拔模面 黄色的面是不能被脱模的。产品设计人员为这个模型添加了一个加强筋，但是没 有给加强筋拔模。这就需要我们来修复。 在这个例子中，加强筋的结构非常简单，用户可以直接通过拔模命令添加拔模。 通常情况下，加强筋的结构要复杂的多。更为普遍的解决方法是删除并 重建那 些需要拔模的模型面。

通常的处理方法： 删除面：

在曲面工具栏上单击删除面，选择两张黄色面。选择删除选项并单击确定完成两 个未拔模面的删除删除面后，零件会变为一个曲面实体。查看 FeatureManager 设 计树，注意到在曲面实体文件夹中有一个名为删除面 1 的曲面实体。而实体文件 夹消失了。

直纹曲面

裁剪曲面： 通过原来的曲面去两个直纹曲面做裁减，选择原来的面作为工具，用保留选择来 选两个直纹曲面需要留下的部分

缝合曲面： 这个步骤能把刚做的两个曲面和原本的曲面缝合起来，在界面里面还有个尝试形 成实体。

对筋进行圆角： 在新的筋的顶部加一个完整圆角。 在筋和无线钻机实体相交的地方建立一个圆角。

检查拔模分析： 创建拔模面以后，要再次对模型进行拔模分析，通过了才 OK。 3.  修复陡面

在进行拔模分析时，会发现一些陡面。如果它们上面有拔模，这些陡面有时是可 以被忽略的。在另外的情况下，如果陡面（也是连锁曲面）成为分型线的一部分， 那就要对这些面进行修改了。

本例的模型在管口处有一个陡面需要调整。在将要成为连锁曲面的面上一般需要 一个角度为 5 度的拔模，当模具开合时模具一边的铁块不会摩擦到另一边的铁块。 找到陡面，做个切除，然后再检查拔模。

4.  收缩率的设置

也是以 ABS  料来计算，5%的收缩率，利用比例缩放特征来对模型进行整体的缩

放。

5.  创建分型线 分型线还是相对比较简单，能够自动的搜索到，并且自动完成分型线去除拔模颜 色：之前的步骤已经把分型件建立完成，所以之前的拔模留下的颜色可以去掉， 选中所有的面，然后右击外观-颜色，进入界面，去除颜色。

6.  关闭曲面 在模具工具工具栏上单击关闭曲面

实体模型已经分析好需要关闭曲面的区域。删除由拔模分析所指定的颜色，会使 得绿色环更清晰。 默认的修补类型是全部相触。复杂的关闭曲面，就不能自动 的进行关闭完成，有的需要在关闭曲面界面上手动选择边线，有的需要自己利用 曲面特征来进行制作。

7.  创建分型面

8.  连锁曲面 有时用户可以自动地建立连锁曲面，这决定于分型面的复杂程度。在本例中，用 户将手工建立连锁曲面，因为分型面在部分几何体上有突变。使用直纹面命令建 立带拔模的、带状的曲面形成连锁。然后利用曲面命令里面的放样，直纹、裁剪 等来创建和完成连锁曲面。并最后缝合。

9.  完成分型面

10.  完成分模 在模具工具工具条上单击切削分割，绘制草图，设置参数来完成整个分模。

练习：

考虑：如果这个零件顶部面的小孔很多（几百上千个），该怎么处理？ 多个分型方向 之前的模具设计练习仅仅是两板模具。往往模具会更复杂。有些模具区域要求 取 出方向和塑料零件从模具中取出的方向不同。这就要求建立不止一个型心和 一 个型腔。模具中其他的部分诸如侧抽芯和斜顶杆区域，都无法从主分型线方向顶 出，如下图。SolidWorks 软件提供了一些命令，帮助建立不同与主分型面方向的

脱模机构。

1.  底切分析 打开零件，这个零件的切削分割已经建立好了。然后底切分析，在完成【底切分 析】以后，SolidWorks  软件会将模型上某些特定的面着色成红色。

2.  侧型心

在 FeatureManager 设计树上选择草图“Side Core Sketch”。在模具工具工具栏上单

击型心。

Side Core Sketch 面被自动选中作为抽取方向。单击型腔实体作为型心/型腔实体。 设置拔模角度为 5 度，并选择向外拔模选项。侧型心命令建立了一个新 的实体 作为侧型心。

3.  斜顶杆

如果存在一个即使用侧型心也不能建立的被包围的模 具区域。看一下无线钻的 扳机区域。有个钥匙孔形的 开口用来放保险锁。因为在扳机区域的空间有限， 在 上面加一个侧型心会有问题。这种情况下，模具设计 者就需要设计一个叫斜 顶杆的机械装置。

用和侧型心一样的方法，来创建斜顶杆

4.  中心削 用户也可以用侧型心命令来把中心销模具区域从模体中分开。中心销用于形成塑 料零件的细节区域。这些模具区域是可能比模体的其他区域磨 损得更快。建立 了含有中心销的模具区域，可以通过更换中心销很容易地被修复，而不必为了某 些区域的损坏而更换整副模具。

实例练习：电极设计 电极设计是模具设计和模具加工中另一个极具挑战的部分。电极用于去除模具加 工过程中无法用类似于端铣刀和球铣刀接触和加工到的地方。SolidWorks 提供给

用户强大的模具设计工具去制造精确和复杂的电极。这个实例练习示范了如何使 用多实体去建立电极。然后移动面命令示范了如何快速 地移动电极上那些和无 法正常加工到的模具区域相干涉的材料。

1.  打开零件 这个零件包含两个实体。一个是无线钻模具的型腔，另一个是电极。这里需要电 极是因为在型腔内部存在尖锐的角落，型腔模具中的这些角落是球头刀无法正常 加工到的。

2.  检查需要电极加工的区域 隐藏电极实体 端铣刀不能用于加工高亮的边。

刀具是圆形的而这些角落是尖锐的。电极加工是 唯一的精确加工型腔中这些部 分的方法。

3.  从电极实体上删减复制的型腔实体 复制一个型腔实体，然后应用组合特征。或者直接用压凹特征。选择电极作为主 要实体，复制的型腔实体是要减除的实体。

4.  移动面

现在电极形状已经从型腔中提取出来，电极上的 一些区域需要被移除。其他的

位于模具和电 极 之间的区域需要放电间隙。图所示的高亮面可以从电极上清除，或者 换句话说， 从电火花加工中移除掉这些区域的 加工。这些面可以清除是因为不用电火花机 也 可以容易的加工型腔上相对应的区域。

5.  删除面 使用【删除面】命令移除构成销和销周围倒角的面。 使用【删除和修补】选项去修复模型成为实体。 总共有 6 个面被删除，包括两个小的长条面。

6.  再次移动面 进行两次移动面，确保电极可以在连锁面平台外燃烧并且摇动。

7.  清除电极背部多余部分 当尖锐边创建的不正确或者模具密闭不严时，毛边就会在分型线的周围形成，这 对塑料制品是非常有害的。为了避免这种情况，电极应该尽量清除背部 多余部 分以保证其仅对型腔中的一个区域燃 烧加工。通过一个电极无法加工到的区域 必 须再创建一块电极进行单独的燃烧加工。单 独对这些区域燃烧加工时要确保这些边可以 保持尖锐，即第一块电极能顶部平 面内摇动， 第二块电极能在侧面平面内摇动。如图所示。

在背部面上创建一个新草图并将轮廓边转换为实体引用。拉伸一个切除实体，终 止条件为完全贯穿，并选择高亮边为拉伸方向。如图所示。来完成设计。

练习：

改变方法进行模具设计 在模具设计中，设计人员首要关注的是在模具型腔和型心之间建立一个分型面。 通常情况下使用“型心和型腔”和之后章节中描述的步骤都可以完成分型面。当分 型线或者分型面工具不能被正常使用时，这些方法通常可以适用。

利用组合和分割

类似于这个实例中的铸件产品，模具是由 两个型腔和一个零件体组成，并没有 型心。这个零件不包含任何类似分型线的拓扑边。 尽管如此，这个实例的分型 面应该还是平 坦的面，并且可以通过基准面来指定。使用组合命令将已设计好 的零件体从模具块中移除，使用分割命令将模具块分割成为两个实体。

1.  比率缩放

打开零件并将实体放大 1.005 倍。

2.  加材料并减裁 拉伸一个立方体作为材料，然后通过组合或者压凹特征，在拉伸块内部有一个空 腔。

1. 分割

单击分割。选择右视基准面 作为剪裁工具。单击切除零件并选择 两个文件。单

击确定。来完成。

使用曲面

接下来的例子，要演示使用简单的 曲面方法进行模具设计。

1.  比例缩放和分型线 打开零件，这个零件的分型线比较明显，然后用比例缩放来设置收缩率。

2.  等距曲面 单击等距曲面。选择位于零件分型线一侧的所有曲面，零距离的等距偏置可以将 一个实体的表面复制为一个多曲面实体结果。

3.  平面区域

隐藏实体情况下，建立一四边形的平面区域，通过裁减和等距曲面缝合在一起。

1. 重复 按照相同的步骤，建立另一侧的曲面。

5.  使用成型到曲面的方法 通过指定成型到一面的终止条件拉伸一个特征可以避免出现采用“使用分割方法” 会复制出实体的情况。拉伸草图不能大于终止曲面实体。这样来完成这个零件的 分模。