陈洪振 水杯模具设计
2、设置收缩率
根据铸造理论，逐渐在温度下降而凝固的过程中体积会缩小。因此在进行模具设计时，必须考虑材料对零件大小的影响，通常的做法是根据材料的特性适当加大参考模型的尺寸。这样在元件成型后会略有收缩，最后生成的零件才能得到设计要求，由上一章求得的工件平均收缩率为0.55%，则该产品的收缩率设置为“0.005”。
3、设计毛坯工件
工件模型可以从外部导入，也可以在当前文件下建立，在此选择自动创建工件，由3.2.4节计算可知工件尺寸为300mm×160mm×140mm。
4、分型面的设计
在Pro/E中模具分型面的生成有多种方法，如挤出、复制、裙边、阴影等。在此采用裙边定义分型面的方法。首先生成模型的侧面影像线，再利用裙边曲面建立分型面。
5、分割体积块
利用刚建立的分型面将参考工件拆分成型芯（如图4.2）,滑动定模块（如图4.3）,和动模块（如图4.4）。
图 4.2 型芯 图4.3 滑动定模块 图4.4 动模块
6、抽取模具元件
将体积块转换成零件模型，分别如图4.2所示的型芯零件、如图4.3所示的滑动定模块零件和如图4.4所示的动模块零件。
7、浇注系统设计
注射模的浇注系统是指熔体从注射机的喷嘴开始到型腔为止的流动通道。它的主要作用产将熔体平稳地引入型腔，使熔体按要求填充型腔的各个角落，并顺利排
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除型腔内的气体。
在注射模具中，浇注系统可分为直浇注系统和横浇注系统，由主流道、分流道、浇口、冷料穴组成。水杯模具采用直浇注系统。
8、铸模
浇注系统的各个组成部件创建完成后，可以创建出如图4.5所示的铸模零件。
9、组件开模
铸件完成后，可以将创建的模具体积块、铸模零件等沿着指定的方向和距离展开，以便清晰地显示模具型腔和型芯系统的结构。组件开模效果如图4.6所示。
图4.6 模具展开效果图
图4.5 水杯铸模
4.3模架设计
运用EMX4.1（专家模架库）来设计水杯模具模架，其制造思路是：建立一个EMX模具项目→加载一款合适的标准模架→对型腔进行处理→加入模具标准件→模具结构后期局部处理。由于Pro/E为国外研发的软件，目前在EMX4.1中还没有符合我国国家标准的模架，制作中通常选用与GB类似的模架，然后再参照国家标准，对模架作适当修改。
4.3.1定义模具模架
水杯模具模架为二板式模架，包括JT板（上模座板）、JL板（下模座板）、A板（定模板）、B板（动模板）、U板（支承板）、C板（支承块）、推杆固定板等。
1、新建项目
单击EMX工具栏中的“Define new project”按钮，打开“定义新项目”对话框，修改项目名称及前缀名，其他均保持默认设置，单击“确定”，完成新项目的创建。
2、载入模具装配零件
单击“工程特征”工具栏中的“将元件添加到组件” 按钮，在弹出的“打开”对话框中选择4.2中已设计好的装配文件，模具装配文件被载入到组件设计环境中。
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在程序弹出的元件放置操控板中设置约束类型为“缺省”，并单击鼠标中键完成参照模型的装载。
3、项目准备
单击EMX工具栏中的“Prepare project”按钮，弹出“准备元件”对话框，在对话框中设置与工件、参照模型、动模、下模等零件相应的参数，然后单击“确定”按钮，结束模架元件的准备。
4、定义模架组件
单击EMX工具栏中的“Define Moldbase Assembly”按钮，弹出“模具组件定义”对话框，在对话框中“功能”栏中单击“载入/保存组件”按钮，在打开的对话框中选择“SA-Type”型号模架，单击“载入”和“确定”按钮，载入模具组件。
在“模具组件定义”对话框中单击“大小”按钮，弹出“基体尺寸”对话框，设置模板的宽度为550mm、长度为600mm，然后单击“确定”按钮，完成模板的设置。
单击“模具组件定义”对话框中“功能”栏中的“型腔切口”按钮，在弹出的对话框中勾选“矩形嵌件”复选框，设置相应的参数，然后单击“确定”按钮。
在主视图模架预览区中双击A板（定模板），弹出“A/B板-板参数”对话框，设置厚度值，其他参数保持默认设置，单击“确定”按钮，结束A板的设置。同理设置B板（动模板）、JT板（上模座板）及JL板（下模座板）等的厚度。模架结构如图4.7所示。
图4.7 模架结构示意图
4.3.2设计浇注系统
利用EMX对浇注系统中的定位环和浇口套进行设计时，无须单独进行组件创建，直接选用适合的定位环和浇口套、并对其进行参数设置即可。
在“模具组件定义”对话框的“功能”栏中单击“添加设备”按钮，再在“选择元件”栏中单击“定模侧定位环”按钮，在打开的对话框中设置相应的参数（如
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图4.8），单击“确定”按钮完成定位环的添加。
依次单击“添加设备”按钮和“浇口衬套”按钮，在弹出的“浇口衬套”对话框中设置相应的参数（如图4.9），单击“确定”按钮完成浇口衬套的添加。
图4.8 定位圈参数 图4.9 浇口衬套参数
4.3.3设计脱模机构
塑料杯模具为一模两腔布局，在模具的两侧各有一个比较大的滑动的定模块，在开模式，为了能够顺利的将塑件从模具中取出，必须先完成定模块的侧抽运动，然后才能进行脱模操作取出塑件。经过分析，将脱模机构设计为斜导柱侧向抽芯机构。
1、建立坐标系统。
在模型树中选择动模特征并打开，通过“插入>模型基准>偏移平面”命令创建3个基准平面。然后以这三个平面为参照对象，创建坐标系。
2、设计滑块机构。
在EMX工具栏中单击“Define/modify slider”按钮，按程序提示选取刚才建立的坐标系作为滑块的定位坐标，创建滑块机构。
3、修改滑块机构元件
从加载的滑块机构可以看到，滑板与侧向滑动定模块相抵触，导致定模无法完成侧向抽出运动，此时只要将滑板剪切掉一部分，定模就能正常工作了。
打开模型树中的滑块组建，通过拉伸工具对滑块进行剪切。 4、创建自动工件
滑块机构中的紧固螺钉和定位销钉的位置已有EXM给出，止需使用EXM中提供的命令即可将它们调入到模架中。
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执行菜单栏中的“EXM4.1>螺钉>装配自动螺钉”命令，按程序提示选取相应点，程序会在自动工件中自动装配上螺钉。
执行菜单栏中的“EXM4.1>定位销>装配自动销”命令，选择滑块机构中的左右压块，程序会在机构中自动装配上销钉。
4.3.4设计限位机构
开模时，滑块随着动模向后退，斜导柱与滑块之间产生相对滑动，滑动到一定距离后，斜导柱与滑块脱离接触。此时需要将滑块进行准确定位，以保证再次合模时斜导柱可以准确的插入滑块里的斜孔内，而用于定位的装置就是限位机构。限位机构包括限位挡块、拉簧、紧固螺钉等。所创建的限位机构如图4.10所示。
图4.10 限位机构
4.3.5设顶出机构
由于塑料杯制品是深腔、薄壁且不允许有顶杆痕迹的塑料件，所以采用推板形式来脱模。这种结构的脱件具有平稳、推力均匀、推出面积大的特点。
1、创建动模切剪特征及推件板
在模型树中选择动模特征并打开，通过“拉伸”等工具完成动模的切剪。通过“在组件模式下创建元件”的方法，创建推件板。推件板厚度为20mm。
2、设置顶杆参数
在EMX工具栏中单击“Define ejector pin on existing point”按钮，选择动模板上的基准点，程序弹出“顶杆”对话框，从中选择相应的参数（顶杆直径为12mm），结束顶杆参数的设置。同理，设置另外3根顶杆的参数。4根顶杆的参数都设置完成后，在菜单栏中选择“EMX4.1/模具基体/装配元件”命令，在弹出的对话框中勾选“顶杆”复选框，再单击“确定”按钮，程序自动加载顶杆元件。
3、在支承板上创建沉头螺孔并加载
在支承板的适当位置创建4沉头螺孔并在其中心位置上创建4个准点。在EMX工具栏中单击“Define screw on existing point”按钮，选择基准点，程序弹出“螺钉”对话框，从中选择相应的参数，最后单击“确定”按钮，结束螺钉的定义。
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