|
CimatronE模具設計 |
||||
 |
||||
|
|
||||
|
|
||||
前言Cimatron的MoldDesign應用軟體是一套一體化解決方案，功能比CimatronE CAD/CAM工模具基本套裝軟體更強大-更確切地說，它是特別針對模具製造的最理想解決方案。
產品亮點•豐富的CAD造型工具，優化工模具製造。 •專業的應用工具，用於創建、編輯和重複使用模具及模具子系統（流道系統、頂出系統和冷卻系統）。 •高級模架庫工具：輕鬆進入所有常見模架庫。所有模架庫零部件都客制化，使用起來簡單快捷。所有元件都可定義為一個模架，可在其他項目中重複使用。 •直觀的操作環境：Cimatron軟體的易用性操作環境不僅易於使用，還非常高效；人性化介面。 •把複雜的操作步驟簡單化，您所需的合適工具會在正確的時間出現在介面相應位置上。 •主要工序有嚮導，正在進行的操作有智慧程式樹、設置、建模視圖和截面圖。 •完全相互關聯–模具設計過程無縫連接到其他工模具製造階段，如電極、NC和製圖。 主要優勢MoldDesign的優勢主要體現在以下方面： •提高生產力和節省時間：MoldDesign優化模具製造。您可以更快的運行速度進行操作，減少錯誤，並縮短產品交付時間 •覆蓋範圍廣：一體化集成解決方案，完全相互關聯，幫助您完成任何加工任務-任何複雜或任何型號的模具–面面俱到 如此高效的原因何在？ •編輯重複使用的強大功能性及模架庫工具使模具創建更簡單高效。每個模具製造階段都會節約一定得時間，生產出的產品精確度更高，且保持一致性，沒有誤差。 •與其他建模程式相互關聯，如製圖、電極和NC，這就意味著無需進行資料轉換-同樣的資料應用在同樣的操作環境，減少了因數據轉換而產生的錯誤，加快運行速度 •MoldDesign可完美處理導入資料-修復縫隙和幾何問題-真正的全系統混合建模 •3D和分析&資訊工具減少了錯誤，生產出的產品品質更高，確保嚴格按照原始設計圖在實際加工中進行生產 特色模具設計功能齊全，面面俱到： •快速預設計 •功能強大且省時的模架庫工具 •隨取隨用的標準件，包括斜頂&滑塊設計 •易於創建和重複使用任何複雜程度的用戶自定義標準件 •高效的專業分模功能，快速將曲面分模成型芯和型腔 •有效處理子系統，包括範本操作、頂出系統、冷卻&流道設計 •強大的混合實體/曲面CAD造型功能，優化模具設計 •自動創建圖紙 •決策支援環境由視覺化、分析和測量工具組成 •人性化操作的有力解決方案可解決在設計過程中任何階段的任何領域、任何複雜程度問題 其中，整個模具設計過程可分為：分模階段，佈局階段，模具元件設計階段，工程圖紙階段，電極設計即可以作為模具設計的一部分，又可以作為 NC 加工的補充，這裏不作介紹，工程圖同裝配出圖一樣，這時也不作介紹，請讀者參考相關教程。 分模分模(Quick Splite) ，即快速斷開，是CimatronE曲面分模的特色模組之一。特點是直觀，快速，易上手，操作靈活。這裏，我們將分別以4個例子，來介紹一下CimatronE的分模。 簡易零件分模所謂簡易零件分模，這裏想給大家介紹的是按CimatronE的快速分模模組的流程來進行分模。其中，這七個步驟分別是 1、創建分模文件
步驟一 創建分模文件 如圖所示，點擊分模設置嚮導 在彈出的介面中分別設置主零件為ex1，點擊 設置單位為mm，一般來講，默認就是mm。 設置收縮率，假設該材料為ABS，收縮率為0.6%，則設為1.006，點擊確定
步驟二 快速斷開 點擊右側工具條的快速斷開工具
這裏的方向，是指分模方向，則模具各組件的運動方向。對於這個簡單零件而言，其運動方向分別為Z+和Z-，即凹模沿Z+方向運動，凸模沿Z-方向運動。每一個零件的分模，必須至少有兩個方向，這不同於模具上的定模和動模的理解。在模具上，凹模是不運動的，但在分模過程中，不運動的凹模相對而言是Z+方向運動，這裏一定要瞭解。象其他的零件可能會有一些側抽，斜頂結構的，還可以再繼續指定分模方向，這個在後面會作介紹。 立面-不包括，如果點擊這個按鈕，會彈出下拉式功能表 後面的兩個選項“自動選擇”和“過濾未分配的面”這裏我們勿需理會，第一次進入快速斷開的時候，默認是對所有曲面進行操作。 所以，針對這個零件而已，在進入快速斷開後，不需作任何修改，只需點擊特徵嚮導裏的
步驟三 產生分模線 此時，點擊功能表的“分模—分模線—外分模線”（以後內容如有調用功能表指令，操作均與此類似，不再截圖示意）。
為方便顯示和識別，分模線這裏採用了綠色2號粗虛線，
注意，如果希望一產生分模線即能按綠色2號虛線顯示，則按上圖設置即可，否則需要選擇分模線後再修改其顏色，線寬和線型。 步驟四 產生分模面
其中藍色的為凹模面，紅色為凸模面，而分型面，則分別比凹模面和凸模面顏色要淺一點點。 如圖所示，可以看到其屬性設置。
在這裏，需要作出補充解釋的是，通常某一個曲面，如果他會在凹模上成形的話，我們稱之為凹模面，也可以理解成此曲面具有凹模屬性，在圖中，我們也可以稱之為具有split-01屬性。這種屬性並不是具體的類似於顏色，線寬的屬性，而只是指這張曲面的一個類別。這和層和集合的概念既有相似，又有一定的區別。分模面，其實是一些共有屬性的面。也就是說，我們創建的分模面，是既具有split-01（凹模）屬性，又具有split-02（凸模）屬性的曲面。 在後面作一些複雜的零件分模時，通過這一思路去操作，會更容易，更直觀。 當退出快速斷開時，模型會自動合攏，同時，分型面會變成灰色。各曲面屬性此時不會作任何改變。 步驟五 創建毛胚 點擊功能表“分模—工具—新毛胚”，然後點擊功能表“曲線—草圖”選取中間的XY平面作為草繪平面。按滑鼠中鍵+右鍵，在彈出功能表中選擇旋轉到平面，或在工具欄上點擊
退出草圖，切換到ISO視圖
步驟六 輸出分模結果
點擊確定，根據提示，我們可以在ex1-parting檔夾中找到ex1-work-split-01-ex1-work.elt和ex1-work-split-02-ex1-work.elt這兩個文件。
注意，如果在執行這個操作前，沒有在ex1-parting檔夾中刪掉己生成的ex1-work-split-01-ex1-work.elt與ex1-work-split-02-ex1-work.elt這兩個檔，將無法產生新的文檔。 步驟七 切割元件 打開其中一個文檔，ex1-work-cavity.elt，該圖檔是凹模模仁。可以看到，這時候，只導入了原圖檔中的凹模曲面，分型面和毛胚實體。同樣，在另一圖檔ex1-work-core.elt中，只導入了凸模曲面，分型面和毛胚實體。其中，分型面和毛胚實體都是屬於共同的部分。由此可以引伸開來，無論一個零件在分模過程中產生了多少個部件，各個部件中，只含有其中某一分模方向的曲面，即一個方向一個檔。而分型面，即分別導出至兩個部件（分型面只可能是兩個部件間碰穿或插穿的部位）。毛胚實體，則會導出至每一個部件中，所有部件中的毛胚實體均是同一幾何。
接下來，點擊功能表“分模—啟動工具—縫合分模面”，然後點擊特徵嚮導中的確定按鈕。 此時螢幕沒有任何變化，但是特徵樹多了一個“縫隙合分模面12” 特徵。
點滑鼠中鍵（如果沒有中鍵，則按下滑鼠滾輪）確認。選中的毛胚，會以綠色顯示。
然後再選擇中間灰色的分模面，如左圖所示，但此時切除方向不對，點擊箭頭，使其指向相反方向，這時會如右圖所示。
以同樣的步驟對另一文檔ex1-work-core.elt進行操作，會得到以下結果。
與圖檔一的區別在於，此圖增加了圓孔，並且分型面也不在同一個平面上了。 步驟一 創建分模文件（略） 步驟二 快速斷開 由於沒有對立面進行操作，快速斷開結果如下，為了方便顯示，這裏隱藏了基準的顯示。按中右鍵，將參考前面的對勾去掉（如右圖）。
此時，我們要分析一下灰色的面應該是屬於哪一部分，凹模？凸模？可以通過旋轉，縮放等查看功能進行分析。
這裏用箭頭分別指出了曲面相應的位置。要將曲面指定到相應的部件上，我們只需要在快速斷開狀態下，選擇要指定的曲面，然後在相應的部件的任何位置上點一下滑鼠的中鍵即可。
注意：中鍵點擊藍色曲面的任意位置即可！ 由於分析錯誤，導致有一張小曲面錯誤地指定了屬性。如左圖箭頭指示所示： 我們只需要再選擇這張曲面，然後在紅色曲面的任意位置點擊中鍵，即可為其指定正確的分模屬性。如右圖所示：
步驟三 創建分模線 按例一的方法創建好外分模線後，再選擇功能表的“分模—分模線—內分模線”，產生如圖所示的內分模線。
步驟四 產生分模面 先產生外分模面。
再選擇功能表“分模—分模面—內分模面”，此時，並不需要我們選擇內分模線，即會產生合適的曲面。通過快速斷開，可以分離兩個部件，以查看結果。
此時進行快速斷開，只是因為有滑動條可以使部件分離顯示，對曲面的位置不會產生任何修改，分型面的分模屬性己經指定好，並不是在這一次快速斷開命令中才進行指定，這一操作的唯一目的僅僅只是查看，不是必要過程，熟練後不使用此功能查看亦可。 步驟五 創建毛胚 此時要將基準顯示出來（也可以不顯示基準，因為在分型面中，有部分曲面等效於XY平面）。 按例一的方向建立毛胚。
步驟六 輸出分模結果 先修改部件名，分別為cavity和core，然後點擊輸出分模結果。
步驟七 切割部件 同例一中步驟七的操作，產生結果如下圖，保存所有文檔。
複雜零件分模針對上兩例的分模方式，我們可以看出，對一些簡單零件而言，CimatronE的分模效率是相當高的。但是，如果零件形狀複雜，分型面就不一定如此簡單了，利用“自動分模面”產生的分模面會不如人意。針對這種情況，我們可以用一些其他的曲面指令來構建分模面，並用快速斷開指令，來指定這些分模面的屬性。下面先以一個簡單的例子來進行介紹。 例三：
與例二不同，這裏增加了一個小缺口。同時，經分析我們會發現，例二中的凸模，根部是不好加工的，往往此時，會採取組合的方式來處理。
同時通過修改此零件的分模面，可以通過線切割來進行加工從而降低成本。 步驟一 創建分模文件（略） 步驟二 快速斷開 生成如下斷開狀態。
步驟三 產生分模線（略） 步驟四 產生分模面 由於外分模面我們將手工創建，因此先生成內分模面如下圖：
顯示參考，進入草繪功能，以XZ平面作為草繪平面，調正視圖。通過添加參考功能，將分模面的一部分，以增加幾何
再修改線條成下圖所示，注意，投影時產生的重複圖素要刪除掉。
退出草繪，進入“曲面—掃掠”，產下如左圖所示曲面，然後利用“曲面—裁剪”指令對分模面進行裁剪。
組合缺口處曲線，並產生掃掠面（方向沿X軸）。
再組合曲線，並生成邊界曲面。
組合曲線，並裁剪最後一個平面。
再次進入快速斷開，我們可以看到，自定義的分模面是不具備分模屬性的。
這個時候，有兩種方法來處理。 1、己有內分模面或其他外分模面，直接選中自定義分模面後，然後在內分模面上點擊滑鼠中鍵（滾輪），即可完成分模面的屬性指定。 2、如果沒有內分模面或其他外分模面，或者不希望使用己有分模面屬性，我們可以點擊選項“分模屬性”，進入新的特徵嚮導。 先在狀態1下選擇要指定屬性的分模面後點中鍵進入狀態2，在狀態2下，分別選擇藍色和紅色的曲面，最後點“確定”即完成分模面屬性指定。
結果如圖，此時，自定義分模面的過程完成。
其實，還有很多零件的分模面（內和外）都可能會比較複雜，不能用自動分模面來產生，我們要能靈活地運用曲面指令來創建，並通過指定分模屬性來完成。 步驟五 創建毛胚（略） 步驟六 輸出分模結果（略） 步驟七 切割部件（略）
由於加工條件的限制，凹模中紅圈部位是無法直接在數控銑床上加工到位的，最終結果將是圓角，我們可以將凹模和凸模這兩個配合部位分別進行導圓角處理（凹模圓角為R2，凸模圓角為R2.5，以方便其配合）。
大家可以看到，除了不使用外分模面進行分模外，其他的操作幾乎是一模一樣的。 例四：
具體操作見AVI文件。 佈局當分好模後，就要進入模架設計的環節了。模架設計環節其實主要就是三個步驟： 一、確定分模後的幾何。 二、載入合適的模架 三、生成模架各組立件的細節。 這一節，將集中介紹佈局過程。佈局適用于一模單腔和一模多腔，其實，一模單腔也可以稱之為一種佈局。每一種佈局，都有一個對應的佈局檔。佈局檔裏，主要就是包含有坐標系。佈局檔保存在C:\Cimatron\CimatronE\Data\dat\ApplicationsData\Layout-parts\MM\ 中。 例五： 進入模具設置嚮導
如上圖所示設置相關參數，紅圈處可以設定裝配保存於哪個檔夾，我們可以保存到ex1-parting中去，然後確定即可。其中佈局零件選用的是layout-1-cav-mm。
選擇功能表“模具設計—增加啟動零件”，點流覽按鈕，在彈出的CimatronE檔流覽器中，選擇ex1-work-cavity.elt和ex1-work-core，然後點擊選擇按鈕，就會把這兩個檔載入到該對話方塊中。
接下來，在特徵嚮導對話方塊中，選取藍圈處選項後點擊“附屬到裝配”按鈕（下圖紅圈處），然後點確定按鈕，選擇對齊坐標系，再點確定按鈕，即可將相應的部件附屬到子裝配中。
如果這是一個一模四腔的，則進入模具設置嚮導時，設置如下參數，其中佈局零件選取的是layout-4-cav-mm。
然後再增加啟動零件，即可產生下圖結果。
我們可以看到，上圖中，由於間距過小，使零件都擠在一起了。在模具設計樹處找到佈局檔然後點右鍵，選擇“啟動部件”來對佈局檔進行編輯。
在模具設計樹下面有特徵樹，找到草繪特徵，編輯草繪，修改間距尺寸。
退出後草繪會自動更新佈局，如圖所示，這時候零件沒有擠在一起了。
組件載入及設計模架載入增加分模部件後，接下來應該是載入模架，請確認您的電腦上己經安裝好所需的模架庫標準件。為了簡化操作，使讀者更容易成功地根據本教程練習，本節內容，將以例一零件進行一模單腔的設計。 接上例，在空白工作區點擊右鍵，選擇“啟動主裝配”。點擊功能表“模具設計—模架—新模胚”。
這時，我們還只看到DME Inch Configurations這個選項。點擊流覽，選擇LKM。
現在可以看到 LKM 的模架庫了。
選擇合適的類型和合適的模架編號。 其中，啟動零件限制盒的設定，是利用設定的尺寸（自動獲取到分模時所選用的毛胚的尺寸）然後再選擇最合適的模架編號，注意，所有的標準模架庫都是以編號為准的。每一種編號對應的尺寸是固定的，不可修改。也有一些模具支援非標準尺寸，這時只需要在下圖中中填入尺寸就可以了。
選擇CI TYPE，模架編號為2527-CI，再點擊“下一步”。
由於默認尺寸不一定適合，導致右圖中顯示某些板料的厚度並不如人意。 按下圖修改尺寸，此時可以看到預覽中尺寸基本合適了。因為都是標準件，所以尺寸，厚度不是能精確設定的，只能按模胚廠的型號來選擇。
再點擊下一步：
最後點擊完成，這時候，CimatronE會把所需要的標準全部複製到ex1-parting目標下，由於導入零件很多，所以需要耗用一定的時間。
由於後面都是基於裝配環境下的操作，所以在學習模架設計之前，需要多熟悉一下裝配的操作。 頂杆頂針的設計又分為三個步驟 一、增加頂杆 二、裁切頂杆 三、裁切模具 先點擊右側工具欄中的“頂出設計—增加頂杆”，彈出如圖所示介面，注意標準件庫要選擇misumi，因為LKM裏是不包含頂杆的。Misumi下的頂杆比較多，可以找到合適的。
由於這個零件不大，結構也比較簡單，我們可以按下圖所示進行選擇。
然後點擊確定，進入下一步，這一步的工作是確定頂杆的位置。 隱藏定板系統，使頂出系統的設計更為直觀。
實際上，這個時候是在草繪狀態下，我們通過畫點的方式，來確定頂杆的位置。
畫好後，點右鍵，在彈出的功能表中選擇確定。 可以看到，頂杆太細了，這是之前選擇的頂杆型號不合適造成的。 在特徵樹中“增加1”上點擊右鍵，選擇“編輯特徵”，就又可以進入增加頂杆操作。
選擇C-EPHB 3.5-140-P3這個型號，在預覽中可以看到，此時頂杆粗細會比較合適。當然，也可以選擇其他型號，再次確定，即可成功修改頂杆。
接下來需要把頂杆中多餘的那一部分切除掉。 在右側工具欄中選擇“頂出設計”下的“頂杆裁剪”工具，換到主視圖，從這一角度，框選剛才加入的頂杆（右圖所示）。
然後點擊中間，此時選中的頂杆會變成綠色，代表己被確認。確認以下選項，再點擊確定按鈕，即可生成如右圖所示的結果。
可以看到，多餘的部分己被剪裁掉了。 選擇右側工具欄中的“頂出設計”下的“頂杆切槽”工具，和上一步一樣，切換一個角度，選擇所有頂杆，然後點擊中鍵。
確認以上參數後，點擊“確定”按鈕。隱藏頂出系統，結果如下：
其中，頂杆孔的下半部分，直徑會比較大，這是避空用的。 冷卻水，需要在定板系統下完成，顯示定板系統，隱藏動板和頂出系統。
我們可以看到，因為此時沒有進行挖槽操作，所以板料還是一塊實心的，我們需要挖一個槽，使其能把凹模仁放進去。 啟動部件AP-I-SG plate_AP-I-SG 2530x70，或者在綠色範本上點擊右鍵，選啟動部件。 進入草繪，以範本上表面作為草繪平面。 添加模仁的任意兩個對角點作為參考，以這兩個參考點繪製矩形，不需標注尺寸。
退出草繪，進入“實體—刪除—拉伸”，選中剛才做好的草繪，隱藏範本（用顯示/隱藏工具而不是在裝配樹中隱藏），拉伸方式選為“到參考”，選擇模仁底面作為參考面。
點擊確定按鈕。顯示範本實體，隱藏部件ex1-work-cavity，可以看到範本中間己經挖出一個槽來了。
同樣，在動板系統下也用同樣的操作進行挖槽。下面開始進行冷切水道的操作。 冷切水道的設計，大致分為四個步驟： 一、 繪製冷切水道中心線。 二、生成冷切水道實體。 三、將水道實體與定板系統進行布耳運算，產生管道。 四、添加水嘴堵頭等輔件。 一、繪製冷切水道中心線 點擊冷切系統設計中的平行平面，點擊範本最上表面，分別偏移40和60，形成兩個平面。
進入冷切系統設計裏的冷切道草圖工具，選離頂平面40的平面作為草繪平面，繪製下圖平面。長度只要超出模仁即可。
在距離頂平面60的平面上繪製如下草繪。這一草繪，只需畫兩條豎線即可，注意與前一草繪的兩條豎線對齊（利用草繪裏的“添加參考”工具），下端不要太長。
使用冷切系統設計裏的冷切道中心線工具，繪製下圖中的兩條線。
利用冷切系統設計裏的冷切管道工具，將以下中心線分別生成管道實體。
虛擬分析打開會出現如下結果：
紅色面代表在打水道的時候，會破壞的曲面，如果冷切水道不合理，很可能就打到零件成形的表面上去了，例如，如果把直徑改為18，會出現如下結果。
直徑改回為8，確定，生成管道實體。
選用冷切系統設計裏的管道切除工具，選中所有管道進行切除，即可生成結果。
實際上，這個結果並不是太完美，如果需要做得完美一點的話，可以按下列步驟來完成。
這一步，將管道的實體生成，分成了兩個部分。
第一部分，切除範本和模仁，第二部分，只切除模仁，這樣就會更符合實際生產的需求。 隱藏範本部件。使用冷切系統設計裏的增加冷切部件。
按上述參數，選擇堵頭，點擊確定。選擇其中一個表面，
添加圓作為參考，以圓心作為參考點，繪製一個點，退出草圖，點擊確定按鈕。
同樣，增加另幾個堵頭。
隱藏模仁部件，顯示範本部件。繼續添加冷切水道部件，此時要添加的是水嘴。
在此處添加水嘴。
繼續添加冷切水道部件，此時要添加的是範本與模仁間水道連接的密封圈。
放置在如圖所示位置上。
至此，整個冷切水道的設計即完成了。 流道由於單腔模具往往不涉及流道設計，因此，現將上述例子改成1模2腔。
進入“流道設計—草繪”。
進入“流道設計—流道體”，生成半圓形流道體。
啟動流道體部件，流道實體 _ex1_md_MD 。在此部件中增加下圖所示澆口。
進入“流道設計—流道體”，用生成的流道體，切除動板和凸模模仁，即可。
其他部件還有一些其他的部件，如拉環，螺釘等，我們可以繼續添加。 進入添加模具組件—添加螺釘螺栓，先如圖所示，放置吊環。
做好其他三個。 僅顯示定板和凹模仁。
進入添加模具組件—添加螺釘螺栓，如圖所示，放置內六角螺釘。
同樣，在動範本與凸模模仁間也加上相應的螺釘。 至此，整副模具的設計就結束了。
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
。
會彈出CimatronE檔流覽器，如圖所示選擇ex1後，點擊選擇就可以了。
。
，在如下對話方塊中，要瞭解什麼叫方向。
。這個選項的含義是指定，在本次斷開中，對豎直面（即與分模方向平行的面）的操作。因為在分模過程中，某些豎直面的操作往往軟體是無法準確來判斷的。對一些既可以放在凹模上成形也可以放在凸模上成形的曲面，我們可能需要人工來指定其屬性。這些豎直面往往產生在一些小的碰穿位中，而非碰穿位的豎直面幾乎不存在，往往這些曲面都加入了脫膜斜度。對於本圖而言，不需要作任何修改，設定立面操作方式為“不包括”即可。
確定按鈕即可（注：以下內容中有用到此按鈕的地方均稱之為“確定按鈕”）。
，使螢幕正對著草繪平面，便於我們操作。繪製如下圖所示矩形框：
，渲染模式切換為混合
。
的方式投影到草繪平面上（圖中深紅色線條）。
，我們先利用例一的結果來進行操作。
