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1、 . . . 理工大学科技学院 模具课程设计题目：吹风机外壳注射模设计专业：机械工程与自动化学号： 0801010339 ： 周海栋 成绩：机械工程学院2011年12月一、模流分析（1）格式转存。将在三维设计软件PRO/E中设计的吹风机外壳保存为STL格式，注意设置好弦高。（2）新建工程。启动MPI，选择“文件”，“新建工程”命令，如图1-1所示。在“工程名称”文本框中输入“hair_dryer”，指定创建位置的文件路径，单击“确定”按钮创建一新工程。此时在工程管理视窗中显示了“hair_dryer”的工程，如图1-2所示。图1-1 “创建新工程”对话框 图1-2 工程管理视图（3）导入模型。
2、选择“文件”，“输入”命令，或者单击工具栏上的“输入模型”图标，进入模型导入对话框。选择STL文件进行导入。选择文件“hair_dryer.stl”。单击“打开”按钮，系统弹出如图1-3所示的“导入”对话框，此时要求用户预先旋转网格划分类型（Fusion）即表面模型，尺寸单位默认为毫米。图1-3 导入选项单击“确定”按钮，吹风机外壳模型被导入，如图1-4所示，工程管理视图出现“hd 1_study”工程，如图1-5所示，方案任务视窗中列出了默认的分析任务和初始位置，如图1-6所示。图1-4 吹风机外壳模型 图1-6 方案任务视窗（4）网格划分。网格划分是模型前处理中的一个重要环节，网格质量好坏
3、直接影响程序是否能够正常执行和分析结果的精度。双击方案任务图标，或者选择“网格”，“生成网格”命令，工程管理视图中的“工具”页面显示“生成网格”定义信息，如图1-7所示。单击“立即划分网格”按钮，系统将自动对模型进行网格划分和匹配。网格划分信息可以在模型显示区域下方“网格日志”中查看，如图1-8所示。图1-7 “生成网格”定义信息 图1-8 网格日志划分完毕后，可以看见如图1-9所示的吹风机外壳网格模型，此时在管理视窗新增加了三角形单元层和节点层，如图1-10所示。图 1-9 网格模型 图1-10 层管理视窗（5）网格检验与修补。网格检验与修补的目的是为了检验出模型中存在的不合理网格，将其修改
4、成合理网格，便于MOLDFLOW顺利求解。选择“网格”，“网格统计”命令，系统弹出“网格统计”对话框，如图1-11所示。图1-11 “网格统计”对话框“网格统计”对话框显示模型的纵横比围为1.165000133.854000，匹配率达到76.6%，重叠单元个数为0，自动划分网格的吹风机外壳网格匹配率一般，需要调整。如何提高匹配率，最佳的处理方法是修改网格边长，网格平均边长越小，网格精度越高，匹配度也越高。撤消上述“网格划分”步骤，然后双击方案任务视窗中的，将默认的全局网格边长6.2改为3.5。单击“立即划分网格”按钮，系统对自动网格进行重新划分，划分后的网格如图1-12所示。网格统计如图1-1
5、3所示。图1-12 重新划分后的网格 图1-13 “网格统计”对话框新“网格统计”对话框显示模型的纵横比围为1.15900061.811000，匹配率达到81.0%，重叠单元个数为0，满足冷却和翘曲分析要求。（6）选择类型分析。Moldflow提供的分析类型有多种，但作为产品的初步成型分析，首先的分析类型为“浇口位置”，其目的是根据“最佳浇口位置”的分析结果设定浇口位置，避免由于浇口位置不当引起的不合理成型。双击方案任务视窗中的图标，或者选择“分析”，“设定分析序列”命令，系统自动弹出“选择分析顺序”对话框，如图1-14所示。图1-14 “选择分析顺序”对话框选择对话框中的“浇口位置”，单击“
6、确定”按钮，此时方案任务视窗中第三项变为。分析类型选定。（7）定义材料类型。塑料脸盆的成型材料使用默认的PP材料。在方案任务视窗中的“材料”栏显示。（8）浇口优化分析。浇口优化分析时不需要事先设置浇口位置。成型工艺条件采用默认。双击方案任务视察中的“立即分析”，系统弹出1-15所示的信息提示对话框，单击“确定”按钮开始分析。当屏幕中弹出分析完成对话框时，如图1-16所示，表面分析结束。方案任务视窗中显示分析结果，如图1-17所示。图1-15 信息提示对话框 图1-16 分析完成分析日志窗口中的GATE信息的最后部分给出了最佳的浇口位置结果。选中图1-17所示的方案任务视窗中的“最佳浇口位置”复
7、选框，模型显示区域会给出结果图像，如图1-18所示。可知，最佳浇口位置在图1-17所示蓝色区域附近。图1-17 方案任务视窗 图1-18 结果图像（9）采用手工方式创建一模两件。先将整个模型朝Z方向移动50mm。选择“建模”，“移动”，“平移”命令，工具页面显示“平移”定义信息,如图1-19所示。框选整个模型，在“矢量”文本框中输入（0 0 50），单击“应用”按钮，整个模型朝Z方向移动50mm。用镜像方式复制模型。选择“建模”，“复制”，“镜像”命令，工具页面显示“镜像”定义信息，如图1-20所示。镜像平面选择XY平面，采用复制方式镜像，单击“应用”按钮，模型被镜像，一模两件创建完毕，如图1
8、-21所示。图1-19 “平移”定义信息 图1-20 “镜像”定义信息图1-21一模两件（10）创建浇口中心线。根据图1-18所示，在最佳浇口位置附近创建节点。偏移节点N1。选择“建模”，“移动”，“平移”命令，“工具”页面显示“复制”定义信息，然后在“矢量”文本框中输入（5 0 0）得到节点。通过“镜像”得到节点N2如图1-22所示。N2N1图1-22 节点偏移结果创建浇口中心线。选择“建模”，“创建曲线”，“直线”命令，“工具”页面显示“创建直线”定义信息，如图1-23所示。分别选择节点N1和与之相对应的工件上的点（此点先选），单击“选择选项”选项组右边按钮，设置浇口形状参数，弹出如图1-
9、24所示“指定属性”对话框。创建新的直线属性，单击图1-24所示的“新建”按钮，选择“冷浇口”，弹出1-25所示的对话框，设定截面形状为圆形，外形为锥体。图1-23“创建直线”对话框 图1-24 “指定属性”对话框图1-25 “冷浇口”对话框再次单击图1-25中的“编辑尺寸”按钮，弹出“截面尺寸”对话框，设定始端直径为3.5mm，锥角度为15deg，如图1-26所示。图1-26 截面尺寸定义单击“确定”按钮，返回到图1-23中，单击“应用”按钮，生成浇口中心线，同样的方法创建第二条浇口中心线。如图1-27所示。图1-27 浇口中心线（11）创建分流道中心线。创建中间点。选择“建模”，“创建节点
10、”，“坐标中间创建节点”命令，“工具”页面显示“坐标中间创建节点”定义信息，如图1-28所示。选择两个浇口末端节点，单击“应用”按钮，生成如图1-29所示的中间节点。图1-28 “坐标中间创建节点”对话框图1-29 生成中间节点创建分流道中心线。选择“建模”，“创建曲线”，“直线”命令，“工具”页面显示“创建直线”定义，单击，设置浇口形状参数，“新建”选择“冷流道”，设置截面形状为圆形。再次单击“编辑尺寸”按钮，弹出“截面尺寸”对话框，定义分流道截面直径为5mm。单击“确定”按钮，单击“应用”按钮，生成分流道中心线，如图1-30所示。图1-30 分流道中心线（12）创建主流道中心线。创建主流道
11、始端节点。选择“建模”，“创建节点”，“按偏移”命令，“工具”页面显示“偏移创建节点”定义，如图1-31所示，选择中间节点，偏移量为（-50 0 0），数量为1。单击“应用”按钮得到如图1-32所示的新节点。图1-31 “偏移创建节点”对话框图1-32 主流道始端节点创建主流道中心线，选择“建模”，“创建曲线”，“直线”命令，“工具”页面显示“创建直线”，单击按钮，设置浇口形状参数，选择主流道，单击编辑设定主流道外形为锥体（由角度），再次单击“编辑尺寸”按钮，进入“截面尺寸”对话框。设定始端直径为3.5mm，锥度角为3deg,单击“确定”按钮，单击“应用”按钮。得到主流道中心线。如图1-33所
12、示。（13）浇口网格划分。创建的流道和浇口中心线要划分网格才能参与计算。选择“网格”，“生成网格”命令，如图1-34所示生成的流道。后选此点先选此点图1-33 主流道中心线图1-34 浇注系统网格模型二、 模具设计（1）设置工作目录。启动Pro/E5.0，执行“文件”中的“设置工作目录”命令，选择一个合适的工作目录。（2）创建模具文件。选择下拉菜单“文件”，“新建”命令对话框。在“新建”对话框中的“类型”选项中选择“制造”，“子类型”中选择“模具型腔”，在名称文本框中输入模具型腔的文件名为“hair_dryer_mold”，同时取消选择“使用默认模板”复选框，如图2-1所示。单击“确定”按钮，
13、在弹出的“新文件选项”对话框，选择“mmns_mfg_mold”模板，如图2-2所示。单击“新文件选项”对话框中的“确定”按钮，进入模具设计模块。图2-1 “新建”对话框 图2-2 “新文件选项”对话框（3）配置欲开模的零件。单击“模具制造“工具栏上的“模具型腔布局”按钮，弹出“打开”对话框，同时弹出“布局”对话框并进行设置，如图2-3所示。在“打开”对话框中选择“camera.prt” 零件后，单击“打开”按钮，弹出“创建参照模型”对话框，如图2-4所示。图2-3 “布局”对话框 图2-4 “创建参照模型”对话框在“创建参照模型”对话框中选择“按参照合并”单选框，单击“确定”按钮接受默认的参
14、照模型名称。单击“布局”对话框中的“参照模型起点与定向”选项区域中的拾取箭头 ，出现浮动参照模型窗口，同时出现“坐标系类型”菜单管理器，如图2-5所示。在“坐标系类型”菜单中选择“动态”命令，然后出现“参照模型方向”对话框，并设置绕X轴旋转1800，最后按“确定”。在“布局”对话框中也按“确定”，结束操作。图2-5 浮动参照模型窗口，“菜单管理器”窗口和动态布局结果（4）设置零件的收缩率。单击“模具制造”工具栏上的“按比例收缩”按钮，弹出“选取”对话框，按照提示单击任何一个参照模型，选中的模型变成红色。在弹出的“按比例收缩”对话框中选择“1+S”收缩率公式，选中参照模型中的坐标系PRT_CSY
15、S_DEF，在“收缩率”文本框中输入0.005，如图2-6所示。单击“按比例收缩”对话框中的“确定”按钮，即可完成全部零件的收缩率设置。图2-6 “按比例收缩”对话框（5）创建工件。按主窗口右侧自动化建构工件的图标，选取坐标系“MOLD_DEF_CSYS”作为模具原点。在“自动工件”对话框中设置统一偏移为50，如图2-7所示，然后按“确定”。图2-7（6）创建滑块体积块。按主窗口右侧模具体积块图标，选取下拉菜单“插入”下的“滑块”。出现“滑块体积块”对话框，选取其中一个工件，点击“计算底切边界”，则Pro/E系统会自动计算出卡钩的两个方形孔为干涉曲面，同时显示在画面上，如图2-8所示。为完成四
16、个滑块体积块的创建，创建如图2-9所示的两个平面。平面2平面1图2-8 图2-9 创建两个平面 接着关闭“滑块体积块”对话框，用拉伸的方式来创建滑块，按拉伸图标，选取草绘平面进行草绘如图2-10所示，按主窗口，完成了草图的创建。设置拉伸的深度，拉伸深度设置到干涉区的平面上，再按就完成了一个滑块的设置，按主窗口完成操作，如图2-11所示。图2-10 草绘图图2-11 一个滑块的创建以同样的方式就可以创建出其余三个滑块，如图2-12所示。图2-12 四个滑块的创建（7）创建体积块“钥件”。按主窗口右侧模具体积块图标，同样的利用拉伸的方式来创建。按平面图标，选择如图2-13所示的一条边。设置“基准平
17、面”对话框参数，并设置正方向朝上，如图2-14所示。图2-13 选择一条边图2-14 “基准平面”对话框设置按“确定”，进入草绘平面，抓取如图2-15所示的圆弧圆心当作参照画一个圆，设置圆的直径尺寸为35.3，按。图2-15 圆弧圆心做参照 接着再设置拉伸的高度，为到工件的顶面，按、这就完成了一个钥件的设置，如图2-16所示。以同样的方法完成另一个钥件的设置，如图2-17所示。图2-16 单个钥件图2-17 钥件创建完成（8）进行分模面的设计。将以上所有体积块隐藏掉，以利于后续进行分模面的设计。按主窗口右侧自动化创建分型线的图标，由“侧面影像曲线”对话框选取“环选取”，然后按，将多余的“环”排
18、除掉，如图2-18所示。图2-18 “环选取”对话框 按“环选取”对话框中的“确定”，再按“侧面影像曲线”对话框中的“确定”，就完成了一个工件的分模线的创建，如图2-19所示。图2-19 一个工件分模线的创建 采取同样的方法完成两个工件分模线的创建，如图2-20所示。图2-20 两个工件分模线的创建按主窗口右侧分型面的图标，按编辑菜单下的“裙边曲面”命令或裙边曲面图标。将参照零件关闭掉，此时就可以在屏幕上看到深蓝色的线条（分模线），选取一个分模线，按“完成”如图2-21所示。图2-21选取一个分模线 出现“裙边曲面”对话框，选取“延伸”、“定义”，出现“延伸控制”对话框，按“相切条件”命令，如
19、图2-22所示。选取如图2-23所示相切面，按“确定”。图2-22 “延伸控制”对话框选此面图2-23 选取相切面按“延伸控制”对话框中的“延伸方向”命令，如图2-24所示。为确保箭头的延伸方向正确，按“添加”代表要添加延伸的方向，选取箭头（黄色）的端点，按住“CTRL”再选取另外两个黄色箭头的端点，选完着三个端点之后按“完成”，如图2-25所示。再设置这三个箭头是垂直工件的左侧面，用鼠标选取如图2-26所示的左侧面，按“完成”结束操作。图2-24 “延伸方向”命令再选此处两个端点先选此端点图2-25 选择三个箭头左侧面图2-26 左侧面选取 按照上述方法再设置右侧相对应的三个箭头，使之垂直于
20、工件右侧面。最后，选取背部的黄色箭头端点，也进行相应的设置，如图2-27所示。图2-27 设置完成 按“延伸控制”对话框“确定”，再按“裙边曲面”对话框“确定”，完成分模面设计，如图2-28所示。图2-28 完成分模面设计按修剪图标，选择如图2-29所示平面，再选择图2-29所示“中间平面”，并使箭头指向如图2-29所示，然后按。中间平面先选此平面图2-29选中右半边平面，按镜像图标，再选取上述“中间平面”，按完成镜像。接着按住“CTRL”选择如图2-30所示的两个左右平面，按合并图标，按完成合并，最后按主窗口，完成操作如图2-31所示。图2-30 选取左右平面图2-31 合并完成（9）以分型
21、面分割出凸模与凹模的体积。取消对两个钥件的遮蔽，按主窗口右侧体积分割的图标，选取“两个体积块”与“所有工件”后按“完成”，如图2-32所示。然后按住“CTRL”选取两个钥件，按“确定”，选取“岛1”如图2-33所示，按“完成选取”，“确定”。可以分割出两块，第一块是整个的大体积命名为“core”，第二块是钥块命名为“xiangkuai”，完成第一步操作。目前有两个体积块，一个是钥件的体积块，一个是其余体积块。图2-32 图2-33“岛列表”对话框 按主窗口右侧体积分割的图标，选取“一个体积块”以与“模具体积块”后按“完成”如图2-34所示。出现“搜索工具”对话框，选取“core”，做如图2-3
22、5所示的操作。321图2-34 图2-35 “搜索工具”对话框 选好之后，选取“分模面”，如图2-36所示，按“确定”。图2-36选分型面 出现“岛列表”对话框，选取“岛2”，如图2-37所示，按“完成选取”，再按“分割”对话框中的“确定”，并命名为“cavity”。图2-37 “岛列表”对话框取消对四个“滑块”的遮蔽，按主窗口右侧体积分割的图标，选取“一个体积块”以与“模具体积块”后按“完成”如图2-34所示。出现“搜索工具”对话框，选取“core”，做如图2-35所示的操作。选取如图2-38所示的“滑块”，按“确定”，选取“岛2”，按“完成选取”，再按“分割”对话框中的“确定”，并命名为“
23、you1”，完成一个滑块的分割。用同样的方法分割出其余三个滑块，依次命名为“you2”、“zuo1”和“zuo2”。图2-38 选取一个滑块（10）由体积块产生模具零件。按主窗口右侧由体积块创建模具组件的图标，按“创建模具元件”对话框的图标，以选取所有的体积块（包括凹模、凸模与滑块的体积），然后按“确定”。（11）产生成型件。按主窗口右侧“模具”菜单的“制模”，选“创建”后输入成型件的名称：molding-hair_dryer，按键盘的Enter键，再按一次键盘的Enter键，以接受定的成型件共享名。（12）画冷却水道。按主窗口上的“插入”，选取“等高线”，选取如图2-39所示的平面，按“缺省
24、”进入草绘平面。做如图2-40所示草绘图，按。出现“相交元件”对话框，按“自动添加”命令，然后按“确定”。按“等高线”对话框中“确定”，完成了一部分冷却水道的创建。重复上述步骤，完成另一半冷却水道的创建，最后如图2-41所示，即完成冷却水道的创建。草绘平面图2-39 选取草绘平面图2-40 草绘图图2-41 冷却水道（13）画浇注系统。按主窗口右侧菜单管理器中的“特征”选项，然后选模具模型类型中的“型腔组件”，再选“实体”、“切除材料”、“旋转”以与“完成”等选项。然后依次按窗口左边的“放置”和“定义”选项，选择“中间平面”作为草绘平面，进行草绘。在草绘平面中作如图2-42所示草绘图，然后按，
25、再按，按“完成/返回”即可创建主流道，如图2-43所示。图2-42 草绘平面图2-43 主流道 选择如图2-44所示平面作为草绘平面，设计分流道和浇口。草绘平面图2-44 参照创建主流道的方法，创建出分流道和浇口，如图2-45所示。图2-45 分流道和浇口（14）去除凸模上的多余材料。按主窗口菜单“插入”、“拉伸”，切除多余材料如图2-46所示。切除此处图2-46（15）进行开模仿真。定义开模步骤：按主窗口右侧开模仿真的图标。按“定义间距”、“定义移动”，选择如图2-47所示“xiangkuai”和“cavity”，按“确定”。选择一条直线如图2-48所示作为偏移方向，设置偏移距离为200，打
26、钩，“完成”。图2-47 “xiangkuai”和“cavity”图2-48 偏移方向 采用同样的方法，使“core”向下偏移200，使“you1”向外偏移100，使“you2”向偏移60，使“zuo1”向外偏移100，使“zuo2”向偏移60，最后的开模仿真（将分型面遮蔽）如图2-49所示。图2-49 开模仿真 为便于看清楚，凸模如图2-50所示，凹模如图2-51所示，钥块如图2-52所示。图2-50 凸模图2-51 凹模图2-52 钥块三、安装模架（1）按新建EMX文档。出现如图3-1所示的“项目”对话框按图示设置，然后按。接着按导入工件，然后对工件的三个平面进行匹配（缺省），如图3-2所
27、示，按完成。图3-1 “项目”对话框 图3-2 匹配（2）按装配定义。进入如图3-3所示“装配定义”对话框，点击左下角的从文件载入装配定义，进入如图3-4所示“载入EMX装配”对话框，选“hasco”供应商，取消“保留尺寸和模型数据”复选框前的勾，再按右下角从文件载入装配定义，按完成此操作，如图3-5所示。图3-3 “装配定义”对话框 图3-4 “载入EMX装配”对话框在“模架定义”对话框中，对装置进行一系列的设置并选择相对应的尺寸，按出现如图3-6所示装置，再按。图3-5 载入装配定义图3-6 恰当的装置（3）导入元件。按主窗口“EMX7.0”，依次选取“模架”和“元件状态”，进入“元件状态”对话框，全选每个选项导入完成之后，如图3-7所示。图3-7 导入（4）添加滑块机构。完成如图3-8所示滑块装置。图3-8 侧型芯机构 （5）开模运动模拟。按主窗口右侧模架开模模拟图标，出现如图3-9所示“模架开模模拟”对话框。图3-9“模架开模模拟”对话框 接着按“模架开模模拟”对话框下方的运行开模模拟图标，出现如图3-10所示“动画”窗口。图3-10“动画”窗口 最后，进行相应的开模运动模拟，如图3-11所示。图3-11 开模运动模拟35 / 36