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压铸模具设计的3D作业规范

来源：微智科技网

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3D作业规范

一.IGES数据处理二．产品检查三．成品处理四．拔模处理

五．分型面（ＰＬ）面的选取六．３Ｄ拆模七．检查八．传档规范

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一.IGES数据处理

在设计过程中，我们有时会接到客户提供的ＩＧＥＳ格式的档案，这种３Ｄ在Ｐｒｏ／ｅ中是无法直接用来拆模的。当３ＤＣＡＤ模型有一套ＣＡＤ／ＣＡＭ系统转至另一套ＣＡＤ／ＣＡＭ系统时，由于系统之间的几何运算方式不同，资料形式不同，精度设置不同等诸多因素，造成无法直接传递文件。而ＩＧＥＳ是当今最常用的ＣＡＤ资料转换格式，利用ＩＧＥＳ来转换ＣＡＤ资料时，最常见的问题是曲面有破孔，Ｐｒｏ／ｅ无法填入材料，作出实体模型，所以我们首先应该学会如何修补有破孔的ＩＧＥＳ资料。

ＩＧＥＳ资料包括点，线，及曲面的几何资料（一般为曲面），若曲面与曲面之间有间隙（一般称之为＂破孔＂），则间隙的区域在画面上呈现黄色。因此，输入ＩＧＥＳ资料后，若画面上某些区域有黄色的线条，即代表这些区域需要修补。其形成破孔，有以下原因：

● 原来被裁剪掉（Ｔｒｉｍ）的曲面变为没有被裁剪掉，

因此曲面凸出去了；

● 两个原先相邻的曲面变为不相邻，其情况可能是两个曲面剥离开了；

● 曲面的边消失了；

● 曲面的边扭曲了；

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● 曲面不见了； ● 所有曲面都被打乱了。

解决上述问题的基本观念是：将曲面的边界线整理为正常（或合理）状态。其解决方法如下：

● 删除错误的边界线条，建立新的线条，再将新的线条连

接为封闭循环；

● 直接将错误的线条修整为正确的线条。

二．产品检查

为了提升设计品质，将后续可能出现的问题提前在设计阶段预

防和解决好，应该进行仔细的产品检查。

１检查倒勾：成形品侧面具有凸出或凹入的部分，如侧面之孔，

文字，沟槽，凸缘等，在成型后无法从模具中直接取出成形品，因这些凸出或凹入的部分，对成形品之顶出，构成了干涉作用，若强制顶出，则会使成形品变形，破损，或使模具损伤，此干涉部分称为Ｕｎｄｅｒｃｕｔ（死角），也可称为倒勾。

ａ．客户有意做的倒勾，需要用滑块，斜销等机构来成型；

ｂ．客户建模时无意形成的倒勾，可建议客户更改产品。２产品是否存在无法成型之处；

３肉厚检查：检查肉厚是否均匀，当肉厚从厚到薄急剧变化时，

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会在产品表面形成凹陷，缩水。对于在产品的外观(前模)面有ＬＯＧ凹坑或凸起的部位，为保证均匀肉厚，其后模侧相应的有凸起或凹坑出现，其须作分化处理，以利产品顺利成型。进行产品肉厚分析的方法有：

Ａ．Pro/E main menu:---->analysis---->model

analysis----> Thickness，设定厚度检查中: select plane选择所要分析的平面；填入最大肉厚与最小肉厚；

Ｂ．Pro/E main menu:---->analysis---->model analysis----> Thickness，设定厚度检查中:

select slices---->slices offset 中填入适当值；最大肉厚与最小肉厚；use number of slices填入适当值，点起始位置点; 点取方向平面；

最后点取compute结果中红色圈内及蓝色圈内都表示肉厚在所设定范围之外; results中有结果显示; 点 show all , Pro/E将显示图标结果; 点 Clear, 将清除图标结果显示; 点 info，将显示文字结果。

４有无脱模角检查：

方法有：

Ａ．直接量侧：Analysis →Measure →Angle →选两

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对象量测Plane to Plane；

Ｂ．藉剖面量测：X-Section →Show →选所需之剖面；Analysis →

Measure →Angle →选Curve to Curve；

Ｃ．曲面分析：Analysis →Surface Analysis →Draft

Check →Part→先选下面的条件设定 Both Directions，角度→选上面分析组件为Part →选分模面或分模面的平行面为Pull Direction，整个part都会按角度范围用颜色表示出来，在窗口左上角会有一个颜色和角度的对照表可供参考。

５与其它配合机构件的配合检查。

三．成品处理

由于我们现在所生产的Ｃｏｖｅｒ及Ｂａｓｅ出货前都需要烤

漆，考虑到表面油漆膜厚及一些其它因素，如后续修模方便等，我们须在开模时对客户提供之３Ｄ进行一些修改，保证最终产品管控的尺寸在公差允许的范围之内，尤其是日立Ｄ系列产品的装Ｌｃｄ框的尺寸，我们应在模具图档上单边加大０．０５ｍｍ。例如：

１两个配合零件同时开模时

MEIKEI INDURIAL (PO AN )LTD TOOLING DEPARTMENT 此兩面產品均減肉0.10mm ２零件上的螺丝过孔Ｄ面减肉0.1～0.15mm AD 尺寸Ａ加大0.15～0.20mm ３零件上的定位ＰｉｎＰｉｎ直径减小0.05mm，减肉拔模 Pin ４零件上与开关滑动配合的面此面減肉0.10~0.15mm 6

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四．拔模处理

由于压铸件在冷却定型阶段会产生收缩，铸件会紧紧包住模具

型芯和型腔中的凸起部分，为了便于从型腔中取出铸件或从铸件中抽出型芯，防止脱模时拉伤或擦伤铸件，因此，在设计铸件时，必须考虑铸件内外表面沿脱模方向均具有足够的脱模斜度。

在设计脱模角时应注意以下几个方面：

１对脱模角的制作必须以不改动重要尺寸，不可为倒拔模，以增加铁料为原则，特别是当涉及到成品外观面如改动较大时，则需回传拔模后的３Ｄ给客户确认；

２成品一般拔模角度在２°~３°左右，一般取值为1°,1.5°,２°，2.5°,3°,5°，不可做几位小数的拔模角，如0.68°,0.88°。

３一般为了便于铸件自模内取出﹐其内表面的脱模斜度大于外表面的脱模斜度, 前模侧角度一定要足够大,使模具开模时不致于有粘前模的现象。

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４一般在保证精度及使用要求的前提下,宜尽量将斜度取大,以便于铸件脱模。

５复杂及不规则形状的鑄件,其斜度应大些。

做拔模角时，一般应先将欲拔模的面的圆角去除，做完拔模角后，在重倒圆角，拔模时有两种方式，分别是中性面，中性线，Feature→Create→Tweak→Draft→Neutral plane(curve) ，视其具体情况，灵活运用。

五．分型面（ＰＬ）面的选取

选择合理的分型面是模具设计的基础，它不但能满足制品各个方面的性能要求，且使模具结构简单，成本令人满意。

分型面它是后模（动模）与前模（定模）的界面，是取出铸件或浇注系统凝料的面，它分为：ａ．主分型面，即公前模板的分界面；ｂ．次分型面，即模仁部分，涉及成品的分界面。

一般在选择主分型面前要先考虑成品的拆法，既确定次分型面，主分型面的选择要有利与内部气体的排出，减化模具结构，增加模板强度。

次分型面的选取原则有：

１满足客户的要求，不影响制品外观及使用性能，尤其是

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对外观有明确要求的制品，更应注意分型面对外观的影响；

２有利于保证制品的精度；３有利于模具加工，特别是型腔的加工；４有利于抛光作业；母模側PL面公模側此面抛光非常困难，分型面选择不合理母模側PL面公模側此处必须放电加工，浪费加工时间现抛光很容易将ＰＬ面该在制品底部，便于加工５有利于浇注系统，排气系统的设计；６有利于制品的脱模，确保在开模时使制品留于后模一侧。常见分型面的延伸及处理方式：１平面ＰＬ面的分取

若ＰＬ面与开模方向垂直则直接延伸成ＰＬ面即可；

２斜面ＰＬ面的分取

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斜面靠破后，再延伸一平面定位，同时也有利于加工

对刀；

ＰＬ３曲面ＰＬ面的分取

应沿成品面延伸出１０ｍｍ左右，再做出平台定位。靠破孔的拆法如下：１正面靠破孔

Ａ．当成品上有少数几个靠破孔，而且对成品的外观精度要

求较高，不允许成品外观有任何毛边时，可将靠破孔完全拆在前模，在后模上靠破。

优点：靠破面在后模，成品的外观比较漂亮，后模顶出

力小；

缺点：必须注意成品是否有粘前模的问题；

Ｂ．有时因成品本身结构的，靠破孔必须全部留在后模

成型。

优点：后模可制作镶件，靠破面在前模，成品没有粘前

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模的问题；

缺点：后模顶出力变大，靠破面易损坏跑毛边，前模有痕迹线；

Ｃ．当成品上的靠破孔很多或單個很大时，我们一

般会考虑增加搭桥（Ｂｒｉｄｇｅ），使料流顺畅，其ＰＬ面可参照Ａ或Ｂ处理。

注﹕Ｂｒｉｄｇｅ的厚度在滿足充填的情況下﹐又考慮

到后續加工應盡可能的小﹐設計成便于沖裁的情況。

２侧面靠破孔

侧壁破孔，如为倒勾，则用滑块或斜销成型，如为公前模对插成型，则一定要避免插破尖角的产生，需要有一段靠破面

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（一般为１ｍｍ以上），否则会使模仁尖角处强度过低，易撞断，公前模对插处，必须做出插破角，原则上插破角愈大愈好，在受情况下，插破距离应不小于Xmin =0.２０mm。

靠破，插破面的的延伸：

１若成品的ＰＬ面为一平面，则可直接用Extend Along

Dir延伸出去即可；

２成品的ＰＬ面为一曲面或斜面时，拆模时，需用Extend

Same Srf→Single Dst指令将成品面延伸出来10mm左右，再拉成直面,若直接用Extend Along Dir延伸成品面，则在模仁上会形成一条棱线,不好合模,容易跑毛边,且会增加模具的加工难度；

３靠破，插破面的的延伸还需考虑生成毛边的方向，要有

利于后续作业去除毛边的方便，同时还要考虑模仁的强度，如果插破处太薄，就强度低，容易撞断；４模仁内部与成品无关的插破面的相交处应倒圆角，方便

加工，降低加工成本，消除应力集中。

六．３Ｄ拆模

成品处理完成后，我们就进入到了拆模这一步。铸件在压铸成

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型后，必然会根据一定的比例收缩变小，因此，我们在拆模之前必须对成品格３Ｄ放缩水。

放缩水的方式有Formula(按公式)、By Dimension(按尺寸)、By Scaling(按比例)三种。一般用by scaling﹐可设定三个方向不同的缩水率。选择By Scaling，X、Y、Z为方向因子，即在X、Y、Z三个方向上均作Shrinkage处理。根据提示选择基准坐标系，再依次输入X、Y、Z三个方向上的Shrinkage系数（此系数由压铸合金材料特性决定，如镁合金一般为0.005﹐鋁合金為0.006）。完成缩水处理后的成品除尺寸较原始成品要大外，从外形看不出差别。为示区别可另存一个档案(并以”_shk”作为标识)。

我门一般在Pro/e Assembly模组下进行拆模动作，步骤如下：１在放完缩水后的成品中（Name_Shk）建立模具中心，将

原来的坐标均隐藏；

２建立一个组立档，组立放过缩水的成品进来； Component→Assemble

建立两个Part档，作为公前模仁；

Component→Create→Part 输入Part名为M001→

Empty 再用同样的方法创建另一个Part档，取名为 F001；

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模仁尺寸估算﹕

(1)長寬的估算﹕靠近RUNNER一側的邊距離零件的距離大

致為120mm左右﹐其余的邊距離零件為60mm左右﹐如果有滑塊的話大致為80mm左右

(2)厚度的估算﹕小型模具MOO1=50mm F001=35mm左右大型模具M001=65mm F001=60mm左右

注﹕1.此間考慮冷卻油路的布置方式和尺寸大小 2.模仁厚度的估算公式(供參考)

D模仁厚度=D到模穴的表面之距離+D模穴的深度

+D到模仁底部的距離+D的直徑(到模穴的表面之距離約20 mm最為適宜)

４进入Name_Shk，拷贝前模面；

Modify → Mod Part → Sel By Menu 选取Name_Shk，用Feature→Create→Surface→Copy → Surf & Bnd拷贝前模面，再用Copy、Boundaries、Flat、Merge等方式缝合﹑修补前模面。注：前模面是否完全闭合，可打成线架构看其黄色边界是否只有一条。

５进入F001中，用Protrusion长一个长方体；

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Modify → Mod Part → Sel By Menu 选取F001，

用Feature→Create→Protrusion→Extrude(solid) 生成长方体；

注：其大小为最后加工时的模仁大小。

F001和M001的長和寬應相等 F001的厚度一般情況下小于M001

６从Name_Shk中拷贝入前模面；

Feature→Create→Data Sharing→Copy Geom →

Surface→Quilt Surfs 选择在Name_Shk中创建的前模面，再将Feature Dependency设定为 independent

７依次延伸前模边界到刚建的长方体四周；

Extend → Along Dir → Up To Plane

８用Cut → Use Quilt切出前模仁；

９回到组立档中，用Mod Part进入M001中，用Protrusion

长个长方体，作为后模仁；１０ Cut Out出后模仁；

Component → Adv Utils → Cut Out Sel By Menu 选择M001作为被Cut Out的对象 → Done Sel Sel By Menu 依次选择F001、Name_Shk作为要切除

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的对象 → Done Sel；

１１在F001和M001上分别切去Runner及Overflow，再

对其作局部休整。

如果在产品上存在有倒勾，我们必须将倒勾部分做成滑块及

斜销，使其在开模时能顺利脱开，滑块部分的具体做法是：１在组立档中，建立一个Part，取名为滑块镶件S107，

根据组立图的结构尺寸及Name_Shk中的倒勾部分结构做出版界３Ｄ；

２以同样的方法，建立滑块座，取名为S101，根据组

立图的结构尺寸创建实体；

３在前模，后模上分别Cut Out掉滑块镶件，滑块座。

在这里应该特别注意，滑块镶件中心应尽量与滑块座中心吻合，如果中心有偏差，要在滑块镶件的２Ｄ中表达清楚，以避免加工出现错误。

模仁的成型面主要靠ＣＮＣ及放电来加工，由于受刀具及电

级的影响，模仁上的深孔及凸起过高的部分，很难加工，而且成本很高，在加上其它成型方面的因素，可以将某些部位从模仁上分割下来加工，即做成镶件。镶件的制作比较简单，主要要考虑加工的可行性及经济性，镶件的做法是：

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１单独打开后模仁或前模仁；２ Cut出镶件外形；

３如果镶件上有顶针存在，须Cut出顶针；４另存新档，名为M00X或F00X；

５打开组立档，利用Default将镶件组立进去；６从后模仁或前模仁上Cut Out掉镶件。镶件的設計原則﹕

1. 在不利成型的地方開镶件 2. 便于模仁的加工 3. 成型易損壞處﹐便于更換 4. 盡量不要在前模處開镶件

5. 注意不要和其他的部位干涉(如頂針﹐﹐水管等) 至此，模仁部分的设计基本完成，其中应特别注意的是，成品与后模仁，前模仁，滑块，镶件等３Ｄ之间的组立关系一定要为＂内定＂（Default），以方便检查和后续修模。

模具为一模一穴或一模四穴时，如果产品关于中心完全对称，则应将基准角刻在模仁上，凹0.10mm，便于识别及修模。

由于压铸模具是在高温，高压，高速的情况下工作，不可避免的会出现涨模现象，导致压铸出来的产品的肉厚大于客户设计的肉厚，

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使产品超重，不能满足客户的要求。因此，我们在开模时，必须将产品的肉厚减薄，即对模具的靠破面，插破面作降面处理，一般为0.10～0.20mm。降面的原则有：

１一般降前模的靠破面，插破面；２考虑到加工的方便，尽量降凸出的面；３小于１０°插破面不降面。

现在降面我们一般采取３Ｄ涂颜色，２Ｄ用阴影线来表示降面的区域，如果在镶件上有降面的区域，必须在镶件的３Ｄ上直接做出

七．检查

我们可以将所有的3D零件放入一个组立档案中，以不同的显

示模式来检查，指令如下：View→Model Setup→Component Display →Create，输入名称，我们可以指定３D零件的显示模式为 Bank, Wireframe, Hidden Line, No Hidden,Shading中的一种。检查项目如下：１有无干涉；２有无倒拔模；３有无倒勾；

４其他特征是否已作齐全：倒角（C角和R角），逃料，镶

件沉头，Runner，Overflow等等；

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注﹕(1)模仁側邊逃料深為0.5mm﹐長度小于模仁高度的一半 (2)模仁側邊的R角等于模仁板內側邊的R角﹐一半數

值為20 mm 左右

(3)C角等于模仁板內底角R+1 ５检查3D与2D的一致性；

６ 3D组立时，查看各种零件是否正确，保证无误；７有无尖角。

八．传档规范

鉴于模具设计的连续性，使同一套模具可由不同的设计人员顺

利接手，进行后续的设变等工作，3D传档须规范化，Pro/e内定的单位一律设定为mm。必须保存的档案有：１客户原始3D档案；

２拆模所用的3D（已经做好拔模角的）；３各模具组件的Part档；

４后续工作时所有接手者所必知的档案。

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