第1章  模具設計基礎

1.1  模具入門知識 

1.2  模具設計方法

1.1  模具入門知識

1.1.1  模具的定義和分類

模具是指能夠使坯料（如金屬、塑料、橡膠、玻璃、陶瓷等）在外力作用下成為具有特定形狀和尺寸的制件的工具，它具有特定的輪廓或內腔形狀。

模具一般分為動模和定模兩部分，兩者分開時可以裝入坯料或取出制件；兩者合攏時可以使坯料成型。外力可以通過模具施加在坯料上，也可以通過氣壓、柱塞或沖頭施加在坯料上。

模具種類繁多，按照不同的標準可以劃分為不同的類型。
（1）按照成型材料的不同可以分為：用來加工金屬制品的模具和用來加工非金屬制品的模具。
（2）按照本身材料的不同可以分為：砂型模具、金屬模具、真空模具和石蠟模具等。
（3）按照加工工藝和成型材料的不同可以分為：鍛造模具、塑料模具（包括注塑模具、吹塑模具和擠塑模具等）、壓鑄模具、粉末冶金模具、沖壓模具、橡膠模具、玻璃模具和陶瓷模具等。

1.1.2  Pro/E模具設計模塊

Pro/E可以滿足各種模具的設計需要，而且易用、可靠、智能、高效，該軟件提供了以下幾種模具功能模塊。
基礎模塊（Foundation）和組件模塊（Assembly）：將模具作為普通組件進行設計，先通過這兩個基本模塊設計出模具元件，再將模具元件裝配成模具組件。
模具設計模塊（Pro/Moldesign）：用來設計注塑模具型腔和吹塑模具型腔等。
鑄造模具模塊（Pro/Casting）：用來設計合金壓鑄模具型腔和澆注模具型腔等。
EMX（模具設計專家）：是Pro/E軟件的外掛模塊，用來為各種模具設計模架。
鈑金模架庫模塊（PDX）：是Pro/E軟件的外掛模塊，用來為沖壓模具設計模架。
塑料顧問（Plastic Advisor）：用來對注塑模具進行鑄模填充分析。
1.1.3  Pro/E模具設計術語

在使用Pro/E進行模具設計時經常會碰到一些術語，熟悉這些術語，對于理解和掌握Pro/E模具設計具有很大的幫助。
設計模型：也叫參照零件，是模具要制造的產品原型，它決定了模具的類型、型腔結構等。

1.1.4  Pro/E模具設計流程

利用模具設計模塊（Pro/Moldesign）可以模擬模具的設計過程。模具設計由許多環節組成，且密不可分，其基本設計流程如下。

（1）創建模具模型：模具模型由參照模型和工件模型組成，前者對應的設計模型一般在零件模式下創建，然后裝配到模具模式中，工件模型則通常直接在模具模式下創建。
（2）設置收縮率：由于制件在冷卻固化后，會出現收縮，為了彌補這種缺陷，需要在整個模型上按比例或按尺寸設置收縮率。

（3）創建分型面或體積塊：創建合理的分型面，用其對工件進行分割，或者直接創建模具體積塊。

（4）分割工件：利用分型面或模具體積塊將工件分割成多個單獨的模具體積塊。
（5）抽取模具元件：通過抽取模具體積塊得到模具實體元件（如凹模、凸模等）。

（6）創建澆注系統和冷卻系統：為模具創建進料通道和水冷系統等。

（7）模具檢測：對模具進行分析檢測，包括拔模檢測、吃水線檢測、厚度檢測和分型面檢查等。
（8）創建鑄件：用坯料填充模具型腔，從而創建模具鑄件。

（9）開模仿真：模擬打開模具。

（10）創建模架：為模具創建模架，也可直接從EMX中調用標準的模架零件來創建。

1.2  模具設計方法

1.2.1  組件設計法——法蘭螺帽模具

Pro/E軟件提供了許多模具設計模塊和工具，用戶在設計模具時，可以根據產品的具體形狀、樣式和復雜程度，選用不同的設計方法，主要包括組件設計法、分型面法和體積塊法等。

　組件設計法是指在不進入模具設計模塊（Pro/Moldesign）的情況下，直接在組件模塊下設計模具，其操作方法和一般的零件建模、組件裝配過程類似。該方法雖然操作比較繁瑣，但容易理解，應用廣泛，理論上適用于所有產品，特別是造型復雜的產品。