汽車活塞托架注塑模具設計【一模一腔】【說明書+CAD】

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畢業(yè)設計(論文)外文資料翻譯 系 別 電信息系系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 B070203 姓 名 李 勇 學 號 B0706011 外文出處 ScienceDirect International Journal of Machine Tools & Manufacture 47 (2007) 740–747 附 件 1. 原文； 2. 譯文 分析快速成型注塑模具加工程序 Sadegh Rahmati, Phill Dickens 摘要 隨著全球市場競爭的日益激烈，企業(yè)壓力增加，不斷調(diào)低產(chǎn)品生產(chǎn)周期。由于交貨時間和工具加工成本趨于下降的趨勢,所以現(xiàn)代工具制造廠必須在壓力下快速、準確、以較低成本來生產(chǎn)產(chǎn)品。縮短生產(chǎn)原型產(chǎn)品是時間加快新產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵?？焖俪尚湍＞呱a(chǎn)當中，特別使用快速成型技術(shù)制造注塑模具裝配可節(jié)約生產(chǎn)成本并減少時間。在本文中,快速成型技術(shù)是用來直接生產(chǎn)快速注射模這種短期生產(chǎn)工具。對快速成形工具成功注射的數(shù)量及其性能進行評價分析。快速成型環(huán)氧工具能抵抗注射壓力、注射溫度以及500次注射次數(shù)。對注射過程中工具失效機制調(diào)查得知工具的失效是由于過度的彎曲應力或是因為由于剪切應力過大而造成的。 2006年愛思唯爾出版社有限公司版權(quán)所有。 介紹 設計降低生產(chǎn)新部件時間的方法,因為產(chǎn)品的交貨時間拖很久的話無法滿足客戶需求[1,2]。設計能力提高、產(chǎn)品品種增加、交貨時間縮短，以及產(chǎn)量降低，均是快速模具技術(shù)發(fā)展的重要驅(qū)動力,生產(chǎn)期間，加工時間和生產(chǎn)成本明顯有所降低[3 - 5]。與此同時,快速成型模具加工技術(shù)正在不斷提高,并在制造商企業(yè)內(nèi)越來越受歡迎 [6 - 8]。在諾丁漢大學研發(fā)的快速成型注塑模具工具方面占有兩種優(yōu)勢。 第一種是在在應力和溫度的極端條件下針對工具的設計可提供資料數(shù)據(jù),并能從不同的測試中獲取數(shù)據(jù), 類似于真實情況[9]。第二種是研發(fā)一種理論分析快速成型注塑模具過程的方法 [10]。這證明可使用少量的快速成型注塑模具成功生產(chǎn)五百個以上數(shù)量的工具零件。 作者：S. Rahmati的郵箱，rahmati@rapidtoolpart.com。英國拉夫堡大學快速生產(chǎn)研究小組的負責人和教授。 實驗方法 在構(gòu)建快速成型注塑模具工具過程當中，根據(jù)光固化快速成型250型號快速成型機上的CAD數(shù)據(jù)，直接將環(huán)氧樹脂殼層嵌入到模具當中。這些嵌入物正好通過鋼框架插入到鋼模具當中，模具背面用鋁粉或是鋁薄片和環(huán)氧樹脂的混合物填充(圖1)。這些混合物額外增加了嵌入物力量并使模具具有散熱特點。使用50噸的巴頓菲爾注塑機測試快速成型工具，生產(chǎn)聚丙烯和丙烯腈丁二烯苯乙烯零件。如圖2 彈簧澆注系統(tǒng) 快速成型模具 上內(nèi)模 腔鋼框架 模后填充材料 鐵心用鋼框架 頂出 針 快速成型模具下內(nèi)膜 圖1：快速成型模具工具鑲件橫截面 圖2：從快速成型工具取出后的模具狀態(tài) 模具加工過程當中，測出型腔模具溫度和壓力，利用不同的熱電偶控制熔體溫度，以盡可能地確保型腔狀態(tài)保持一致。使用光學顯微鏡或是掃描電子顯微鏡檢測兩種模具斷裂樣本。裂縫的立方體用于橫截面和斷裂面的研究。裂縫當中嵌入模具材料的立方體，使用鑄造材料鑄好，切割然后使用光學顯微鏡將其拋光，以便于檢測?？墒?，使用掃描電子顯微鏡研究立方體斷裂面和模心，導致快速成型模具工具出現(xiàn)失效機理。 注射壓力分析 在噴射器底部放上測壓軟件來檢測壓力剖面（如圖3）。 澆道套 模制 澆鑄道 噴射器內(nèi)角 模腔邊 噴射器中間 噴射器 測壓元件 模蕊側(cè)  噴射器中間 測壓元件電纜 圖3：噴射器和測壓元件的位置 在頂針施加的壓力將轉(zhuǎn)移到放置在噴射器另一末端的測壓元件上。取五個頂針其中的三個,其中一放在噴射器中間，另外兩個放在噴射器拐角處，測量壓力。所有的測壓元件與數(shù)據(jù)記錄器連接，并用電腦操作。在注射過程中記錄的變化電壓轉(zhuǎn)換成為壓力。結(jié)果如圖4描繪所示，在噴射器中間達到最大噴射壓力1650 psi （11.4兆帕), 在噴射器拐角壓力下降到約1300psi(9兆帕)。 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 快速成形環(huán)氧樹脂模具型腔三個地方的壓力剖面 Corner Pressure 1 Middle Pressure Corner Pressure 3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 時間 (秒) 圖4. 快速成形環(huán)氧樹脂模具型腔三個地方的壓力剖面。 快速成型環(huán)氧樹脂模具工具相關(guān)溫度和材料的研究 圖5記錄了在周期時間內(nèi)的典型實際溫度，在開始下一次注射前，溫度達到451攝氏足夠在規(guī)定時間內(nèi)完成使模具冷卻過程。為了計算抗?jié)q強度和剪切應力，需準備標準實驗樣品，規(guī)格按照ISO527測量剪切應力，按照ISO179檢測沖擊強度。 120 100 80 60 40  模心1 模心2 模心3 模心4 型腔1 型腔2 型腔3 型腔4 20 0 0 100 200 300 400 500 600 時間 秒) 圖5：環(huán)氧樹脂模具工具內(nèi)逐次循環(huán)溫度變化 沖擊強度平均值被測定為28.4 kJ/m2 ，不同溫度平均值如圖6描繪所示。環(huán)氧樹脂拉力和剪切力測試結(jié)果如圖7所示。 100 90 沖擊強度 80 70 60 50 40 30 20 10 20 30 40 50 60 70 80 90 溫度 (攝氏度) 圖6：飽和環(huán)氧樹脂的不同溫度下相關(guān)的沖擊強度。 70 70 60 60 抗拉強度(MPa) 50 剪切應力(MPa) 50 40 40 30 30 20 20 10 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 溫度 (°C) 圖7：快速成型環(huán)氧樹脂5170型號模具的相關(guān)溫度下的最大抗拉強度和最大剪切應力 失效機理分析 當塑膠被注入到在型腔時,型腔內(nèi)突然壓力上升, 在成型周期期間內(nèi)腔壓力達到最高(圖4)。這種壓力表現(xiàn)出核心特征,這可能導致工具斷裂,如果超過材料的極限抗拉強度極限抗撓曲強度，圖8顯示了在注塑期間各種可能發(fā)生的情況,。在8(a),沒有失敗,8(b)中出現(xiàn)一個彎曲故障，8(c)有一個剪切破壞。瞬間彎曲應力會導致過程失敗,或是裂紋擴展，疲勞失效。 立方體 模制 流動方向 旋轉(zhuǎn)點 熔體壓力傳感器 熔體壓力傳感器 (a) (b) (c) 圖8：注射期間發(fā)生不同情況下示意圖，(a) 沒有失敗; (b) 玩去破壞; (c) 剪切失敗. 在注射過程中抗彎失敗 觀察到絕大多數(shù)失敗的情況是在彎曲應力上。出現(xiàn)彎曲故障時注射壓力克服了工具的抗彎強度,致使繞軸點旋轉(zhuǎn),最終導致斷裂(圖8(b))。如果注射壓力超出了快速成型模具工具的抗彎強度這種情況可能會出現(xiàn),但通常抗彎失敗是由于使用次數(shù)過多 (圖9)。表1記錄了快速成型模具立方體的抗彎強度的相關(guān)理論計算。 Z Y X軸方向的彎曲應力 X a h Y Y 中性軸 塑性流動 圖9立方體壓力參量和迎風氣流示意圖 表 1 快速成型模具立方體彎曲應力 慣性矩 力矩 彎曲應力 40 1攝氏度 撓曲強度 （m4) (N m) (Mpa) (Mpa) 立方體1 108 x 10—12 1.687 46.85 65.0 然而,在實踐當中,產(chǎn)生了數(shù)以百計的快速成型模具工具零件失效情況,過高地估計理論模型的彎曲應力。這兩個理由，第一，最小寬高比為10時彎曲應力方可承擔,而實驗當中高寬比為四。第二, 在注射過程中注射壓力施加應該在在立方體的前面,但是現(xiàn)實中這種壓力施加在熔壓方塊的后面。 疲勞裂紋擴展 圖10是一幅拍攝在實際故障發(fā)生前的制模斷面圖，圖中顯示的是在后續(xù)注射制模時真實的逆裂紋方向，也就是裂紋產(chǎn)生的相反方向。圖11顯示了一個簡單的立方體的抗彎失敗圖,而圖10是經(jīng)過大量的鏡頭拍攝得到的。在快速成型模具工具在設置應力集中時發(fā)生裂紋萌生,如尖銳的角度和階梯(此為快速成型模具工具零件固有性質(zhì))。 圖10：制模過程失敗前產(chǎn)生的多余的裂紋 圖11：抗彎失敗后裂紋擴展圖 裂縫破壞的跡象如圖12所示,能看到在破裂面條紋形式排列,每條裂紋都代表裂紋擴展狀態(tài)。 圖12 掃描式電子顯微鏡下觀察到的斷裂面上的真實條紋 剪切破壞 剪切破壞在熔體流動的方向剪切時出現(xiàn)。圖13展示了快速成型模具立方體的剪切斷面圖。值得注意的是,快速成形模具立方體是通過塑料流動堆積而成的表2記錄了剪切應力的計算結(jié)果, 在操作期間產(chǎn)生快速成型工具的最大剪切應力，均低于快速成型工具工具的抗剪強度。此外, 在表2最后一列所示注射溫度超過401攝氏度時快速成型工具可以被制做成功。圖14,描繪立方體各點最大剪切應力的剪切應力與平均剪切應力比較，以及最大剪切應力各點拋物曲線情形。 表 2 快速成型模具立方體個點剪切應力 剪切面積 AS (mm2) 剪切力 V (N) 剪切應力 tave (Mpa) 剪切強度（40 1攝氏度） (Mpa) 最高溫度 (1C) 立方體1 36 421.64 11.71 24.3 65.3 立方體2 2 30 421.64 14.05 24.3 61.5 立方體3 3 24 421.64 17.57 24.3 55.9 立方體4 18 421.64 23.42 24.3 46.4 ? ? N.A. 圖14：最大立方體底部剪切壓力分布圖 結(jié)論 該技術(shù)成功的關(guān)鍵是快速成形工具必須有極低的導熱系數(shù)和較短的注射時間 (圖15)。這兩個因素是快速成型注塑模具成功的關(guān)鍵, 可大多情況下都被忽略了。 圖15：注射期間壓力與溫度相關(guān)分布圖 工作的結(jié)果可歸納如下: ?使用環(huán)氧樹脂過以生產(chǎn)超500個零件，并且使用外間空氣冷卻型腔到451攝氏度。 ?在注射過程中工具的失效歸因于塑料溫度。 ?在注射過程中在工具韌性不好,或在工具溫度過高時可能會出現(xiàn)失敗。 ?經(jīng)驗和理論計算確認,在注射過程中大多是由于抗彎曲應力失效而失敗。減少了長寬比的特征會降低工具抗彎曲失敗的現(xiàn)象。 ?在注射過程中很少可能由于彎曲破壞而導致剪切應力失效，由于快速成形工具要求特定條件，溫度超過401攝氏度才能注射。 參考文獻 1. [1] D. Chen, F. Cheng，《工業(yè)技術(shù)一體化的產(chǎn)品和工藝開發(fā)過程使用快速成型和工作細胞仿真技術(shù)雜志》16(1)(2000)。 2. J.A. McDonald, C.J. Ryall, D.H. Wimpenny快速原型個案資料，專業(yè)工程出版，英國，2001。 3. M.A. Evans, R.I. Campbell，使用快速成型模型比較評估工業(yè)設計和加工技術(shù)研討會，快速樣機成型雜志 9（5）（2003） 4. A. Venus, S. Crommert,快速成型注塑模具工業(yè)生產(chǎn)，快速原型法，容積2（2）。美國迪爾伯恩市1996。 5. Y. Li, M. Keefe, E.P. Gargiulo,研究直接加工快速成型模具工具，第六快速成形制造方法歐洲會議，諾丁漢,英國,1997年7月,ISBN:0-9519759-7-8，頁數(shù)：253-266。 6. P. Decelles, M. Barritt, AIM原型工具,三維系統(tǒng),1996年P(guān) / N 70275/11-25-96。 7. T. Greaves, (Delphi-GM),研究:利用快速成型技術(shù)發(fā)展注塑模制模工具，生產(chǎn)廠家會議,1997年。 8. P. Jacobs,快速成型模具進展,快速成型會議，10月，美國馬里蘭大學,1996年。 9. S. Rahmati, P.M. Dickens,快速成型注塑模具工具,第六個快速成形及其制造方面的歐洲會議，諾丁漢,英國,ISBN:0-9519759-7-8,1997年,第213-224頁。 10. S. Rahmati, P.M. Dickens,注塑模具的失效分析,第八年度固體成形技術(shù),德克薩斯州,1997年,頁數(shù)295-305。 摘 要 本設計題目為汽車活塞托架注塑模設計，體現(xiàn)了深薄壁類塑料零件的設計要求、內(nèi)容及方向，有一定的設計意義。通過對該零件模具的設計，進一步加強了設計者注塑模設計的基礎(chǔ)知識，為設計更復雜的注塑模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗。 通過觀察分析可知，該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，用于該產(chǎn)品生產(chǎn)的注塑模具結(jié)構(gòu)亦不復雜，直接采用頂桿頂出本設計運用塑料成型工藝及模具設計的基礎(chǔ)知識，首先分析了塑件的成分及性能要求，為選取澆口的類型做好了準備；然后分析了塑件的特征，確定模具的設計參數(shù)、設計要點及推出裝置的選取。 關(guān)鍵詞：注塑模 澆口 分型 造型過程 Abstract This design topic notes a mold design for the car piston bracket, body now deeply thin wall plastics design request, contents and direction of the spare parts, there is certain design meaning.Pass the design to the spare parts' molding tool, strengthenned a design to note the Su mold foundation knowledge of design further, for design to more complicatedly note a molding tool to have done cushion and absorb deeper experience. Pass the observation analysis can know, the product's structure simple, used for that product to produce of note a Su molding tool structure as well not complicated, direct doption crest pole crest originally designs usage plastics to model the foundation knowledge of craft and molding tool design, composition and function which analyzed a Su piece first request, sprinkle an oscular type to have done preparation for the selection;Then analyzed the characteristic of Su piece, make sure the design parameter, design important point of molding tool and release the selection of device. Keywords: Injection mould , gate，Cent type, Shape process 河南機電高等?？茖W校 學生畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 學生姓名 學 號 指導教師 選題情況 課題名稱 難易程度 偏難 適中 偏易 工作量 較大 合理 較小 符合規(guī)范化的要求 任務書 有 無 開題報告 有 無 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學習態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進度 快 按計劃進行 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定： 所在專業(yè)意見： 負責人： 年 月 日 河南機電高等專科學校 畢業(yè)設計任務書 系 部： 專 業(yè)： 學生姓名: 學 號: 設計(論文)題目： 汽車活塞托架三維模型及模具設計 起 迄 日 期: 2007 年 3 月20 日~ 6 月18 日 指 導 教 師: 發(fā)任務書日期:2007 年 3 月 20 日  任務書填寫要求 1．畢業(yè)設計（論文）任務書由指導教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學生所在專業(yè)的負責人審查、系主管領(lǐng)導簽字后生效。此任務書應在畢業(yè)設計（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學生； 2．任務書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼； 3．任務書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學生畢業(yè)設計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應當經(jīng)過所在專業(yè)及系主管領(lǐng)導審批后方可重新填寫； 4．任務書內(nèi)有關(guān)“系”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼，學生的“學號”要寫全號，請規(guī)范化填寫； 5．任務書內(nèi)“主要參考文獻”的填寫，應按照國標GB 7714—87《文后參考文獻著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性； 6．有關(guān)年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2002年4月2日”或“2002-04-02”。 畢 業(yè) 設 計 任 務 書 1．本畢業(yè)設計課題來源及應達到的目的： 1. 要求設計一套塑料模具成型此零件。要求該模具設計簡單，成型容易，脫模容易。 2. 要求有所設計模具的裝配圖和全部的零件圖（非標準件），有一個典型零件加工 工藝卡。 3. 通過此設計，讓學生理解塑料模具設計與制造的過程，為以后的學習和工作打下了一定基礎(chǔ)。 2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 1、第1-2周 查閱資料，根據(jù)零件的二維圖分析其結(jié)構(gòu)，完成開題準備工作； 2、第3周 利用UG NX3.0設計汽車活塞托架零件三維模型，并導出二維圖； 3、第4-5周 利用UG NX3.0的Mold Wizard模塊進行注塑模具的設計； 4、第6-7周 對結(jié)構(gòu)進行虛擬裝配，導出二維工程圖； 5、第8周—畢業(yè) 總結(jié)、撰寫論文、準備答辯。 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 系部意見： 系領(lǐng)導： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計說明書 畢業(yè)設計題目：汽車活塞托架三維模型及模具設計 系 部 專 業(yè) 班 級 學生姓名 學 號 指導教師 2007年 6月18 日 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書/論文 汽車活塞托架三維模型及模具設計 一 緒論 模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑料制品在航空、航天、電子、機械、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應用，產(chǎn)品對模具的要求越來越高，傳統(tǒng)的模具設計方法已無法適應產(chǎn)品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求。CAD/CAM/CAE技術(shù)已成為塑料產(chǎn)品開發(fā)、模具設計及產(chǎn)品加工中這些薄弱環(huán)節(jié)的最有效的途經(jīng)。同傳統(tǒng)的模具設計相比，CAD/CAM/CAE技術(shù)無論在提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量，還是在降低成本、減輕勞動強度等方面，都具有很大的優(yōu)越性。近幾年，CAD/CAM/CAE技術(shù)在汽車、家電、電子通訊、化工和日用品等領(lǐng)域逐步地得到了廣泛應用。 （一）、模具工業(yè)行業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1、國內(nèi)模具現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應用。近年來，隨著我國產(chǎn)品制造業(yè)蓬勃發(fā)展，模具制造業(yè)也相應進入了高速發(fā)展時期。據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，1995年我國模具工業(yè)總產(chǎn)值約為145億，而2003年已達450億左右，年均增長14%。另據(jù)統(tǒng)計，我國（不含臺灣、香港、澳門地區(qū)）現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠點已超過20000家，從業(yè)人員有60萬人，模具年產(chǎn)值在一億以上的企業(yè)已達十多家?？梢灶A見，我國經(jīng)濟的高速發(fā)展將對模具提出更為大量、更為迫切的需求，特別需要發(fā)展大型、精密、復雜、長壽命的模具。同時要求模具設計、制造和生產(chǎn)周期要達到全新的水平。 我國模具制造業(yè)面臨著發(fā)展的機遇，但同時也面臨著更大的挑戰(zhàn)。雖然我國模具行業(yè)發(fā)展迅速，但還遠遠不能適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。我國尚存在很大的不足，主要表現(xiàn)在以下幾個方面: 第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經(jīng)濟，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是15～20萬美元，有的高達25～30萬美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數(shù)控化率和CAD/CAM應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套，設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。 第四，專業(yè)化、標準化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。 差距和不足雖然存在，但我國模具工業(yè)的技術(shù)水平近年來也取得了長足的進步，其發(fā)展也是明顯的，特別是大型、精密、復雜、高效和長壽命模具上了一個新臺階。大型復雜沖模以汽車覆蓋件模具為代表，已能生產(chǎn)部分新型轎車的覆蓋件模具。體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級進模的覆蓋面，已從電機、電器鐵芯片模具，擴展到接插件、電子槍零件、空調(diào)器散熱片等家電零件模具。在大型塑料模具方面，已能生產(chǎn)48英寸電視的塑殼模具、6.5K g大容量洗衣機全套塑料模具，以及汽車保險杠、整體儀表板等模具。在精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具等。在大型精密復雜壓鑄模方面，國內(nèi)已能生產(chǎn)自動扶梯整體踏板壓鑄模及汽車后橋齒輪箱壓鑄模。其他類型的模具，例如子午線輪胎活絡模具、鋁合金和塑料門窗異型材擠出模等，也都達到了較高的水平，并可替代進口模具。 根據(jù)國內(nèi)和國際模具市場的發(fā)展狀況，有關(guān)專家預測，未來我國的模具經(jīng)過行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整后，將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢：一是模具日趨大型化；二是模具的精度將越來越高；三是多功能復合模具將進一步發(fā)展；四是熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高；五是氣輔模具及適應高壓注射成型等工藝的模具將有較大發(fā)展；六是模具標準化和模具標準件的應用將日漸廣泛；七是快速經(jīng)濟模具的前景十分廣闊；八是壓鑄模的比例將不斷提高，同時對壓鑄模的壽命和復雜程度也將提出越來越高的要求；九是塑料模具的比例將不斷增大；十是模具技術(shù)含量將不斷提高，中高檔模具比例將不斷增大，這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整所導致的模具市場未來走勢的變化。 　2、國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應求的局面，世界模具市場年交易總額為600～650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。國外模具總量中,大型、精密、復雜、長壽命模具的比例占到50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產(chǎn)值達48億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設計、模具工藝設計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多15～20萬美元，有的達到 25～30萬美元。我國模具標準件使用覆蓋率只有45％，而國外先進國家模具標準件使用覆蓋率卻已達70%以上。 綜觀模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，國外模具發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1、理論研究的加強和模具的標準化2、模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展3、模具檢測、加工設備向精密、高效和多功能方向發(fā)展4、快速經(jīng)濟制模技術(shù) 5、模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速6、模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認同。 （二） UG及其在模具設計工程中的應用 1、UG軟件及其功能特點 （1） UG起源及發(fā)展 Unigraphics（簡稱UG）是世界著名的通用機械CAD/CAM/CAE一體化軟件。它起源于美國麥道(MD)公司，1991年11月并入美國通用汽車公司EDS分部。如今EDS是全世界最大的信息技術(shù)(IT)服務公司，UG由其獨立子公司UnigraphicsSolutions開發(fā)。UG是一個集CAD、CAE和CAM于一體的機械工程輔助系統(tǒng)，適用于航空航天器、汽車、通用機械以及模具等的設計、分析及制造工程。該軟件可在HP、Sun、SGI等工作站上運行，自稱安裝總數(shù)近3萬臺。UG采用基于特征的實體造型，具有尺寸驅(qū)動編輯功能和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了CAD、CAE、CAM之間無數(shù)據(jù)交換的自由切換，它具有很強的數(shù)控加工能力，可以進行2軸～2.5軸、3軸～5軸聯(lián)動的復雜曲面加工和鏜銑。UG還提供了二次開發(fā)工具GRIP、UFUNG、ITK，允許用戶擴展UG的功能。UG自90年初進入中國市場，至今已裝機2000臺套左右。 Unigraphics NX是一種交互式的計算機輔助設計（CAD），計算機輔助分析（CAE）和計算機輔助制造（CAM）系統(tǒng)，它是Unigraphics系列軟件的最新版本。Unigraphics NX的出現(xiàn)，為Unigraphics系列軟件的推廣開拓出更廣闊的前景。目前，集世界一流的產(chǎn)品設計，工程分析及生產(chǎn)制造系統(tǒng)與一體的Unigraphics 軟件已廣泛地應用于航天航空汽車機械及模具等各個領(lǐng)域。 （2） UG功能特點 UG是世界上先進的CAD/CAE/CAM集成技術(shù)的大型軟件，其功能強大，使用該軟件進行設計，能直觀、準確地反映零、組件的形狀、裝配關(guān)系，可以使產(chǎn)品開發(fā)完全實現(xiàn)設計、工藝、制造的無紙化生產(chǎn)，并可使產(chǎn)品設計、工裝設計、工裝制造等工作并行開展，大大縮短了生產(chǎn)周期，非常有利于新品試制及多品種產(chǎn)品的設計、開發(fā)、制造。在新品開發(fā)期間，能通過其強大的功能及時檢查尺寸干涉、計算重量及相關(guān)特性，提高產(chǎn)品的設計質(zhì)量，對復雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品裝配工藝、焊接工藝中工序的合理安排有著非常好的指導性。因此，該軟件為工廠提供了一個強有力的新品開發(fā)手段。 在以往的產(chǎn)品設計中，我們主要采用了AUTOCAD軟件。由于其功能有限，三維建模有很大的局限性，產(chǎn)品的最終效果無法很好的體現(xiàn)，用戶常常無法看到準確的三維造型，只有等樣品開發(fā)出來以后再進行產(chǎn)品確認。如用戶對外觀式樣不太滿意，就需要反復修改模具，甚至有時需要廢掉原有的模具，重新開模，再次進行樣品生產(chǎn)確認。這樣既耽誤了產(chǎn)品開發(fā)周期，又增加了開發(fā)成本。而UG軟件的實體模型功能能夠在設計階段給用戶提供產(chǎn)品的實體模型用于確認，縮短了產(chǎn)品的確認周期，而且具有復合式建模工具，允許在需要的時候增加、刪除、抑制、恢復、改變產(chǎn)品參數(shù)，使修改更加具有靈活性，因此，在產(chǎn)品及模具設計開發(fā)中起了很大的作用，使用非常方便。 UG軟件的線框造型模塊提供了繪制基本圖素點、直線、圓弧、曲線的操作指令和線的倒角、剪切、編輯、分割等功能，實體造型模塊提供了各種基本幾何元素塊體、圓柱體、錐體和環(huán)體的操作和拉伸實體、旋轉(zhuǎn)實體、縫合、鉆孔、挖槽、凸臺、抽殼、倒圓角、倒斜角、錐臺以及布爾運算的實體相加、實體相減、實體相交等操作，曲面造型模塊可以完成各種規(guī)則曲面、二次曲面及不規(guī)則曲面的生成，在曲面的具體實現(xiàn)上有直紋面、掃描曲面、邊界曲線控制、網(wǎng)格曲線控制、矩形點組控制、曲線拉伸、過渡曲面、延伸曲面、偏置曲面、曲面倒圓、曲面橋接等各種方法。這些命令在造型過程中使用方便，特別是在曲面造型及設計中起到了重要作用。 總起來講，UG是先進的CAD/CAE/CAM集成技術(shù)應用的大型軟件，其功能強大操作靈活，在機械工程領(lǐng)域的應用越發(fā)廣泛，尤其在模具設計制造方面，更是設計人員的得力助手，有效地提高了工作效率，減輕了勞動強度。在眾多三維CAD軟件中，UG以其強大的功能長期占據(jù)著業(yè)界的主導地位。 （三）、UG在注塑模具設計中的應用 （1）UG3.0/Mold Wizard模塊 注塑產(chǎn)品在汽車，日用消費品，電子和醫(yī)療工業(yè)中占據(jù)著重要的地位。UG3.0/Mold Wizard是針對注塑模具設計的一個過程應用，型腔和模架庫的設計統(tǒng)一到整個連接過程中。UG3.0/Mold Wizard為設計模具的型腔型心滑塊提升裝置和嵌件提升高級建模工具，最終目的是快速方便地建立與產(chǎn)品參數(shù)相關(guān)的三維實體模具，并將之用于加工。 UG3.0/Mold Wizard用全參數(shù)的方法自動處理在模具設計中耗時且難做的部分，并且產(chǎn)品參數(shù)的改變將會反饋回模具設計，UG3.0/Mold Wizard會自動更新所有相關(guān)的模具部件。 UG3.0/Mold Wizard的模架庫及其標準件庫包含有參數(shù)化的模架裝配結(jié)構(gòu)和模具標準件，其中模具標準件包括滑塊和內(nèi)抽芯，可用參數(shù)控制所選用的標準件在模具中的位置，UG3.0/Mold Wizard與如UG3.0/Wave和Unigraphics主模型的強大技術(shù)組合在一起設計模具。模具設計參數(shù)預設置功能允許用戶按照自己的標準設置系統(tǒng)變量，比如顏色，層，路徑和初始公差等。UG3.0/Mold Wizard具備以下優(yōu)點：（1）過程自動化；（2）易于使用；（3）完全相關(guān)性。 （2） UG三維技術(shù)在模具設計及改進中的應用 近年來，隨著三維CAD技術(shù)的飛速發(fā)展，使其在機械工程領(lǐng)域的應用越發(fā)廣泛。UG是個基于特征化的，全參數(shù)化的輔助設計軟件，它能實現(xiàn)CAD,CAE,CAM等各種功能，涵蓋機械設計各個領(lǐng)域，在機械產(chǎn)品的設計制造及改進過程中起著重要作用。 采用UG軟件技術(shù)，有助于解決零部件從設計到生產(chǎn)所出現(xiàn)的技術(shù)問題，以達到縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本以及優(yōu)化產(chǎn)品性能等目的。UG不僅在機械設計制造中有重要應用，除此以外，它有許多特點非常適用于模具的設計及改造： 比如直接建模能夠在已有特征上快速建模，有利于模具的結(jié)構(gòu)改動， 參數(shù)化設計能快速改動設計尺寸，可避免繁瑣的尺寸計算； 幾何關(guān)系聯(lián)接能快速建立裝配零件間的對應關(guān)系，使一些零件隨關(guān)鍵零件的改動而改動，實現(xiàn)“牽一發(fā)，而動全身”的效果； 精確的干涉檢查，尺寸測量能讓設計人員第一時間知道零件間的裝配關(guān)系，了解設計的效果，避免實際裝配中的干涉； 簡便的三維二維轉(zhuǎn)換及出圖功能能快速完成零件圖的繪制，可以減少重復勞動，縮小設計周期； UG強大功能在模具快速改造中有著重要應用。 （四）、關(guān)于汽車活塞托架注塑模設計 1、汽車活塞托架設計思路 通過觀察分析可知，該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，用于該產(chǎn)品生產(chǎn)的注塑模具結(jié)構(gòu)亦不復雜。本設計中，遵循模具設計的一般步驟，利用UG3.0進行三維造型和注塑模具設計，重點體現(xiàn)了UG3.0中Mold Wizard模塊在注塑模具設計中的應用。 該連接座注塑模具設計的思路為：搜集整理有關(guān)資料，通過二維圖對零件進行結(jié)構(gòu)和工藝分析，利用UG NX3.0對連接座零件進行三維造型，并導出二維圖；分析塑件結(jié)構(gòu)及工藝特點，大致確定模具設計方案，然后利用UG NX3.0的Mold Wizard模塊進行注塑模具的設計；最后，對模具結(jié)構(gòu)進行虛擬裝配，并導出二維工程圖。 2 汽車活塞托架模具設計進度 （1） 了解目前國內(nèi)外模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間10天； （2） 查閱資料，根據(jù)零件的二維圖分析其結(jié)構(gòu)，完成開題準備工作，確定設計方案，所用時間：20天； （3） 利用UG NX3.0設計連接座零件的三維模型，并導出二維圖，所用時間：5天； （4） 利用UG NX3.0的Mold Wizard模塊進行注塑模具的設計；所用時間：15天 （5） 對模具結(jié)構(gòu)進行虛擬裝配，導出二維工程圖；所用時間：5天。 二 零件結(jié)構(gòu)及工藝分析 零件原始資料為：產(chǎn)品零件圖如下圖所示： 設計要求： 1．材料：PS； 2．生產(chǎn)批量：中等批量； 3．未注公差取MT5級精度。 此零件只有通孔，所以此套模具結(jié)構(gòu)比較簡單，成型零件的設計主要考慮型心的嵌入式處理，也不太復雜。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，擬定如下工藝方案進行比較分析。 1、分型面的選擇 分析零件結(jié)構(gòu)可知，分型面應設在零件最大截面處，塑料包緊大型芯留在動模一側(cè)。 2、型腔布局 方案一：塑件中等尺寸，批量不大，采用一模一件可以降低模具成本。 方案二：一模兩件對稱布置，生產(chǎn)效率較高，但模具尺寸偏大，制造成本較一模一件高。 方案三：一模四件對稱布置，生產(chǎn)效率較高，但模具尺寸更大，制造成本較高。 通過以上三種方案的分析比較，根據(jù)經(jīng)濟合理的原則，選擇方案一最合適。 3、澆注系統(tǒng)設計 方案一：采用側(cè)澆口，從分型面進料，主流道過長，造成塑料的浪費，同時主流道偏離模具中心，造成壓力中心偏移。 方案二：采用輪輻式澆口，從塑件上端孔進料，加工簡單，澆口容易去除，不影響塑件外觀，模具結(jié)構(gòu)簡單。 通過對以上兩種設計方案的分析比較，采用第二種方案較好。 三 產(chǎn)品造型設計 本產(chǎn)品重點是產(chǎn)品設計的先后順序，也是設計思路。首先必須使用回轉(zhuǎn)體功能創(chuàng)建產(chǎn)品的主體特征，然后在使用拉伸體功能添加特征和切除特征，最后使用陣列功能創(chuàng)建陣列特征。同時通過學習本范例應基本掌握產(chǎn)品的設計思路，以及回轉(zhuǎn)體功能和陣列功能的綜合利用。 (一) 造型過程： 1． 在WINDOWS環(huán)境下，依次選擇【開始】/【程序】【NX3.0】命令進入UGNX3.0歡迎界面 2． 在【標準】工具條中單擊[新建]按鈕，彈出【新建部件文件夾】對話框，在【文件名】輸入框中輸入新文件名design_1,在【單位】選項中選中【毫米】單位按鈕，然后單擊【OK】按鈕 3． 在【應用程序】工具條中單擊【建摸】按鈕，進入建摸環(huán)境界面。 4． 在【成型特征】工具條中單擊【草圖】按鈕，彈出懸浮工具條，接著依次單擊【YC-ZC平面】按鈕和[確定]按鈕進入草繪界面，然后繪制如圖所示的草圖 5． 在【草圖生成器】工具條中單擊【完成草圖】按鈕或在鍵盤上按下CTAL+Q組合鍵退出草繪界面并返回到建摸界面。 6． 在【成型特征】工具條中單擊【回轉(zhuǎn)】按鈕，彈出對話框，創(chuàng)建回轉(zhuǎn)特征：（1）選中旋轉(zhuǎn)截面（2）方向選ZC正方向（3）起始值為0結(jié)束值為360 （4）然后應用、確定 7． 選擇屏幕上的草繪截面和基準平面，接著MB3并保持，出現(xiàn)推斷式快捷菜單，然后移動鼠標至【隱藏】按鈕隱藏選中圖素。 8． 在[成型特征]工具條中單擊【草圖】按鈕，彈出懸浮工具條，然后雙擊Z軸坐標軸使其改變坐標方向，然后點確定 9． 進入草繪截面后，繪制草圖輪廓如圖所示: 10． 在鍵盤上按下CTRL+Q組合鍵退出草繪界面并返回到建摸界面 11． 在【成型特征】工具條中單擊[拉伸]按鈕，彈出拉伸對話框，創(chuàng)建拉伸特征【注意合并和求差] 結(jié)束值為6 12． 在【成型特征】工具條中單擊【草圖】按鈕，彈出懸浮工具條，接著參照操作步驟8創(chuàng)建草繪平面。然后繪制草圖如圖 13． 在鍵盤上按下CTRL+Q組合鍵退出草繪界面并返回建摸界面 14． 在【成型特征】工具條中單擊[拉伸]按鈕，彈出【拉伸】對話框，創(chuàng)建拉伸切除特征， 15． 在【特征操作】工具條中單擊【實例特征】按鈕，彈出【實例】對話框，創(chuàng)建陣列特征，1環(huán)形陣列2選中陣列對象3選一般4點和方向5選ZC正方向6確定7創(chuàng)建引用 選是，完成后如圖： 16． 完成 并保存 四、汽車活塞托架注塑模設計 （一）轉(zhuǎn)載產(chǎn)品 1． 在【應用程序】工具條中單擊[注塑模向?qū)按鈕，調(diào)出【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l 2． 在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【項目出始化】按鈕，彈出【打開部件文件】對話框，調(diào)出desian_1.prt文件，并設置隨后出現(xiàn)的【項目出始化】對話框參數(shù)：投影單位選毫米部件材料選PS收縮率1.0060 3. 在鍵盤上按下CTRL+M組合鍵進入建摸界面 4. 在【實用工具】工具條中單擊【動態(tài)WCS】按鈕，將坐標向ZC方向移動并饒YC軸旋轉(zhuǎn)1選擇ZC軸上的箭頭，并設置移動距離為25 2單擊ZC—YC平面上的旋轉(zhuǎn)定點，設置其旋轉(zhuǎn)角度180 3單擊MB2確定 5． 在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊[模具坐標]按鈕，彈出【模具坐標】對話框 選（鎖定Z值）當前WCS 6． 在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【工件】按鈕，彈出【工件尺寸】對話框，創(chuàng)建毛坯工件，設置參數(shù)為： 標準長方體 工件尺寸為 X- 25.0000 X+175.0000 Y- 25.0000 Y+ 25.0000 Z-25.0000 Z+55.0000 X向長度：175.000 Y向長度：175.000 Z向上移：55.000 Z向下移：25.000 7． 單擊確定按鈕后系統(tǒng)自動加載工件 8．在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【型腔布局】按鈕，彈出【型腔布局】對話框，設置型腔布局： 選 自動對準中心。 （二） 汽車活塞托架分模過程 1． 在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【分型】按鈕，彈出【分型管理器】對話框，然后單擊【創(chuàng)建/刪除補片曲面】按鈕，對零件進行自動補面，操作過程為1循環(huán)搜索方法 選自動 2點擊 自動修補 2． 在【分型管理器]對話框中選中【補片面】前的復選框，表示補面創(chuàng)建成功 3． 在【分型管理器】對話框中單擊【編輯分型線】按鈕，生成零件分型線， 操作過程為：1自動搜索分型線 2頂出方向選ZC正方向 4． 在【分型管理器]對話框中單擊【創(chuàng)建/編輯分型面】按鈕，彈出【創(chuàng)建分型面】對話框，生成零件分型面，操作過程為： 1創(chuàng)建分型面 2 選 有界平面 然后點確定 5． 在【分型管理器】對話框中單擊【抽取區(qū)域和分型線】按鈕，彈出【區(qū)域和直線】對話框，抽取分型區(qū)域，操作工程為： 抽取區(qū)域方法 選 邊界區(qū)域 確定 邊界邊 6． 在【分型管理器】對話框中單擊【創(chuàng)建型腔和型芯】按鈕，彈出【型芯和型腔】對話框，進行型腔、型芯的創(chuàng)建，操作過程為：1 自動創(chuàng)建型腔型芯 2 后退，完成后如圖所示： 7． 在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【模架】按鈕，彈出【模架管理】對話框，在此選用LKM-SG模架（TYPE——A）， 其參數(shù)設置為： 目錄：LKM-SG 類型：A index=3030 W=175 z-up=55 L=175 Z-down=25 EG-Guide 0:0FF Ap-h 80 BP-h 50 es-n 2 Mold-type T GTYPE 0:0n B Shorten_ej 0 hift_ej_screw 0 8. 單擊確定 系統(tǒng)自動加載模架 （三）標準部件設計 1．在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【標準件】按鈕，彈出【標準件管理器】對話框，創(chuàng)建定位圈部件，操作過程為： 目錄：FUTABA-MM 分類：Locating Ring Interchangeable 類型：M_LRB DIAMETER:100 BOTTOM_C_BORE_DIA:36 2. 在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【標準件】按鈕，彈出【標準件管理器】對話框，創(chuàng)建主流道襯套部件，設置參數(shù)及選項為： 目錄：MISUMI 分類：Sprue Bushings SJB- 類型: SJBC D 16 H 25 SR 12 P 3 A 2 Head_Cut 無 3．單擊對話框中的【確定】按鈕，完成主流道襯套部件的創(chuàng)建 4．在【應用程序】工具條中單擊【裝配】按鈕，調(diào)出【裝配】工具條 5．在[裝配]工具條中單擊【重定位組件】按鈕，彈出懸浮工具條，操作過程為：1選擇主流道襯套 2變換： DX 0.0000 DY： 0.0000 DZ：105.0000 6． 完成主流道襯套裝配 （ 四）頂出機構(gòu)設計 1．在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【標準件】按鈕，彈出【標準件管理】對話框，創(chuàng)建頂桿部件，型號和參數(shù)設置為： 目錄：FUTABA-MM 分類：頂桿 Etector Pin Straight {EI E} CATALOG:EJ CATALOG_DIA 8.0 CATALOG_LENGTH 200 HEAD_TYPE 1 2.單擊【確定】按鈕后，彈出【點構(gòu)造器】對話框，在對話框的基點 XC、YC、ZC、中分別輸入4個坐標點：（20，20，0）（-20，-20，0）（-20，20，0）（20，-20，0），每輸入一個坐標點，單擊【確定】按鈕一次。 3．在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【頂桿】按鈕，彈出【頂桿后處理】對話框，對頂桿進行修剪，操作過程為：1 選擇步驟 配合距離：10.000 10.0 2 選擇頂針 3 頂桿后處理： 片體修剪 修剪部件：mold_txim_016 修剪曲面 選擇修剪面 4 確定 （五） 冷卻系統(tǒng)設計 1. 設計型腔冷卻系統(tǒng)，打開【裝配導航器】，在mold_top_000目錄下選中mold_layout_009目錄中的mole_cavity_011復選框，隱藏其余部分，并通過單擊MB3，選擇[轉(zhuǎn)為工作部件]命令，將型腔轉(zhuǎn)換為當前工作部件。 2. 在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【冷卻】按鈕，對型腔進行冷卻系統(tǒng)的設計，參數(shù)設置為 目錄：COOLING—HOLE 分類：All Standar dx COMPONENT: PIPE_PLUG PIPE_THREAD: M8 DRILL_TTP_1_TYPE: ANGLED DRILL_TTP_2_TYPE: ANGLED 尺寸：選 HOLE 1 DEPTH 改其參數(shù)為160 3．單擊【確定】按鈕后，系統(tǒng)提示選擇添加標準部件的平面，選擇坐側(cè)面，然后定位冷卻孔，操作過程為： 1 選擇平面 2 基點 XC 65.000000000 YC15.000000000 ZC0.000000000 偏置 ： 無 下面按默認 在點構(gòu)造器中 基點為 XC—65.000000000 YC15.000000000 ZC0.000000000 4．在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【冷卻】按鈕，在【目錄】選項卡中選擇PIPE-THREAD 參數(shù)中的M8，然后在【尺寸】選項卡中將 HOLE-2-DEPTH 和HOLE-1-DEPTH 參數(shù)值改為160，單擊[確定] 5．選擇型腔的正表面，然后定位冷卻孔，定位孔XC、YC、ZC、坐標為（65，15.5，0） 結(jié)果如圖所示： 6．在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【冷卻】按鈕，在【目錄】選項卡中選擇PIPE-THREAD 參數(shù)中的M8，然后在【尺寸】選項卡中將 HOLE-2-DEPTH 和HOLE-1-DEPTH參數(shù)值改為70，單擊【確定】 7．選擇型腔的正表面，然后定位冷卻孔，定位孔XC、YC、ZC、坐標為（-65，15.5，0） 8．在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【冷卻】按鈕，在【目錄】選項卡中選擇PIPE-THREAD 參數(shù)中的M8，然后在【尺寸】選項卡中將HOLE-2-DEPTH 和 HOLE-1-DEPTH參數(shù)值改為70，單擊【確定】 9．選擇型腔的后表面，然后定位冷卻孔，定位空XC、YC、ZC坐標為（65，15.5，0） 10．在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【冷卻】按鈕，在【目錄】選項卡中選擇PIPE-THREAD 參數(shù)中的M8，然后在【尺寸】選項卡中將 HOLE-2-DEPTH 和HOLE-1-DEPTH 參數(shù)值改為15，單擊【確定】按鈕 11．選擇型腔的上表面，然后定位冷卻孔，定位孔 XC、YC、ZC 坐標為（-15，-65，0）和（15，-65，0）。 12在鍵盤上按下CTRL+B組合鍵，隱藏型腔部件 13．在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【冷卻】按鈕，對冷卻系統(tǒng)的端部進行喉塞的放置，操作過程為 ： 1 選擇放置位置 2 目錄 PIPE-PLUG SUPPLIER：DME PIPE-THREAD：M10 14．在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊[冷卻]按鈕，完成其余冷卻系統(tǒng)端部的喉塞創(chuàng)建。 15．在鍵盤上按下Shift+Ctrl+U組合鍵，然后選中型腔并單擊MB3，在彈出的快捷菜單中選擇【轉(zhuǎn)為工作部件】命令 16．在【應用程序】工具條中單擊【建摸】按鈕，進入建摸模塊。 17．在【特征操作】工具條中單擊【邊倒角】按鈕，彈出【邊倒角】對話框，對型腔的4條直角邊進行倒圓角，圓角半徑為R12，操作過程為：1 選倒圓角 2 設置半徑為12 18．設計A板冷卻系統(tǒng)，打開【裝配導航器】，在mole_top_000目錄下選中mold_moldbase_mm_019目錄中的mold_fixhalf_022中的mold_a_plate_024復選框，隱藏其余的部件，并通過單擊MB3，選擇[轉(zhuǎn)為工作部件]命令，將A板轉(zhuǎn)換為當前工作部件。 19．在A板中抽出型腔區(qū)域，在【成型特征】工具條中單擊【草圖】按鈕，彈出懸浮工具條，接著依次單擊【XC-YC平面】按鈕和【確定】按鈕進入二維草圖模塊，繪制如圖所示草圖輪廓。 20．在鍵盤上按下Ctrl+Q組合鍵退出草繪界面并返回到建摸界面 21．選擇第（19）步繪制的草圖輪廓，接著在【成型特征】工具條中單擊【拉伸】按鈕，彈出【拉伸】對話框，通過拉伸特征切除實體，操作過程為： 1 結(jié)束值設置為55 2 選ZC正方向 3差補 22．參考型腔冷卻系統(tǒng)的構(gòu)建操作步驟，在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【冷卻】按鈕，在【目錄】選項卡中選擇PIPE-2-DEPTH和HOLE-1-DEPTH參數(shù)值改為20，單擊【確定】按鈕。 23．選擇A板的挖槽底面，然后定位冷卻孔，定位孔XC、YC、ZC坐標為（15，65，0）、（-15，65，0）。 24．在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【冷卻】按鈕，選擇第（23）步創(chuàng)建的冷卻道，添加防水圈，操作過程為：1 選擇冷卻水道 2 O-RING 3 SECTTON：1.5 ID：10 MATERTAL：BUNA 25．參考型腔冷卻系統(tǒng)的構(gòu)建操作步驟，在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【冷卻】按鈕，在【目錄】選項卡中選擇PIPE-THREAD參數(shù)中的M8，然后在【尺寸】選項卡設置參數(shù)： PIPE-THREAD=M8 HOLD-1-DIA=〈UM-VAR〉：：COOLING-PIPE-PLUG-HOLE-1-DIA-M8 HOLD-2-DIA=〈UM-VAR〉：：COOLING-PIPE-PLUG-HOLE-2-DIA-M8 C-BORE-DIA=〈UM-VAR〉：：COOLING-PIPE-PLUG-C-BORE-DIA-M16 C-BORE-DEPTH=20 EXTENSION-HOLE-DIA=0 HOLE-1-TTP-ANGLE=118 HOLE-2-TTP-ANGLE=118 ANGLE-X=0 ANGLE-Y=0 EXTENSION-DISTANCE=50 HOLE-1-DEPTH=85 HOLE-2-DEPTH=85 DRILL-TTP-1-TYPE=ANGLED DRILL-TTP-2-TYPE=ANGLED 26．單擊【確定】按鈕，選擇A板的做側(cè)面，然后定位冷卻孔，定位孔XC、YC、ZC坐標為（15，30，0）（-15，30，0）。 27．參考型腔冷卻系統(tǒng)的構(gòu)建操作步驟，在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【冷卻】按鈕，選擇第（26）步創(chuàng)建的冷卻道，添加水嘴，操作過程為：1 選擇冷卻道 2 選 CONNECTOR-PLUG SUPPLIER：HASCO PIPE-THREAD：M10 28．完成A板與型腔的冷卻系統(tǒng)設計，如圖： 29．設計型芯冷卻系統(tǒng)，打開【裝配導航器】，在mole_top_000目錄下選中 mold_layout_009目錄中的 mold_core_013復選框，隱藏其余部分部件，并通過單擊MB3，選擇[轉(zhuǎn)為工作部件]命令，將型芯轉(zhuǎn)為當前工作部件。 30．參考型腔冷卻系統(tǒng)的構(gòu)建步驟，在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【冷卻】按鈕，在【目錄】選項卡中選擇PIPE-TEREAD參數(shù)中的M8，然后在【尺寸】選項卡中將HOLE-2-DEPTH和HOLE-1-DEPTH參數(shù)值改為160，單擊【確定】按鈕。 31．選擇型芯的做側(cè)面，然后定位冷卻孔，定位孔XC、YC、ZC坐標為（-65，0，0）（65，0，0） 32．在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【冷卻】按鈕，在【目錄】選項卡中選擇PIPE-THREAD參數(shù)中的M8，然后在【尺寸】選項卡中將HOLE-2-DEPTH和HOLE-1-DEPTH參數(shù)值改為160，單擊【確定】 33．選擇型芯的正平面，然后定位冷卻孔，定位孔XC、YC、ZC坐標為（65，0，0） 34．在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【冷卻】按鈕，在【目錄】選項卡中選擇PIPE-THREAD參數(shù)中的M8，然后在【尺寸】選項卡中將HOLE-2-DEPTH和HOLE-1-DEPTH參數(shù)值改為75，單擊[確定]按鈕。 35．選擇型芯的側(cè)平面，然后定位冷卻孔，定位孔XC、YC、ZC坐標為（-65，0，0） 36.在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【冷卻】按鈕，在【目錄】選項卡中選擇PIPE-THREAD參數(shù)中的M8，然后在【尺寸】選項卡中將HOLE-2-DEPTH和HOLE-1-DEPTH參數(shù)值改為75，單擊[確定]按鈕。 37．選擇型芯的后表面，然后定位冷卻孔，定位孔XC、YC、ZC坐標為（65，0，0）。 38．在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【冷卻】按鈕，在【目錄】選項卡中選擇PIPE-THREAD參數(shù)中的M8，然后在【尺寸】選項卡中將HOLE-2-DEPTH和HOLE-1-DEPTH參數(shù)值改為18，單擊【確定】。 39．選擇型芯的底平面，然后定位冷卻孔，定位孔XC、YC、ZC坐標為（15，65，0）、（-15，65，0）。 40．在型芯冷卻系統(tǒng)中創(chuàng)建喉塞，參數(shù)和操作與創(chuàng)建型腔冷卻系統(tǒng)喉塞相同，完成后的結(jié)果如下圖： 41．在型芯部件中單擊MB3，彈出快捷菜單，選擇【轉(zhuǎn)為工作部件】命令，將型芯轉(zhuǎn)換為當前工作部件。 42．在【特征操作】工具條中單擊[邊角圓]按鈕，彈出【邊角圓】對話框，對型芯的4條直角邊進行倒圓角，操作過程為：1選倒圓角命令 2 半徑為12 3 選擇倒圓角邊 4 確定 43．設計B拔板冷卻系統(tǒng)，打開【裝配導航器】，在mold_top_000目錄下選中 mold_moldbase_mm_019目錄中的 mold_movehalf_026中的mold_b_plate_045復選框。隱藏其余的部件，并通過單擊MB3，選擇[轉(zhuǎn)為工作部件]命令，將B板轉(zhuǎn)換為當前工作部件。 44．在【特征操作】工具條中單擊【求差】按鈕，彈出【求差】工具框，在B板中抽出型芯區(qū)域，操作過程為： 1 選擇目標體 2 確定 45．完成布爾運算后，隱藏型芯部件和冷卻系統(tǒng)。 46．在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【冷卻】按鈕，在【目錄】選項卡中選擇PIPE-THREAD參數(shù)中的M8，然后在【尺寸】選項卡中將HOLE-2-DEPTH和HOLE-1-DEPTH參數(shù)值改為16，點 【確定】按鈕。 47．選擇型芯求差的底面，然后定位冷卻孔，定位孔XC、YC、ZC坐標為（15，-65，0）（-15，-65，0） 48．在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【冷卻】按鈕，選擇第（47）步創(chuàng)建的冷卻道，添加防水圈，操作過程為： 1選擇冷卻水道 2在目錄中選 O-RING 3 SECTION：1.5 ID：10 MATERIAL：BUNA 49．在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【冷卻】按鈕，在【目錄】選項卡中選擇PIPE-THREAD參數(shù)中的M8，然后在【尺寸】選項卡設置如下的參數(shù)： HOLE_1_DIA=::COOLING_PIPE_PLUG_HOLE_1_DIA_M8 HOLE_2_DIA=::COOLING_PIPE_PLUG_HOLE_2_DIA_M8 C_BORE_DIA=:: COOLING_PIPE_PLUG_C_BORE_DIA_M16 C_BORE_DEPTH=20 EXTENSION_DISTANCE=50 HOLE_1_DEPTH=85 HOLE_2_DEPTH=85 DRILL_TIP_1_TYPE=ANGLED DRILL_TIP_2_TYPE=ANGLED 50.單擊【確定】按鈕，選擇B板的做側(cè)面，然后定位冷卻孔，定位孔XC、YC、ZC坐標為（15，-12，0）、（-15，-12，0） 51．在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【冷卻】按鈕，選擇第（50）步創(chuàng)建的冷卻道，添加水嘴，操作過程為： 1選擇冷卻水道 2 在目錄中選 CONNECIOR PLUG 3 參數(shù)設置 SUPPLIER：HASCO PIPE-THREAD：M10 52．完成B板與型芯的冷卻系統(tǒng)設計。 53．完成AB板、型芯、型腔的冷卻系統(tǒng)設計。 54．在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【標準件】按鈕，彈出【標準件管理】對話框，在復位桿中添加彈簧，設置參數(shù)及選項為： 1 目錄：MEUSBURGER-ENGLISH 分類：彈簧 2 Spring (E1530) 3 DUTY:E1530 INNER-DIA:26 CATALOG-LENGTH:74 DISPLAY:DETAILED 55.單擊【確定】按鈕后，選擇頂針板的上表面，然后定位彈簧位置，操作過程為： 1 選擇頂針板的上表面 2 在點構(gòu)造器 選 球中心 基點：XC -67.00000000 YC120.00000000 ZC140.0000000 3 捕捉圓心 （4個） 56．將所有的部件都隱藏，只顯示型腔和型腔冷卻水孔，然后在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【型腔設計】按鈕，彈出【型腔管理】對話框，將冷卻水孔創(chuàng)建為腔體。操作過程為：1 在【腔體管理】對話框中選第一個 2選擇型腔 3 在[腔體管理]里選第二個 4 選擇所有的冷卻水孔 5 確定 57．以同樣方法將型芯冷卻水孔設置為腔體，并將其他已創(chuàng)建的部件與模架設置為腔體，結(jié)果如下圖： 58．選擇前面的方鐵，單擊MB3，在彈出的快捷菜單中選擇【轉(zhuǎn)為工作部件】命令，將方鐵轉(zhuǎn)為當前工作部件。 59．在【成型特征】工具條中單擊【草圖]按鈕，彈出懸浮工具條，接著單擊【XC-YC平面】按鈕和【確定】按鈕進入草繪界面，然后繪制草圖，結(jié)果如下： 60．在鍵盤上按下Ctrl+Q組合鍵退出草繪界面并返回到建摸界面 61．選擇第（59）步繪制的輪廓，然后在【成型特征】工具條中單擊【拉伸】按鈕，彈出【拉伸】對話框，通過拉伸特征切除實體，操作過程為：1 在拉伸對話框中選第一個按鈕 2 求差 3 限制： 起始 直至下一個 結(jié)束 直至下一個 62． 使用相同的方法完成另一個方鐵中的定位槽的創(chuàng)建。 63．選擇A板，單擊MB3，在彈出的快捷菜單中選擇【轉(zhuǎn)為工作部件】命令，將A板轉(zhuǎn)換為當前工作部件。 64．在【成型特征]工具條中單擊【草圖】按鈕，彈出懸浮工具條，接著單擊【基準平面】按鈕，創(chuàng)建構(gòu)圖面，操作過程為：1 選擇基準 2 固定方法 YC-ZC 3 偏置 80 65．單擊【確定】按鈕，繪制草圖輪廓，結(jié)果如下圖： 66．在鍵盤上按下Ctrl+Q組合鍵退出草繪界面并返回到建摸界面。 67．選擇第（65）步繪制的輪廓，然后在【成型特征】工具條中單擊【拉伸】按鈕，彈出【拉伸】對話框，通過拉伸特征切除實體，操作過程為： 1 限制： 起始值：0 結(jié)束值：30 2 求差 3 選擇切割實體 4 方向 5 確定 68． 整套模具設計完畢。 （六） 模具零件清單導出 材料清單也稱BOM表功能，是基于模具裝配，用Unigraphics NX的裝配—部件列表功能產(chǎn)生一與裝配信息相關(guān)的部件列表。 該選項將當前模具結(jié)構(gòu)中的標準件的型號，尺寸等信息列表匯總。材料清單中部件列表格式的屬性已經(jīng)由標準件和模架的供應商定義，也可以由用戶定制，在列表中加入或刪除一些信息。 單擊【BOM Record Edit】（材料清單）對話框， 在對話框的上部為列表窗口，在此記錄了部件的所有信息。列表窗口下部為文本編輯區(qū)域，其中【NO.】是序號信息，該項不能刪除。【QTY】文本框顯示部件的數(shù)目?！綜ATALOG】文本框記錄部件的Catalog信息，該值由部件中Catalog屬性提供?！維UPPLIER】、【MATERIAL】和【描述】引用部件供應商和材料的信息，而【描述】是用戶添加的個性化描述。MW NO.文本框所顯示的值對每個部件是唯一的，當不見被刪除時，該值將不再被使用，該值記錄在MW_ITEM_EM屬性中. 【Stock Size】文本框記錄部件的尺寸,該值由屬性MW_STOCK_SIZE提供. 【PART NAME】文本框記錄部件的名稱,該項不能刪除. 在【Stock Size】對話框中可以定義編輯部件的加工尺寸。 1 單擊【材料清單】按鈕，查看材料清單，如圖3-83所示。 五 模具結(jié)構(gòu)的虛擬裝配及二維工程圖 　 　近20年來的實踐證明，將信息技術(shù)應用于新產(chǎn)品研制以及實施途徑的改造，是現(xiàn)代化企業(yè)生存、發(fā)展的必由之路。同時，人們逐步認識到先進的產(chǎn)品研制方法、手段以及實施途徑，實際上是產(chǎn)品研制質(zhì)量、成本、設計周期等方面最有利的保證。以波音公司為例，在數(shù)字化代表產(chǎn)品——波音777的展示中，不像以往那樣重點宣傳新型飛機本身性能如何優(yōu)越，而是強調(diào)他們充分利用數(shù)字化研制技術(shù)以及產(chǎn)品研發(fā)人員的重新編隊等方面。波音777飛機項目順利完成的關(guān)鍵是依賴三維數(shù)字化設計與綜合設計隊伍（238個Team）的有效實施，保證飛機設計、裝配、測試以及試飛均在計算機上完成。研制周期從過去的8年時間縮減到5年，其中虛擬裝配的工程設計思想在研制過程中發(fā)揮了巨大的作用。 “虛擬裝配”（Virtual Assembly）是產(chǎn)品數(shù)字化定義中的一個重要環(huán)節(jié)，在虛擬技術(shù)領(lǐng)域和仿真領(lǐng)域中得到了廣泛的應用研究。到底什么是虛擬裝配？它的內(nèi)涵是什么？這些至今仍然是人們討論的問題。很多人曾經(jīng)為虛擬裝配進行定義，比較有代表性的有兩個。 ??? (1) 虛擬裝配是一種零件模型按約束關(guān)系進行重新定位的過程，是有效分析產(chǎn)品設計合理性的一種手段。該定義強調(diào)虛擬裝配技術(shù)是一種模型重新進行定位、分析過程。 ??? (2) 虛擬裝配是根據(jù)產(chǎn)品設計的形狀特性、精度特性，真實地模擬產(chǎn)品三維裝配過程，并允許用戶以交互方式控制產(chǎn)品的三維真實模擬裝配過程，以檢驗產(chǎn)品的可裝配性。該定義著眼于產(chǎn)品物理裝配過程的仿真過程，體現(xiàn)的思想也是一種分析過程。 虛擬裝配是指通過計算機對產(chǎn)品裝配過程和裝配結(jié)果進行分析和仿真，評價和預測產(chǎn)品模型，做出與裝配相關(guān)的工程決策，而不需要實際產(chǎn)品作支持。該技術(shù)是在虛擬設計環(huán)境下，完成對產(chǎn)品的總體設計進程控制并進行具體模型定義與分析的過程。它可有效支持自頂向下的并行產(chǎn)品設計以及與Master Model相關(guān)的可制造性設計和可裝配性設計，以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。 ???在許多世界級大企業(yè)中被廣泛應用的計算機輔助三維設計（CAD）的高端主流軟件UG（Unigraphics）的裝配模塊就采用了虛擬裝配技術(shù)，即便是在產(chǎn)品設計的初期階段，所產(chǎn)生的最初模型也可以放入虛擬環(huán)境進行實驗，可以在虛擬環(huán)境中創(chuàng)建產(chǎn)品模型。使產(chǎn)品的外表、形狀、和功能得到模擬，而且有關(guān)產(chǎn)品的人機交互性能也能得到測試和校驗，使產(chǎn)品的缺陷和問題在當時的設計階段就能被及時發(fā)現(xiàn)并加以解決。 隨著社會的發(fā)展，虛擬制造成為制造業(yè)發(fā)展的重要方向之一，而虛擬裝配術(shù)作為虛擬制造的核心技術(shù)之一越來越引人注目。虛擬裝配的實現(xiàn)有助于對產(chǎn)品零部件進技行虛擬分析和虛擬設計，有助于解決零部件從設計到生產(chǎn)所出現(xiàn)的技術(shù)問題，以達到縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本以及優(yōu)化產(chǎn)品性能等目的。 該連接座模具在主體結(jié)構(gòu)設計完成后，經(jīng)虛擬裝配后得到的效果圖如下： 利用UG NX的實體建模模塊創(chuàng)建的零件和裝配體主模型，可以引用到UG的工程圖模塊中，通過投影快速地生成二維工程圖。由于UG NX的工程圖功能是基于創(chuàng)建的三維實體模型的投影所得到，因此工程圖與三維實體模型是完全相關(guān)的，實體模型進行的任何編輯操作，都會在二維工程圖中引起相應的變化。這是基于主模型的三維造型系統(tǒng)的重要特征，也是區(qū)別于純二維參數(shù)化工程圖的重要特點。 在UG NX系統(tǒng)中創(chuàng)建工程圖，首先進入工程圖模塊，接著定制工程圖紙，然后添加視圖，最后進行尺寸，形位公差和表面粗糙度等的標注。該模具裝配圖二維工程圖圖紙采用。。。。。。，無須進行尺寸及公差標注。導出的二維工程圖如圖所示（見裝配圖附圖）。 2 在對話框中單擊【導出Excel】按鈕，將材料清單導出為電子表格文件。 3 在【文件】菜單中選擇【關(guān)閉】、【全部保存并關(guān)閉】命令，保存所有數(shù)據(jù)并關(guān)閉，完成模具的設計 七 結(jié)束語 本課程設計是我們進行完了三年的模具設計與制造專業(yè)課程后進行的，它是對我們?nèi)陙硭鶎W課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復習，也是一次理論聯(lián)系實踐的訓練，在我們的學習中占有重要的地位。 通過這次畢業(yè)設計，我對UG3.0軟件進行了進一步學習，使我在原來所學知識的基礎(chǔ)上對其掌握的更加熟練和深入。同時，我對三年來所學專業(yè)知識又進行了系