3094 連接座三維造型及注塑模設(shè)計

3094 連接座三維造型及注塑模設(shè)計,連接,三維,造型,注塑,設(shè)計 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書1連接座三維造型及注塑模設(shè)計緒論模具是生產(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(shè)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。1. 模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.1 國內(nèi)模具發(fā)展現(xiàn)狀及發(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、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(shè)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。我國模具行業(yè)尚存在很大的不足，主要表現(xiàn)在以下幾個方面:第一、體制不全，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(shè)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(shè)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(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)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%河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書2左右，其余為自產(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(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。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。1.2 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。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，國外一些掌握和運用高新技術(shù)的人才。如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具工藝設(shè)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：理論研究的加強和模具的標準化；模具 CAD/CAE/CAM 正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展；模具檢測、加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展；快速經(jīng)濟制模技術(shù)；模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速；模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認同。2. UG 及其在模具設(shè)計工程中的應用2.1 UG 軟件及其功能特點2.1.1 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。河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書3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(shè)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(shè)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(shè)計，工程分析及生產(chǎn)制造系統(tǒng)與一體的 Unigaphics 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。2.1.2 UG 功能特點在以往的產(chǎn)品設(shè)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(shè)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(shè)計開發(fā)中起了很大的作用，使用非方便。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(shè)計中起到了重要作用?？傊琔G 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(shè)計制造方面，更是設(shè)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。2.2 UG 在注塑模具設(shè)計中的應用2.2.1 UG3.0/Mold Wizard 模塊河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書4UG3.0/Mold Wizard 是針對注塑模具設(shè)計的一個過程應用，型腔和模架庫的設(shè)計統(tǒng)一到整個連接過程中。UG3.0/Mold Wizard 為設(shè)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(shè)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(shè)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，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(shè)計模具。UG3.0/Mold Wizard 具備以下優(yōu)點：過程自動化；易于使用；完全相關(guān)性。2.2.2 UG 三維技術(shù)在模具設(shè)計及改進中的應用 UG 是個基于特征化的，全參數(shù)化的輔助設(shè)計軟件，采用 UG 軟件技術(shù)，有助于解決零部件從設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)計能快速改動設(shè)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(shè)計人員第一時間知道零件間的裝配關(guān)系，了解設(shè)計的效果，避免實際裝配中的干涉。UG 強大功能在模具快速改造中有著重要應用。3. 關(guān)于連接座注塑模具設(shè)計通過分析可知，該連接座產(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(shè)計中，遵循模具設(shè)計的一般步驟，利用 UG3.0 進行三維造型和注塑模具設(shè)計，重點體現(xiàn)了 UG3.0 中 Mold Wizard 模塊在注塑模具設(shè)計中的應用。該連接座注塑模具設(shè)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(shè)計方案，然后利用 UG NX3.0 的 Mold Wizard 模塊進行注塑模具的設(shè)計；最后，對模具結(jié)構(gòu)進行虛擬裝配，并導出二維工程圖。4. 本課題的意義、目的及應達到的要求本設(shè)計主要意義是在我們學習完模具設(shè)計與制造的所有專業(yè)課之后，總結(jié)以前我們所學的知識，使之成為一個系統(tǒng)的理論體系，以便于我們在以后的工作中河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書5使用。同時也讓我們對模具的設(shè)計與制造有了初步的了解，掌握了查閱資料和使用工具書以及手冊的能力。本設(shè)計的目的是在我們畢業(yè)前夕，將通過畢業(yè)實習和畢業(yè)設(shè)計的實踐環(huán)節(jié)，對模具設(shè)計與制造知識進行全面的總結(jié)和應用，提高綜合能力以及擴大模具領(lǐng)域的新知識。具體的要求是：1 系統(tǒng)總結(jié)，鞏固三年來所學的基礎(chǔ)課和專業(yè)課知識。2 運用所學的知識解決模具技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的實際工程問題，以此進行綜合知識的訓練。3 通過某項具體工程設(shè)計和實驗研究，達到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設(shè)計和科研的基本過程和基本方法。4 提高和運用與工程技術(shù)有關(guān)的人文科學，價值工程和技術(shù)經(jīng)濟的綜合知識。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書6第 1 章 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(shè)計要求：1 材料：ABS；2 生產(chǎn)批量：中等批量；3 未注公差取 MT5 級精度。此零件既有通孔又含側(cè)孔，但這一類側(cè)孔可直接在開模方向上成型，不需要側(cè)抽芯，所以此套模具結(jié)構(gòu)比較簡單，成型零件的設(shè)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。1.1 分型面的選擇分析零件結(jié)構(gòu)可知，分型面應設(shè)在零件最大截面處，塑料包緊大型心并留在河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書7動模一側(cè)。1.2 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。1.3 澆注系統(tǒng)設(shè)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(shè)計方案的分析比較，采用第二種方案較好。1.4 推出機構(gòu)設(shè)計關(guān)于該模具的推出機構(gòu)設(shè)計有兩種方案可供選擇。方案一：推管推桿聯(lián)合推出。推出平穩(wěn)，但機構(gòu)復雜，制造與裝配成本上升。方案二：推件板推出。此零件相對深度大，塑件包緊型芯的力很大，為了平穩(wěn)頂出，在分型面處用推件板推出，這樣塑件不容易發(fā)生頂出變形。通過以上分析比較，方案二較好，故選之。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書8第 2 章 產(chǎn)品造型設(shè)計此類零件雖然既含有通孔又含有側(cè)孔，但零件整體結(jié)構(gòu)并不復雜，根據(jù)任務書中所給零件二維圖及相關(guān)尺寸要求，在保證滿足使用要求的前提下，根據(jù)便于模具設(shè)計及生產(chǎn)制造的原則，產(chǎn)品造型過程如下：1、在 Windows 環(huán)境下，依次選擇單擊【開始】→【程序】→【NX3.0】→【NX3.0】命令，進入 UG NX3.0 的操作界面。2、單擊【新建】按鈕，彈出【新部件文件】對話框，然后輸入新文件名lianjiezuo，單位選擇 【毫米】 ，單擊【OK】按鈕。3、在【應用程序】工具條中單擊【建?！堪粹o，進入建模環(huán)境界面。4、在【成型特征】工具條中單擊【草圖】按鈕，進入二維草圖繪制模塊。5、在懸浮的工具條中選擇 XC-ZC 面，單擊【確定】按鈕，進行二維草圖繪圖。6、繪出如下圖所示的二維輪廓。7、完成二維輪廓繪制后，單擊【完成草圖】按鈕，返回實體編輯狀態(tài)。8、移動光標選擇上步所繪制的輪廓呈高亮顯示，然后在【成型特征】工具條中單擊【回轉(zhuǎn)體】按鈕，通過旋轉(zhuǎn)特征構(gòu)建成實體，完成旋轉(zhuǎn)特征后構(gòu)建的實體如下圖所示：河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書99、在【成型特征】工具條中單擊【草圖】按鈕，進入二維草圖繪制模塊。10、在懸浮的工具條中選擇 XC-YC 面，單擊【確定】按鈕，三維繪圖區(qū)轉(zhuǎn)為二維繪圖狀態(tài)，繪制草圖輪廓。11、完成輪廓繪制后，單擊【完成草圖】按鈕，返回實體編輯狀態(tài)。12、移動光標選擇上步繪制的輪廓呈高亮顯示，然后在【成型特征】工具條中單擊【拉深】按鈕，在對話框中輸入距離 3，選擇布爾運算并集，點擊確定完成操作過程。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書1013、再次在【成型特征】工具條中單擊【草圖】按鈕，進入二維草圖繪制模塊。完成草繪，返回實體編輯狀態(tài)。14、移動光標選擇上步繪制的輪廓呈高亮顯示，然后在【成型特征】工具條中單擊【拉伸】按扭，在對話框內(nèi)選擇合適的方向、距離、差集運算。完成操作如圖所示。顯示的線框圖所示，是要達到的預期零件圖。河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書1115、顯示可見輪廓線的效果圖。16、創(chuàng)建完成的連接座產(chǎn)品三維實體模型，零件著色，并隱藏面的邊，最后的效果圖如下。至此，整個連接座產(chǎn)品造型設(shè)計完成，在【文件】工具欄中單擊【保存】按鈕，將構(gòu)建的產(chǎn)品保存到文件夾中。河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書12第 3 章 連接座注塑模具設(shè)計UG3.0/Mold Wizard 遵循模具設(shè)計的一般規(guī)律，使用 UG3.0/Mold Wizard 進行模具設(shè)計的一般流程為：1 建立適合模具設(shè)計原型的實體模型。2 觀察分析實體模型的出模斜度和分型情況。3 設(shè)計模具的分型面、模腔布局、內(nèi)嵌件、推桿、澆口、冷卻系統(tǒng)等。4 初始化項目名稱、加載實體模型和單位。5 確定拔模方向、收縮率和成型鑲件。6 修補開放面。7 定義分型面。8 加入標準模架、推桿、滑塊、內(nèi)抽芯和內(nèi)嵌件。9 最后設(shè)計澆口、流道、冷卻系統(tǒng)、電極、建腔和列出材料清單。據(jù) UG3.0 注塑模具設(shè)計的一般原則，該連接座注塑模具設(shè)計過程如下。3.1 裝載產(chǎn)品1 在 Windows 環(huán)境下，依次單擊【開始】→【 程序】→【NX3.0】命令，進入UG NX3.0 的操作界面。2 在主菜單欄的【應用】中選擇【注塑模向?qū)А棵?，調(diào)出【模具向?qū)А抗ぞ邨l。3 單擊【裝載產(chǎn)品】按鈕，調(diào)出連接座產(chǎn)品文件，在【投影初始化】對話框中【單位】選擇毫米， 【部件材料】選擇 ABS，收縮率為 1.0060，單擊【確定】按鈕。裝載產(chǎn)品后得到的效果圖如下圖所示：河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書133.2 模具坐標系定義模具坐標系在模具設(shè)計中非常重要。一般定義 XC-YC 平面在模具裝配的分模面上，ZC 軸的正方向為頂出方向。單擊【模具 CSYS】按鈕，彈出【模具 CSYS】對話框，選中【鎖定 Z 值】復選框，單擊【確定】按鈕3.3 設(shè)定收縮率模具的型心以及型腔的尺寸必須比產(chǎn)品尺寸略為放大一些，收縮是作用到收縮產(chǎn)品上的一個比例因子去補償當冷卻時產(chǎn)品材料的收縮。UG3.0/Mold Wizard 將所產(chǎn)生的放大后的產(chǎn)品造型命名為“Shrink part”，此河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書14造型將用于定義模具的型心和型腔。收縮率的類型有三種：1 均勻：按各方向都相同比例計算縮放，要求提供一個比例系數(shù)。2 軸對稱：沿指定軸的軸向設(shè)一個比例值，另外兩個方向設(shè)一個比例值。3 一般：沿 X、Y、Z 三個方向設(shè)定不同比例縮放。要求提供三個比例系數(shù)。任何時候都可以重新選擇編輯比例按鈕編輯收縮率。單擊收縮按鈕，彈出編輯比例對話框，對零件設(shè)置收縮率，該模具中設(shè)定其收縮率為 1.006。3.4 設(shè)定工件成型鑲件（Work Piece）/模型鑲件（Mold Insert）是模具中的型心和型腔部分。UG3.0/Mold Wizard 用一個比產(chǎn)品體積略大的材料容積包容產(chǎn)品，通過分模工具使其成型，作為模具的型腔和型心。單擊工件按鈕，彈出工件尺寸對話框，在對話框最上部列出四個選項：1 【標準長方體】：鏈接預先定義好的子塊，以后通過分模將形成型腔面和型心面兩部分。2 【型腔和型心】：用戶將毛坯定義為型腔和型心，UG3.0/Mold Wizard 使用Wave 的方法鏈接建造實體。3 【僅型腔】：定義用作型腔側(cè)的毛坯。4 【僅型心】：定義用作型心側(cè)的毛坯。根據(jù)本零件的結(jié)構(gòu)特點，選擇標準長方體工件尺寸具體如下：河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書153.5 分型UG3.0/Mold Wizard【分型】的功能有：1 識別分型邊緣或產(chǎn)品的最大輪廓線。2 從分型線到成型鑲件外沿之間片體。3 自動查找并用片體修補簡單開放孔。4 識別產(chǎn)品的型腔面和型心面。5 用之前所產(chǎn)生的片體和提取所識別的型腔面，型心面修剪成型鑲件，完成型心和型腔。1 單擊【分型】按鈕，在【分型管理器】對話框中單擊【編輯分型線】按鈕，創(chuàng)建產(chǎn)品的分型線，點擊【自動創(chuàng)建分型線】 。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書16本零件中有通孔，就要在【分型管理器】對話框中單擊【創(chuàng)建/刪除補片曲面】按扭，對零件進行自動補片。【分型線】選項用于定義產(chǎn)品分型線和修補區(qū)域。該選項是找出分型線和邊線的關(guān)鍵工具。UG3.0/Mold Wizard 根據(jù)分型方向（為 ZC 正向）找出可能的分型線出現(xiàn)的地方。搜索分型線有【自動搜索分型線】 、 【引導搜索環(huán)】 、 【編輯分型線】和【合并分型線】選項，本設(shè)計中利用【自動搜索分型線】完成分型線的創(chuàng)建?！巨D(zhuǎn)換對象】是沿著分型線上的曲線或點，用這些曲線或點來定義可沿單一方向成型分型面的分型線范圍。 【轉(zhuǎn)換對象】有時可以用于定義兩相鄰拉伸片體的橋接面。 【轉(zhuǎn)換對象】有【自動轉(zhuǎn)換對象】 、 【編輯轉(zhuǎn)換對象】和【添加轉(zhuǎn)換點】河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書17三種。本分型線不在同一平面上的需要自動轉(zhuǎn)換對象的?！痉中兔妗科渲械摹竟睢窟x項用于設(shè)定曲面創(chuàng)建和曲面縫合的公差。 【距離】選項使分型面足夠大以便能修剪成型鑲件。通常使用默認值，如果自行輸入數(shù)值，則該數(shù)值必須大于成型鑲件的尺寸，并加上一個安全邊距?！咎崛^(qū)域】選項用于提取型腔面和型心面區(qū)域。2 在【分型管理器】對話框中單擊【創(chuàng)建/編輯分型面】按鈕，創(chuàng)建零件的分型面。3 在【分型管理器】對話框中單擊【抽取區(qū)域和分型線】按鈕，抽取分型區(qū)域，在【區(qū)域和直線】對話框中選擇邊界區(qū)域，在【抽取區(qū)域】對話框中選擇【確定】完成操作過程。此時，在【分型管理器】中， 【型腔區(qū)域】和【型心區(qū)域】前的框內(nèi)有“√”出現(xiàn)，表示型腔，型心區(qū)域抽拔成功。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書184 在【分型管理器】中單擊【創(chuàng)建型心和型腔】按鈕，進行型心和型腔的創(chuàng)建。5 在成功創(chuàng)建型心和型腔后，在【型心和型腔】對話框中點擊【后退】按鈕，再關(guān)閉【分型管理器】對話框。河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書193.6 添加模架UG3.0/Mold Wizard 包含有電子表格驅(qū)動的模架庫，模架庫中的模架和標準件可以加入到模具的裝配中，還可以依用戶需要擴展這些庫，進行客戶化。在模架庫對話框中標準模架目錄包含 DME、Hasco、Futaba（公制）和Ommi（英制）等標準模架系列。在這些目錄中便可為模具選擇一套合適的模架。在選擇模架時應為冷卻系統(tǒng)和流道等留出空間。模架索引列表中所示的尺寸是所選的標準模架在 X-Y 平面投影的有效尺寸，系統(tǒng)將根據(jù)多腔模布局確定最合適的尺寸作為默認選擇。在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【模架】按鈕，模架類型選擇 FUTABA-S 并設(shè)置參數(shù)如圖所示：河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書20完成操作過程后點擊【確定】按鈕，系統(tǒng)自動加載模架。添加完成后的結(jié)果效果圖如圖所示：3.7 添加標準部件單擊標準件工具欄，打開【標準件管理】對話框，在此對話框中可以調(diào)用常用的各種模具標準件的參數(shù)庫，可以在調(diào)出后進行適當?shù)男薷娜缓笾苯又萌氩季址中秃蟮墓ぷ鳝h(huán)境中形成模具裝配結(jié)構(gòu)。在【Catalog】下拉列表中，列出相應的標準件類型。在【分類】下拉列表中提供過濾功能以縮小標準件列表顯示的范圍。默認設(shè)置為 All Standard。標準件列表位于【Catalog】下拉列表之下，標準件的類型和種類可以通過分類中的過濾選項進行控制。1 在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【標準部件】按鈕，添加定位圈，添加過程：河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書212 在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【標準部件】按鈕，添加主流道襯套 Sprue Bushing，選擇對話框中的【尺寸】標簽，修改【HEAD-HEIGHT】為 15mm、 【HEAD-DIA】為 36 mm，添加完成！3 添加定位圈、主流道襯套后的效果圖。3.8 冷卻系統(tǒng)設(shè)計冷卻系統(tǒng)的設(shè)計在模具設(shè)計過程中是很重要也很關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)相對來說也比較復雜。在 UG3.0/Mold Wizard 中，該選項可以對模具結(jié)構(gòu)中所使用的冷卻水道進行建立和修改。管道設(shè)計功能提供了設(shè)計冷卻管道的工具，標準件的功能可以讓用戶選擇標準管道形式和冷卻管道的相關(guān)標準件。UG3.0/Mold Wizard 的管道設(shè)計功能為用戶提供了設(shè)計管道的工具，得以在河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書22模具裝配中交互式地創(chuàng)建冷卻管道。選項【平衡】和【非平衡】的區(qū)別在于管道被創(chuàng)建在哪個部件中。平衡設(shè)計是將管道創(chuàng)建在 PROD 部件中，顯示在所有模腔布局鑲件中。非平衡設(shè)計則在 Cool 部件中創(chuàng)建管道，Cool 部件中的管道被整個模腔裝配共享。在【冷卻管道設(shè)計】對話框中管道設(shè)計步驟有兩步：（1）定義引導路徑。（2）產(chǎn)生冷卻管道。在這套模具中首先要考慮的是水嘴應該開在模架的哪個面上，經(jīng)過比較，水嘴開在模架的側(cè)面上更為合理。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書23冷卻系統(tǒng)的具體設(shè)計過程如下：所有水道布置完成后的效果圖如圖所示。為冷卻水道的端部添加喉塞，添加完成喉塞的效果圖如圖所示。為了防止模具漏水，需要添加防水墊圈，參照上面的步驟，添加防水圈，添加防水圈后的效果圖所示。添加型腔板的冷卻水道，為操作方便，打開【裝配導航器】 ，隱藏其余全部部件，只顯示型腔板。在型腔板上布置冷卻水道與型腔上已經(jīng)布置的水道相連接，實現(xiàn)冷卻水的循環(huán)流動。型腔板上冷卻水道布置完成后的效果圖如圖所示。繼續(xù)單擊【冷卻】按鈕，在型腔板的水道上添加水嘴，水嘴添加完成后的效果圖如圖所示。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書243.9 建腔該選項可以獲得模塊或其他標準件在模板中的安裝位置。操作過程中先點擊【建腔】工具欄，然后選擇目標體和工具體，完成建腔操作。本設(shè)計中建腔操作過程如下：1 對型腔板進行建腔：選取型腔板為工作部件并將其設(shè)置為顯示部件，進入建模環(huán)境，單擊草繪按鈕選取 XC-YC 平面進行草繪。繪制的二維輪廓如圖所示。2 單擊【完成草繪】按鈕返回到建模環(huán)境中，單擊【拉深】按鈕，對上步所繪制的二維輪廓進行拉深。操作過程如圖所示。3 單擊主菜單欄中的【插入】/【聯(lián)合體】/【差】按鈕，對上步創(chuàng)建的拉深體和型腔板進行減運算。操作過程如圖所示。4 型心板的建腔如同型腔板一樣，只是拉深塊的拉深尺寸為 25。建腔操作完成后得到的效果圖如下圖所示：3.10 添加螺釘1 由于該模具結(jié)構(gòu)是單型腔，所以對型心和型心模板的連接采用螺釘連接，添加螺釘?shù)木唧w操作如圖所示。完成后的效果如圖所示。2 型腔和型腔板的連接也采用上述辦法，添加螺釘?shù)木唧w操作相同。完成的整套模具如下圖所示：河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書25第 4 章 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)品質(zhì)量、成本、設(shè)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(shè)計與綜合設(shè)計隊伍（238 個 Team）的有效實施，保證飛機設(shè)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(shè)計思想在研制過程中發(fā)揮了巨大的作用。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(shè)計環(huán)境下，完成對產(chǎn)品的總體設(shè)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(shè)計以及與 Master Model 相關(guān)的可制造性設(shè)計和可裝配性設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)計，有助于解決零部件從設(shè)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(shè)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） 。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書26第 5 章 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，如下圖所示：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。 【CATALOG】文本框記錄部件的 Catalog 信息，該值由部件中 Catalog屬性提供。 【SUPPLIER】 、 【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，如圖所示。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(shè)計河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書27第 6 章 結(jié)束語本課程設(shè)計是我們進行完了三年的模具設(shè)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(shè)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)知識又進行了系統(tǒng)全面的復習，如機械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測量、注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計等有了更深刻的理解，使我進一步了解了怎樣將這些知識運用到實際的設(shè)計中。除此以外，在關(guān)于 UG 軟件學習和應用方面深感有以下收獲：通過在產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計過程中充分應用 UG 軟件進行三維建模與裝配設(shè)計，不僅可以提高產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量和水平，方便與客戶溝通，而且還縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本，為企業(yè)提升產(chǎn)品的競爭力和豐富產(chǎn)品品種提供了有力的保障，從而可以為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益。 歷經(jīng)近三個月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，在這次畢業(yè)設(shè)計中參考、查閱各種有關(guān)模具及 UG 軟件方面的資料，請教各位老師有關(guān)模具設(shè)計及軟件學習方面的問題，并且和同學就有關(guān)問題進行探討，并設(shè)想思考模具設(shè)計在實際中可能遇到的具體問題，這一切都使我在這短暫的時間里，對模具的認識提升到了一個新的水平，對 UG 在注塑模具設(shè)計中的應用有了一個新的了解。從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學習事物所必經(jīng)的一般過程，對軟件的學習，對模具的認識過程亦是如此。經(jīng)過近三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計一定能為我三年的大學生涯劃上一個圓滿的句號，并為我將來的工作和事業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)。進入 21 世紀，在經(jīng)濟全球化的新形勢下，隨著資本、技術(shù)和勞動力市場的重新整合，我國裝備制造業(yè)在加入 WTO 以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應用戶對模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)正廣泛應用現(xiàn)代先進制造技術(shù)來加速模具工業(yè)的技術(shù)進步，滿足各行各業(yè)對模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求。在設(shè)計的過程中查閱塑料模手冊、模具制造簡明手冊、模具標準應用手冊等，通過更多的途徑去了解我要做的設(shè)計課題，使設(shè)計更具合理性。使我學會了設(shè)計過程中對資料的查閱和運用。通過這次設(shè)計，我更加深入地學習了塑料模具技術(shù)工作設(shè)計的內(nèi)容。塑料模技術(shù)工作設(shè)計的內(nèi)容包括塑料模工藝設(shè)計、塑料模制造方面內(nèi)容，盡管兩者的工作內(nèi)容不同，但兩者之間存在著相互滲透、相互補充、相互依存的關(guān)系。塑料模工藝設(shè)計是針對給定的產(chǎn)品圖樣，根據(jù)其生產(chǎn)批量的大小、模具設(shè)備的類型規(guī)格、模具制造能力及工人技術(shù)水平等具體生產(chǎn)條件，從對產(chǎn)品零件圖的工藝性分析入手經(jīng)過必要的工藝計算，制定出合理的工藝方案，最后編寫工藝卡的一個綜合分析、計算、設(shè)計過程。塑料模工藝方案的確定包括工序性質(zhì)、數(shù)量的確定，工序順序的安排，工序組合方式及工序定位方式的確定等內(nèi)容。河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書28塑料模具設(shè)計則是依據(jù)制定的塑料工藝規(guī)程，在認真考慮制件的定位、出件、廢料排出諸問題以及模具的制造維修方便、操作安全可靠等因素后，設(shè)計計算并構(gòu)思出與注塑設(shè)備相適應的模具總體結(jié)構(gòu)，然后繪制出模具總裝圖和所有非標準零件圖的整個設(shè)計繪圖過程。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書29致 謝首先感謝我的指導老師于匯泳、秦建保，他們在我進行畢業(yè)設(shè)計期間進行了悉心指導。感謝各位老師在我三年之中學習和生活中的教導、教誨，以及在畢業(yè)設(shè)計過程中對我的幫助。在各位老師的指導和培養(yǎng)下，這段時間使我受益非淺，在此衷心地對各位老師的辛勤教導表示感謝。即將畢業(yè)，我就要走出校園，進入社會，正是老師對我的培養(yǎng)和教誨將使我終生受益！昔日課堂上老師的聲音依然在耳邊回蕩，老師辛勤工作的背影仍似在眼前……感謝和我在一起進行課題研究的同窗李秀科、吳國慶等同學，和他在一起討論、研究使我受益非淺。最后，我非常慶幸在三年的的學習、生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學，感激老師的教誨和同學的幫助！河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書30參考文獻[1] 楊占堯.塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計.北京：清華大學出版社， 2004.9[2] 翟德梅、段維峰.模具制造技術(shù).北京：化學工業(yè)出版社， 2005.5[3] 寇世瑤主編.機械制圖.北京：高等教育出版社，2004.7[4] 陳孝康，陳炎嗣，周興隆.實用模具技術(shù)手冊.北京：中國輕工業(yè)出版社， 2001.1[5] 林慧國，火樹鵬，馬紹彌.模具材料應用手冊.北京：機械工業(yè)出版社， 2004.7[6] 陳錫棟、周小玉.實用模具技術(shù)手冊.北京：機械工業(yè)出版社， 2001，7[7] 中國機械工程協(xié)會，中國模具設(shè)計大典編委會.中國模具設(shè)計大典 /輕工模具設(shè)計.南昌：江西科學技術(shù)出版社，2003.1[8] 楊占堯.UGNX3.0 塑料與沖壓級進模具設(shè)計案例精解.北京.化學工業(yè)出版社，2006.10