連接座三維造型及注塑模具設(shè)計【一模一腔】【側(cè)抽芯】【說明書+CAD+UG】

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畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯 系 別 電信息系系 專 業(yè) 機械設(shè)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?？s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?？焖俪尚铜h(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(yīng)力或是因為由于剪切應(yīng)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(shè)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(shè)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(yīng)力和溫度的極端條件下針對工具的設(shè)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?？墒牵褂脪呙桦娮语@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(yīng)力，需準備標準實驗樣品，規(guī)格按照ISO527測量剪切應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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?？箯澥∈怯捎谑褂么螖?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(yīng)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(yīng)力 慣性矩 力矩 彎曲應(yīng)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(yīng)力。這兩個理由，第一，最小寬高比為10時彎曲應(yīng)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(yīng)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(shè)置應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)力的剪切應(yīng)力與平均剪切應(yīng)力比較，以及最大剪切應(yīng)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(yīng)力 剪切面積 AS (mm2) 剪切力 V (N) 剪切應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(shè)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. 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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。 河南機電高等?？茖W校 學生畢業(yè)設(shè)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 利用UGNX3.0進行連接座三維模型及注塑模具的設(shè)計 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(wù)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?？茖W校 畢業(yè)設(shè)計說明書 畢業(yè)設(shè)計題目：利用UG NX3.0進行連接座三維模型及注塑模具的設(shè)計 系 部 專 業(yè) 班 級 學生姓名 學 號 指導教師 2007年06月18日 插圖清單 1.產(chǎn)品零件圖…………………………………………………………………………6 2.草繪二維輪廓圖……………………………………………………………………8 3.完整的三維輪廓圖………………………………………………………………..10 4.零件三維實體圖…………………………………………………………………..11 5.裝載產(chǎn)品圖………………………………………………………………………..12 6.設(shè)定工件圖………………………………………………………………………..14 7.搜索分型線圖……………………………………………………………………..15 8.型腔型心圖………………………………………………………………………..17 9.裝載的模架圖……………………………………………………………………..20 10.冷卻系統(tǒng)圖………………………………………………………………………22 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 I 摘 要 該設(shè)計為用 UG3.0 進行連接座注塑模具設(shè)計，體現(xiàn)了 UG3.0 在注塑模具設(shè)計 過程中的一般方法。通過該連接座產(chǎn)品模具的設(shè)計使設(shè)計者進一步鞏固了注塑模 基礎(chǔ)知識，熟悉使用 UG3.0 進行注塑模具設(shè)計的一般過程，提高了軟件運用能力。 設(shè)計過程中首先分析設(shè)計任務(wù)書中產(chǎn)品二維圖，對產(chǎn)品進行造型設(shè)計，然后 通過對產(chǎn)品的特征分析確定模具設(shè)計的思路。最后根據(jù)產(chǎn)品模型，運用 UG3.0 中 Moid Wizard 模塊對連接座模具進行設(shè)計。重點體現(xiàn)了 UG3.0/Moid Wizard 模塊 部分的應(yīng)用。 UG3.0/Moid Wizard 是針對注塑模具設(shè)計的一個過程應(yīng)用,它將型腔和模架庫 的設(shè)計統(tǒng)一到整個連接過程中，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。 關(guān)鍵詞：UG3.0 注塑模具 建模 ABSTRACT The design for linking with UG3.0 Block Injection Mold Design, UG3.0 reflected in the injection mold design process in general. Block, through the connection of the die design products enable designers to further consolidate the injection mold basic knowledge, UG3.0 familiar with the use of injection mold for the general design process, enhance the ability to use the software. First the design process analysis and design tasks products 2D map book, the product modeling design, Then the characteristics of the product analysis mold design ideas. Finally, according to product model, which use UG3.0 Moid Wizard module to connect Block mold design. Focus reflects the UG3.0/Moid Wizard module of the application. UG3.0/Moid Wizard against injection mold design an application process, It will die-cavity and the design of the unity of the whole process of connecting to the design of the mold cavity, heart-type, slider, upgrade equipment and upgrade inlay pieces High modeling tools, with the ultimate aim is rapid, to facilitate the establishment and product parameters related to the 3D mold, and use them for processing. Key words : UG3.0 injection mold modeling 目 錄 摘要……………………………………………………………………………..………..I 緒論……………………………………………………………………………………...1 1.模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢………………………………………………………1 2.UG及其在模具設(shè)計工程中的應(yīng)用………………………………………………….2 3.關(guān)于連接座注塑模具設(shè)計……………………………………………………………4 4.本課題的意義、目的及應(yīng)達到的要求………………………………………………4 第1章 零件結(jié)構(gòu)及工藝分析……………………………………………………… …6 1.1 分型面的選擇………………………………………………………………………6 1.2 型腔布局……………………………………………………………………………7 1.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計………………………………………………………………………7 1.4 推出機構(gòu)設(shè)計………………………………………………………………………7 第2章 產(chǎn)品造型設(shè)計……………………………………………………………… …8 第3章 連接座注塑模具設(shè)計…………………………………………………………12 3.1裝載產(chǎn)品……………………………………………………………………………12 3.2模具坐標系…………………………………………………………………………13 3.3設(shè)定收縮率…………………………………………………………………………13 3.4設(shè)定工件……………………………………………………………………………14 3.5分型…………………………………………………………………………………14 3.6添加模架……………………………………………………………………………18 3.7添加標準部件………………………………………………………………………19 3.8冷卻系統(tǒng)設(shè)計………………………………………………………………………20 3.9建腔…………………………………………………………………………………23 3.10添加螺釘……………………………………………………………………… ….23 第4章 模具結(jié)構(gòu)的虛擬裝配及二維工程圖…………………………………………24 第5章 模具零件清單導出……………………………………………………………25 第6章 結(jié)束語…………………………………………………………………………26 致謝………………………………………………………………………………… …28 參考文獻…………………………………………………………………………… …29 河南機電高等專科學校 畢業(yè)設(shè)計評語 學生姓名： 班級: 學號： 題 目： 綜合成績： 指導者評語： 指導者(簽字)： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計評語 評閱者評語： 評閱者(簽字)： 年 月 日 答辯委員會（小組）評語： 答辯委員會（小組）負責人(簽字)： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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%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(wù)，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(yīng)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(yīng)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(yīng)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。如今EDS是全世界最大的信息技術(shù)(IT)服務(wù)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(yīng)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。 總之，UG是先進的CAD/CAE/CAM集成技術(shù)應(yīng)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(yīng)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(yīng)用 2.2.1 UG3.0/Mold Wizard模塊 UG3.0/Mold Wizard是針對注塑模具設(shè)計的一個過程應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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。 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(yīng)設(shè)在零件最大截面處，塑料包緊大型心并留在動模一側(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。 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(wù)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(yīng)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： 9、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。 13、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。 15、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。 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(yīng)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： 3.2 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： 3.5 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】。 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。 【轉(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?！巨D(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】三種。本分型線不在同一平面上的需要自動轉(zhuǎn)換對象的。 【分型面】其中的【公差】選項用于設(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。 【提取區(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。 4 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。 3.6 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(yīng)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： 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(yīng)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： 2 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(yīng)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。 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。 3.9 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： 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(yīng)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(yīng)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(yīng)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）。 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(yīng)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?！綫TY】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(yīng)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 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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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。 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(yīng)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。 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！ 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(yīng)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 30