1、個人資料整理 僅限學習使用緒論模具是生產各種工業產品的重要工藝裝備，隨著塑料工業的迅速發展以及塑 料制品在航空、航天、電子、機械、船舶和汽車等工業部門的推廣應用，產品對 模具的要求越來越高，傳統的模具設計方法已無法適應產品更新換代和提高質量 的要求。.模具行業發展現狀及發展趨勢國內模具發展現狀及發展趨勢隨著我國經濟的迅速發展，采用模具的生產技術得到愈來愈廣泛的應用。近 年來，隨著我國產品制造業蓬勃發展，模具制造業也相應進入了高速發展時期。 據中國模具工業協會統計，1995年我國模具工業總產值約為 145億，而2003年 已達450億左右，年均增長 14%。另據統計，我國 不含臺灣、香港、澳門地

2、 區）現有模具生產廠點已超過 20000家，從業人員有60萬人，模具年產值在一億 以上的企業已達十多家。可以預見，我國經濟的高速發展將對模具提出更為大 量、迫切的需求，特別需要發展大型、精密、復雜、長壽命的模具。同時要求模 具設計、制造和生產周期要達到全新的水平。我國模具制造業面臨著發展的機遇，但同時也面臨著更大的挑戰。雖然我國 模具行業發展迅速，但還遠遠不能適應國民經濟發展的需要。我國模具行業尚存 在很大的不足，主要表現在以下幾個方面：第一、體制不全，基礎薄弱。“三資”企業雖然已經對中國模具工業的發展 起了積極的推動作用，私營企業近年來發展較快，國企改革也在進行之中，但總 體來看，體制和機制

3、尚不適應市場經濟，再加上國內模具工業基礎薄弱，因此， 行業發展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術方面。第二、開發能力較差，經濟效益欠佳。我國模具企業技術人員比例低，水平 較低，且不重視產品開發，在市場中經常處于被動地位。我國每個模具職工平均 年創造產值約合1萬美元，國外模具工業發達國家大多是 1520萬美元，有的高 達2530萬美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業還沿用過去作坊式管 理，真正實現現代化企業管理的企業較少。第三、工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低。雖然國內許多企業采用 了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業落后許多，特別是設備數 控化率和CAD/CAM應用覆

4、蓋率要比國外企業低得多。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，帶來中國模具企業鉗工比例過高等問題。第四、專業化、標準化、商品化的程度低、協作差。由于長期以來受“大而 全” “小而全”影響，許多模具企業觀念落后，模具企業專業化生產水平低，專 業化分工不細，商品化程度也低。目前國內每年生產的模具，商品模具只占45%左右，其余為自產自用。模具企業之間協作不好，難以完成較大規模的模具成套個人資料整理 僅限學習使用任務，第1章零件結構及工藝分析零件原始資料為:產品零件圖如下圖所示:硝602O+q 15企鵝3325545

5、95有刪減 有CAD設計要求：1材料：ABS;2生產批量：中等批量；3未注公差取MT瞰精度。此零件既有通孔又含側孔，但這一類側孔可直接在開模方向上成型，不需要 側抽芯，所以此套模具結構比較簡單，成型零件的設計主要考慮型心的嵌入式處 理，也不太復雜。根據零件的結構特點，擬定如下工藝方案進行比較分析。個人資料整理 僅限學習使用分型面的選擇分析零件結構可知，分型面應設在零件最大截面處，塑料包緊大型心并留在 動模一側。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，生產效率較

6、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，根據經濟合理的原則，選擇方案一最合適。澆注系統設計方案一：采用側澆口，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，模具結構簡單。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。推出機構設計關于該模具的推出機構設計有兩種方案可供選擇。方案一：推管推桿聯合推出。推出平穩，但機構復雜，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 穩頂出，在分型面處用推件板推出，這

7、樣塑件不容易發生頂出變形。通過以上分析比較，方案二較好，故選之。個人資料整理 僅限學習使用第2章產品造型設計此類零件雖然既含有通孔又含有側孔，但零件整體結構并不復雜，根據任務 書中所給零件二維圖及相關尺寸要求，在保證滿足使用要求的前提下，根據便于 模具設計及生產制造的原則，產品造型過程如下：1、在 Windows環境下，依次選擇單擊【開始】一【程序】一【NX3.0 一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 M ,單擊【OK】按鈕。3、在【應用程序】工具條中單擊【建模】按鈕，進入建模環

8、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。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【回轉體】按鈕，通過旋轉特征構建成實體，完成旋轉特征后構建的實體如 下圖所示：個人資料整理 僅限學習使用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，三維繪圖區轉為二維 繪圖狀態，繪制草圖輪廓。11、

9、完成輪廓繪制后，單擊【完成草圖】按鈕，返回實體編輯狀態。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。個人資料整理 僅限學習使用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。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。個人資料整理 僅限學習使用15、顯示可見輪廓線的效果圖16、創建完成的

10、連接座產品三維實體模型，零件著色，并隱藏面的邊，最后的效 果圖如下。至此，整個連接座產品造型設計完成，在【文件】工具欄中單擊【保存】按鈕，將構建的產品保存到文件夾中個人資料整理 僅限學習使用第3章連接座注塑模具設計u例因子去補償當冷卻時產品材料的收縮。UG3.0/Mold Wizard將所產生的放大后的產品造型命名為“ 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。2軸對稱：沿指定軸的軸向設一個比例值，另外兩個方向設一個比例值。3 一般：沿X、Y、Z三個方向設定不同比例縮放。要求提供三個比例系數。任何時

11、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，對零件設置收縮率，該模具中設定其收縮率為1.006。3.4設定工件成型鑲件Work Piece) /模型鑲件Mold Insert)是模具中的型心和型腔部 分。UG3.0/Mold Wizard用一個比產品體積略大的材料容積包容產品，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

12、接建造實體。3【僅型腔】：定義用作型腔側的毛坯。4【僅型心】：定義用作型心側的毛坯。根據本零件的結構特點，成功。個人資料整理 僅限學習使用4在【分型管理器】中單擊【創建型心和型腔】按鈕，進行型心和型腔的創建。5在成功創建型心和型腔后，在【型心和型腔】對話框中點擊【后退】按鈕，再關閉【分型管理器】對話框0個人資料整理 僅限學習使用添加模架UG3.0/Mold Wizard包含有電子表格驅動的模架庫，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

13、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，系統將根據多腔模布局確定最合適的尺寸作為默認選擇。在【注塑模向導】工具條中單擊【模架】按鈕，模架類型選擇FUTABA-S并設置參數如圖所示：a稅架雷理|在目錄FUTJlEA.SHPE SE 7國島電里命芻對碰桐融國陛徹V 80/_即 60L = 14OU2 Qam = 35,nold_w = 230old_l = 230fi：M_&P#Ti =-0.() = 0.0EJB_opiEn = 0. 0 |TCFJ7= 25 inM 富=2323BF

14、JiTTYETIFK個人資料整理 僅限學習使用完成操作過程后點擊【確定】按鈕，系統自動加載模架。添加完成后的結果 效果圖如圖所示：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用常 用的各種模具標準件的參數庫，可以在調出后進行適當的修改然后直接置入布局 分型后的工作環境中形成模具裝配結構。在【Catalog下拉列表中，列出相應的標準件類型個人資料整理 僅限學習使用冷卻系統的具體設計過程如下： 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

15、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布置的水道相連接， 實現冷卻水的循環流動。型腔板上冷卻水道布置完成后的效果圖如圖所示。繼續單擊【冷途徑，實際上是產品質量、成本、設計周期等方面最有利的保證。以波音公司為例，在數字化代表產品一一波音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越，而是強調他們充分利用數字化研制技術以 及產品研發人員的重新編隊等方面。波音 777飛機工程順利完成的關鍵是依賴三 維數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

16、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揮了巨大的作用。虛擬裝配是指通過計算機對產品裝配過程和裝配結果進行分析和仿真，評價 和預測產品模型，做出與裝配相關的工程決策，而不需要實際產品作支持。該技 術是在虛擬設計環境下，完成對產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品設計以及與Master Model相關的可制造性設計和可裝配性設計，以縮短產品開發周期。在許多世界級大企業中被廣泛應用的計算機輔助三維設計CAD ）的高端主流軟件UGUnigraphics）的裝配模塊就采用了虛擬裝配技術，即便是在產品設 計的初

17、期階段，所產生的最初模型也可以放入虛擬環境進行實驗，可以在虛擬環 境中創建產品模型。使產品的外表、形狀、和功能得到模擬，而且有關產品的人 機交互性能也能得到測試和校驗，使產品的缺陷和問題在當時的設計階段就能被 及時發現并加以解決。隨著社會的發展，虛擬制造成為制造業發展的重要方向之一，而虛擬裝配術 作為虛擬制造的核心技術之一越來越引人注目。虛擬裝配的實現有助于對產品零 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所出現的技術 問題，以達到縮短產品開發周期、降低生產成本以及優化產品性能等目的。該連接座模具在主體結構設計完成后，經虛擬裝配后得到的效果圖如下：利用UG NX的實體建模模塊

18、創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個人資料整理 僅限學習使用關的，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的重要特征，也是區別于純二維參數化工程圖的重 要特點。在UG NX系統中創建工程圖，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

19、模具零件清單導由材料清單也稱BOM表功能，是基于模具裝配，用 Unigraphics NX的裝配一 部件列表功能產生一與裝配信息相關的部件列表。該選項將當前模具結構中的標準件的型號，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 文本編輯區域，其中【NO】是序號信息，該項不能刪除。【QTM文本框顯示部 件的數目。CATALOG文本框記錄部件的Catalog信息，該值由部件中Cat

20、alog 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 NOC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_EMI性中.【Stock Size】文本框記錄部件的尺寸，該值由屬性 MW_STOCK_SIZE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【關閉

21、】、【全部保存并關閉】命令，保存所有數據并 關閉，完成模具的設計個人資料整理 僅限學習使用第6章結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課程后進行的，它是 對我們三年來所學課程的又一次深入、系統的綜合性的復習，也是一次理論聯系 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 識的基礎上對其掌握的更加熟練和深入。同時，我對三年來所學專業知識又進行 了系統全面的復習，如機械制圖、模具材料、公差配合與技術測量、注塑模結構 與設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 計中。除此以外，在關于UG

22、軟件學習和應用方面深感有以下收獲：通過在產品的開發設計過程中充分應用UG軟件進行三維建模與裝配設計，不僅可以提高產品的設計質量和水平，方便與客戶溝通，而且還縮短了產品的開 發周期，降低了開發成本，為企業提升產品的競爭力和豐富產品品種提供了有力 的保障，從而可以為企業帶來良好的經濟效益。歷經近三個月的畢業設計即將結束，在這次畢業設計中參考、查閱各種有關 模具及UG軟件方面的資料，請教各位老師有關模具設計及軟件學習方面的問 題，并且和同學就有關問題進行探討，并設想思考模具設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在注塑模具設計中的應用

23、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的一般過 程，對軟件的學習，對模具的認識過程亦是如此。經過近三個月的努力，我相信 這次畢業設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 作和事業奠定堅實的基礎。進入21世紀，在經濟全球化的新形勢下，隨著資本、技術和勞動力市場的 重新整合，我國裝備制造業在加入 WTO以后，將成為世界裝備制造業的基地。而 在現代制造業中，無論哪一行業的工程裝備，都越來越多地采用由模具工業提供 的產品。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 具工業正廣泛應用現代先進制造技術來加速模具工業的技術進步，滿

24、足各行各業 對模具這一基礎工藝裝備的迫切需求。個人資料整理 僅限學習使用在設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計課題，使設計更具合理性。使我學會了 設計過程中對資料的查閱和運用。通過這次設計，我更加深入地學習了塑料模具 技術工作設計的內容。塑料模技術工作設計的內容包括塑料模工藝設計、塑料模 制造方面內容，盡管兩者的工作內容不同，但兩者之間存在著相互滲透、相互補 充、相互依存的關系。塑料模工藝設計是針對給定的產品圖樣，根據其生產批量的大小、模具設備 的類型規格、模具制造能力及工人技術水平等具體生產條件，從對產品零件圖的 工藝性分析入手經過必要的工藝計算，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、設計過程。塑料模工