模具專業(yè)本科畢業(yè)論文

.PAGE....本科生畢業(yè)設計〔論文題目：基于UG軟件對于注塑模具分型方法的問題研究學生__系別：機械與電氣工程系專業(yè)年級：指導2013年4月5日摘要模具都有兩大部分組成：動模和定模<或者公模和母模>,分型面是指兩者在閉和狀態(tài)時能接觸的部分,也是將工件或模具零件分割成模具體積塊的分割面,具有更廣泛的意義。分型面的設計直接影響著產(chǎn)品質量、模具結構和操作的難易程度,是模具設計成敗的關鍵因素之一。通過UG軟件來對零件進行分型設計,是運用UG軟件的分模模塊和建模模塊來對零件進行整體的分析及參數(shù)設計使模具的分模達到簡單快捷的目的。UG模具分型分為手動分模和自動分模,兩種分模方法的運用可以大大提高分模效率。關鍵詞：手動分模自動分模UG分型分型面..ABSTRACTMoldhastwomajorcomponents:Themovablemoldandfixedmold<ormalemoldandfemalemold>,Partingsurfacesarebothintheclosedstateofthecontactportion,Workpieceormoldpartsissplitintoasplitsurfaceofthemoldsizesblock,Hasabroadermeaning.Partingsurfacedesignhasadirectimpactonproductquality,moldstructureandoperationofthedegreeofdifficulty,Itisoneofthekeyfactorsofthesuccessorfailureofthemolddesign.UGsoftwarepartspartingdesign,PartinguseofUGsoftwaremodulesandmodelingmoduletotheoverallanalysisandparameterdesignpartsofthemoldpartingofsimpleandquickpurpose.UGmoldpartingdividedintopartingmanuallyandautomaticmode,thetwopartingtheuseofthemethodcangreatlyimprovetheefficiencyoftheparting.Keywords:Amanualmode；automaticmode；theUGtyping；partingsurface..目錄前言1第一章緒論21.1UG模具分型的發(fā)展現(xiàn)狀21.2課題研究的意義2第二章對分型面特點的研究42.1分模原理42.2分型面概念42.3分型面形狀52.4分型面的選擇5第三章對分型方法的研究93.1設計分型面的基本原則93.2UG中普遍通用分型方法93.2.1UGNX分模概述93.2.2自動分模方法應用于產(chǎn)品分型93.2.3手動分模方法應用于產(chǎn)品分型153.2.4關于分型面創(chuàng)建的其他方法203.3分型過程中的注意細節(jié)223.3.1帶孔零件的分型223.3.2分型面的放大問題233.4實際應用中分型方法的選擇24第四章結論25參考文獻26致謝27..前言現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,模具是重要的工藝裝備之一,模具制造是一項技術性較強的工作,其加工過程集中了機械制造中先進技術的精華部分,隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料工業(yè)與工程塑料在強度和精度等方面的不斷提高,塑料制品的應用范圍也在不斷提高,這就使得一些應用軟件在塑料模具的設計過程中起到了不可替代的作用。模具分型在設計過程中是重要的一步,大多數(shù)的設計軟件步驟基本相同,但對于不同形狀的零件可能會遇到分型失敗的經(jīng)歷,通過本課題的研究,我們將更加全面的了解不同分型方法的特點,及適用范圍,為以后的模具分型工作提供便利。第一章緒論1.1UG模具分型的發(fā)展現(xiàn)狀注塑模具最核心的是零件的型腔和型芯。一般的,型腔是指成型注塑件的外部形狀,型芯是指成型注塑件的內部形狀。脫模方向即為使型腔、型芯分開的一對相反的方向。分型線是指塑件與模具相接觸的邊界線,它與脫模方向相關。分型面是指型腔與型芯相接觸的表面,它與分型線相關,它應該包含分型線。對于模具的分型,現(xiàn)在普遍應用到的是使用軟件進行分型,例如UG、pro/E等軟件,使用軟件進行分型面的設計以及進行分型,這樣可以使模具達到精準性的要求,并且可以方便的進行加工。對于細化到的模具中分型的方法,現(xiàn)在大多數(shù)使用的是利用軟件設計出分型面,以面為界分化出凸模和凹模,而分型面的設計又可以分為1、利用分型線生成分型面2、利用零件表面生成分型面3、自己繪制分型面進行分型。因模具設計自動化和智能化的需要-直到20世紀90年代,人們才開始重視對自動分模技術的研究F自動分模技術主要包括模具脫模方向自動確定、模具分型線的自動確定和模具分型面的自動生成三個方面的內容。脫模方向是分型線自動確定技術和分型面自動生成技術的基礎,而分型線決定了分型面的形狀及其復雜性,因而分型線自動確定是實現(xiàn)注塑模自動分模技術的關鍵。1.2課題研究的意義從公開發(fā)表文獻資料來看,關于模具分型線的自動確定技術的研究都是基于特征識別及規(guī)則判別的方法。朱喜林等在Antonial等人提出的接近錐概念基礎上提出用計算的方法確定脫模方向,并利用投影的方法實現(xiàn)分模線的確定。Tan等人提出了自動確定分型線的兩種方法。一種是通過三角剖分塑件表面來生成分型線的方法。該方法首先依據(jù)脫模方向對塑件的表面進行三角剖分,并把這些三角面片分為可見面、不可見面和退化面。塑件上的可見面與不可見面的公共邊構成分型線的組成邊,并通過重組這些邊,得到分型線。該方法由于涉及塑件體表面的三角面片劃分,因此算法效率不高。另一種方法是通過對塑件模型進行切片來生成分型線。但該方法存在由于離散精度問題引起的分型線位置不準確等不足。Nee等人提出通過對塑件面進行分組并抽取最大邊環(huán)來自動生成分型線的方法。該方法具有較高的效率,不足之處在于沒有排除對確定分型線沒有貢獻的側凹面,也沒有考慮當分型線不完全由塑件邊組成時的情況,并且只確定一種分型線。Weinstein等人提出了通過對塑件面進行凹凸區(qū)域劃分來確定分型線位置的方法。Ravi和Srinivasan則提出了計算機輔助分型線和分型面設計的9個判據(jù),以幫助用戶確定一個合理的分型面。他們還給出了一種確定分型線的方法,即先求出塑件在與脫模方向相垂直的平面上的投影的輪廓,然后沿著脫模方向拉伸輪廓線,分型線即為拉伸體與塑件體的交線。Ganter和Tuss給出了一個計算機輔助澆注模分型線的生成算法,該方法使用用戶選擇的分型面截切制件,得到一種平面分型線,但該方法僅局限于平面分型線的確定。第二章對分型面特點的研究2.1分模原理分模時,推出機構通過導柱作用推動動模與定模分開,形成脫料空間,在頂桿的作用下推動塑料件脫離型芯,從脫料空間掉出。圖2-1模具分型示意圖2.2分型面概念所謂分型面,就是模具上用以取出塑料件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸面也叫合模面。分型面是決定模具結構形式的重要因素,并直接影響著塑料熔體的流動、填充性能及塑料的脫模。2.3分型面形狀分型面的形狀有：平直分型面、傾斜分型面、階梯分型面、曲面分型面及瓣合分型面等,如下圖中平直分型面結構簡單,加工方便,經(jīng)常采用。平直分型面傾斜分型面階梯分型面曲面分型面瓣合分型面圖2-3-1分型面分型面在模具中的表示方法如下：模具份開時,若分型面兩邊的模板均移動,用‘←∣→’表示,若一方不動用,‘∣→’表示,箭頭指向移動的方向；當有多個分型面過時,應按先后次序標出A、B、C、等。2.4分型面的選擇分型面的選擇是一個比較復雜的問題,影響分型面的因素比較多。選擇分型面一般應遵循以下原則：應使模具結構盡量簡單。如避免減少側向分型,采用異型分型面減少動、定模的修配以降低加工難度。分型面的選擇應有利于脫模。應將分型面設計在制件斷面輪廓最大的部位。如圖2-4-1所示塑件,若分型面選在A—A幾截面則能順利分模,若選在B—B截面則不能取出塑件圖2-4-1分型面應當使塑件留在動模部分,由于推出機構一般設置在動模一側,將型芯設置在動模部分塑件冷收縮后會包裹型芯,會使塑件留在動模,有利于脫模。如圖2-4-2a圖b圖圖2-4-2當拔模斜度小或塑件比較高時,為便于脫模,可以將分型面選在塑件的中間部位如圖2-4-3所示。圖2-4-3應使分型面有利于保障塑件外觀質量為了保證圓弧型塑件在分型時不會產(chǎn)生飛邊而影響外觀質量,所以當有圓弧型塑件有精度要求時應盡量把分型面設置在圓弧與直線面的交界處〔當圓弧弧度小于180時適用如圖2-4-4所示。圖2-4-4分型面的選擇要保證塑件的精度要求塑件的成型后,零件的表面可能會有精度要求,對于裝配、同軸度等都有要求。因此在選擇分型面的時候要盡量把分型面選在沒有精度要求的表面。如圖2-4-5A所示,兩部分齒輪分別在動模內成型,則受合模精度影響會導致齒輪的同軸度誤差增加,若按B圖所示則能有效的提高其同軸度。A圖B圖圖2-4-5分型面選擇要有利于零件的加工制造對于零件的分型面如果如果凹模與凸模的傾斜角度不一致,那么就比較難加工了,如圖2-4-6所示,如果將傾斜面的角度設計為一致的,則加工就比較方便。合理的分型面不合理的分型面圖2-4-6分型面的設計要有利于側向抽芯塑件有側套凹或者側孔時,側向滑塊抽芯應設置在動模一側,這樣模具結構會簡單一點。對于投影面積大而又需側向分型抽芯時,由于側向滑塊合模時鎖緊力較小,這時應將投影面積較大的分型面設置在合模方向。如下圖側向抽芯位置分型面設在合模方向圖2-4-7分型面的選擇應考慮排氣效果分型面應盡量設置在塑料熔體充滿的末端處,這樣分型面就可以有效排除型腔內積聚的空氣,防止塑料注塑過程中出現(xiàn)氣泡和充塑不均勻的現(xiàn)象。第三章對分型方法的研究3.1設計分型面的基本原則在UG設計分型面的過程中必須遵守以下基本原則：〔1分型面必須與工件或模具體積塊完全相交〔2分型面不能自身相交〔3分型面應選在塑件外形的最大輪廓處。塑件外形的最大輪廓處,也就是通過該方向的截面最大,否則塑件無法從型腔中脫出?！?分型面的選擇應有利于塑件成型后順利脫模。通常分型面的選擇應盡可能使塑件在開模后留在動模一側,以便通過設置在動模內的推出機構將塑件推出。3.2UG中普遍通用分型方法UGNX分模概述〔1自動分模模塊簡介UGNX有自帶的自動分模模塊,稱為Moldwizard,即為注塑模向導。Moldwizard是一個獨立的分模模塊,具有快速、準切的進行加載產(chǎn)品、定位坐標、自動搜索分型線及自動創(chuàng)建分型面的特點。另外,可以利用Moldwizard進行加載標準模架、標準件及自動生產(chǎn)模具裝配圖和BOM表,在很大程度上提高了模具設計的工作效率?！?手動分模模塊簡介利用UGNX自動分模模塊進行模具設計過程中將會碰到外形比較復雜的產(chǎn)品,那么,在自動搜索分型線和自動創(chuàng)建分型面的時候可能會失敗,其解決辦法就是手動完成。利用UGNX的建模功能配合UGNX自帶的自動分模模塊的個別指令,可以快速解決在自動分模過程中遇到的難題。UGNX的建模功能是所有模塊的根本,它貫穿于其他模塊,如特征、特征操作、曲線曲面功能。它對產(chǎn)品設計、模具設計,甚至加工過程也有很好的輔助功能。自動分模方法應用于產(chǎn)品分型〔1Moldwizard簡介Moldwizard廣泛應用于塑膠注塑模具設計及其他類型的模具設計。注塑模向導的高級建模工具可以創(chuàng)建型腔、型芯、滑塊、斜頂及鑲件,而且非常容易使用。同時還提供了快捷、全面相關的、3D實體的解決方案?！?注塑模向導的啟動注塑模向導的啟動是獨立模塊,必須獨立安裝。在進入建?；蚱渌K后還必須獨立啟動該模塊,具體啟動方法如下：運行NX6.0軟件選擇菜單[文件]︱[打開]命令。打開所要分型的零件。在[標準]工具條中單擊[應用]-[注塑莫向導]命令,彈出[注塑模向導]工具條,如圖3-2-1圖3-2-1〔3初始化項目項目初始化項目是使用注塑模的第一步。在初始化過程中,注塑模向導將自動產(chǎn)生一個模具裝配結構。在[注塑模向導]工具條中單擊按鈕,系統(tǒng)彈出[初始化項目]對話框,設置材料類型和產(chǎn)品收縮率,點擊[確定]完成操作。圖3-2-2〔4加載模具坐標系定義模具坐標系在模具設計中非常重要,注塑模向導規(guī)定坐標原點在動模板與動模板的中心,Z軸指向模具的進料口,XC-YC平面定義在動模與定模的分型面上。在注塑模向導上點擊按鈕,彈出模具[模具CSYS]對話框。圖3-2-3在彈出的對話框中按照圖中操作選擇,點擊確定完成坐標系的加載。具體選項說明見下表。表3-2-1〔5工件設置工件是指模具中的型腔與型芯部分,也就是我們常說的鑲件。在[工件]對話框中提供了標準長方體和用戶自定義兩種方法。在注塑模向導中點擊按鈕,系統(tǒng)彈出[工件]對話框。在[工件]對話框中,工件方法選擇用"戶定義的塊"〔此為默認選項,點擊[確定]完成操作。圖3-2-4注：限制框中的尺寸為自動分模的自動分配尺寸?！?型腔布局型腔布局功能是用來添加,移除或者重定位模具裝配結構里的分型組件。在型腔布局中可以設置模腔的數(shù)量,根據(jù)具體設計工件的實際情況來設置。在[注塑模向導]中點擊按鈕,在彈出的對話框中選擇[矩形]布局類型,在[平面布局設計]選項組下的[型腔數(shù)]文本框輸入模腔數(shù)〔以兩腔為例,點擊[制定矢量]按鈕,設置模腔分布方向。再點擊[開始布局]按鈕,完成型腔的布局。圖3-2-5在[布局類型]對話框中分為矩形、圓形兩種情況。具體類型如下圖：矩形：產(chǎn)品排布為矩形陣列圓形：產(chǎn)品排布為圓形陣列線性：產(chǎn)品排布成一字展開表3-2-2〔7分型分型是一個基于塑膠產(chǎn)品模型的創(chuàng)建型芯型腔的過程。分型功能可以快速地執(zhí)行分型操作并保持相關性。在加載工件以后,就可以使用分型功能。分型管理器將各分型子命令組成邏輯的、連續(xù)的步驟,每個步驟操作是獨立的。點擊圖標彈出[分型管理器]對話框,如下圖圖3-2-6分型時可以按照分型管理器所示圖標從上往下依次進行設計區(qū)域,它主要實現(xiàn)系統(tǒng)自動參考產(chǎn)品設計成型區(qū)域,點擊[設計區(qū)域]按圖示操作,完成后點擊取消?！鷪D3-2-7抽取區(qū)域與分型線,它是在創(chuàng)建型芯和型腔前的驗證工作,確保型芯與型腔的面數(shù)之和等于曲面的總數(shù),點擊按鈕,彈出[定義區(qū)域]對話框如圖3-2-8aba圖3-2-8點擊caviyyragion選取型腔所在區(qū)域的零件表面,coreragion區(qū)域同樣選取零件的表面作為型芯。如b圖,選擇后會形成顏色不同的兩種面作為分界,在設置中吧創(chuàng)建區(qū)域和創(chuàng)建分型面打鉤。點擊確定創(chuàng)建分型面,分型面是創(chuàng)建修剪型芯和型腔的分型片體,分型面應做的簡單、規(guī)律、光滑。點擊圖標,在彈出的對話框中點擊創(chuàng)建分型面,然后選擇有界平面,點擊確定生成分型面圖3-2-9創(chuàng)建型芯型腔,創(chuàng)建型芯型腔是分型的最終結果,是一個為型芯,一個為型腔,這是分型的最終步驟。點擊圖標,打開[定義型芯和型腔]對話框,在對話框中點擊,單擊確定按鈕,生成型芯、型腔。如下圖圖3-2-10手動分模方法應用于產(chǎn)品分型UG手動分模的操作過程中,綜合了建模與注塑模向導的部分功能,其分模方法簡單方便,無限制性,靈活多用,下面介紹手動分模的思路。打開要分型的零件,對零件進行產(chǎn)品分析。利用模塊中的[比例體]命令對零件進行收縮率的操作。借助分型工具中的塑模部件驗證功能進行區(qū)分上下模區(qū)域設計。型腔區(qū)域的抽取利用縫合功能創(chuàng)建分型面。創(chuàng)建型芯型腔。UGNX手動分模工藝分析通過UG軟件打開要進行模具分型設計的零件,通過對零件外、形狀、復雜程度來判斷所要選擇的分模類型,我們以下圖實例來介紹手動分型的方法圖3-2-11圓形煙灰缸產(chǎn)品收縮率計算塑料產(chǎn)品有熱脹冷縮的特性,因此在產(chǎn)品的設計中應當把收縮率計算在內,手動分模與自動分模的不同之處在于要單獨計算收縮率。具體步驟如下：零件打開之后,選擇菜單[插入]︱[偏置/縮放]︱[縮放體]命令,彈出縮放體對話框,按照圖3-2-12中提示進行操作。圖3-2-12收縮率的選擇根據(jù)材料的不同而不同,在產(chǎn)品設計時,一般加工方會給出相應參數(shù)。型腔型芯區(qū)域的設計型腔型芯區(qū)域設計是在[注塑模向導]工具的基礎上進行產(chǎn)品區(qū)域可行性分析,為進一步的進行分型面的抽取氣功方便。在UG工具條中選擇[開始]︱[所有應用模塊]︱[注塑模向導]模塊,點擊[分型]按鈕,在彈出的分型管理器中點擊按鈕,進入[MPV初始化]對話框,直接單擊[確定]。彈出[塑模部件驗證]對話框,再按照圖3-2-13所示對話框進行操作。圖3-2-13進行完零件的可行性分析之后,零件呈現(xiàn)出兩種不同的顏色,涇渭分明。型腔區(qū)域抽取型腔區(qū)域抽取,就是通過上一步的可行性分析形成的兩種不同的顏色分界,來形成類似于分型面的的片體,又來分型。選擇菜單[插入]︱[關聯(lián)復制]︱[抽取]命令,彈出抽取對話框,按圖3-2-14所示進行選擇。圖3-2-14點擊鼠標右鍵在彈出的對話框中點擊圖標,進入顏色過濾器對話框圖3-2-15在[顏色]對話框中單擊[從對象繼承]按鈕,點擊確定,如圖3-2-15。然后在點擊圖3-2-14中的[確定]按鈕,完成型腔區(qū)域抽取,隱藏殘品,如圖3-2-16所示：圖3-2-16創(chuàng)建枕位縫合前模成型面建立枕位是為了在零件圓弧部位建立拉伸的片體,以便于縫合形成一個統(tǒng)一的曲面,用來對零件建立分型。點擊[特證]工具條,選擇[拉伸]命令,點擊選擇圖形的圓弧線段,指定方向選擇X方向,依次操作完四個圓弧的枕位建立。如下圖3-17圖3-2-17選擇菜單[插入]︱[混合體]︱[縫合]命令,在彈出的對話框中依次點擊四個枕位片體和零件,完成縫合。圖3-2-18創(chuàng)建型芯型腔手動分模的型芯型腔建立,是通過特征命令中的修剪和求差等命令來完成的。點擊[特證]工具條,選擇[拉伸]命令,在彈出的[拉伸]對話框中,點擊圖標,選擇X-Y平面草繪型腔毛胚。如圖3-2-19,圖3-2-19退出草圖,在拉伸命令框中設置拉伸深度,點擊確定完成拉伸圖3-2-20單擊[插入]︱[修剪]︱[修剪體]命令,選擇拉伸體為目標體,刀具選擇縫合的片體,點擊確定,完成修剪操作,創(chuàng)建出型腔。圖3-2-21點擊[特證]工具條,選擇[拉伸]命令,在彈出的[拉伸]對話框中,以創(chuàng)建的型腔上表面為邊緣線為拉伸目標,創(chuàng)建型芯毛胚。圖3-2-22單擊[插入]︱[組合體]︱[求差]命令。選取型芯毛胚為目標體,型腔為工具體,打鉤,完成型腔的創(chuàng)建,隱藏型腔,如下圖ba圖b圖圖3-2-33關于分型面創(chuàng)建的其他方法關于分型面創(chuàng)建的其他方法,主要是在自動分型中[分型管理器]的編輯分型線和引導線設計兩種方法。關于編輯分型線的分型方法打開如圖3-2-6的分型管理器,點擊圖標,進入分型線管理器,如下圖3-2-34,點擊自動搜索分型線,選擇頂出方向后再選中要進行自動搜索分型的零件,完成分型線的搜索圖3-2-34點擊創(chuàng)建分型面圖標,在彈出的創(chuàng)建分型面對話框中選擇創(chuàng)建分型面,點擊有界平面,完成分型面的創(chuàng)建。圖3-2-35通過引導線的設計完成分型面的創(chuàng)建引導線是指通過一些方向線的創(chuàng)建來引導生成片體,通過縫合形成一個完成的分型面。在搜索出分型線之后有些零件可能無法通過創(chuàng)建分型面來形成分型面,這就需要通過點擊分型管理器中的來設置引導線圖3-2-36點擊創(chuàng)建分型面圖標,在彈出的創(chuàng)建分型面對話框中選擇創(chuàng)建分型面,點擊拉伸,完成分型面的創(chuàng)建。圖3-2-37通過拉伸命令補建其余部分的片體,截面選項選擇片體邊緣線,通過指定矢量確定拉伸方向,布爾運算選擇無,體類型為片體。圖3-2-38最后通過縫合命令把圖3-38中片體縫合為一個整體,完成分型面的創(chuàng)建。圖3-2-393.3分型過程中的注意細節(jié)在零件的分型過程中,除了分型面的創(chuàng)建之外,還應該注意帶孔零件的分型,分型面的大小與零件體積的關系,縫合問題等。帶孔零件的分型在分型過程中,零件的形狀各種各樣,對于帶孔零件的分型應該謹慎,在分型過程中首先應對零件進行孔的補片,否則會引起分型的失敗?？椎难a片大體分為兩種情況。自動孔修補和注塑模工具中的修補命令?！?自動孔修補自動孔修補是注塑模分型管理器中的命令在自動分型過程中,打開分型管理器,點擊,彈出自動孔修補管理器,如圖4-1所示,圖3-3-1〔2注塑模工具中的修補命令注塑模工具中的修補命令適用于自動分型和手工分型,應用范圍比較廣泛。在[注塑模向導]工具條中點擊[注塑模工具],在彈出的工具條中選擇邊緣補片。圖3-3-2在彈出的開始遍歷對話框中,把按顏色遍歷前的對勾去掉,依次點擊要補片的孔邊緣線,完成補片。圖3-3-3分型面的放大問題分型面創(chuàng)建之后,對于分型的大小有一定的要求,分型面過小可能會造成片體與零件不相交的問題,為了避免這一問題的產(chǎn)生一般會在分型面的創(chuàng)建過程中適當放大分型面的面積。分型面創(chuàng)建過程中,如圖3-3-4,選擇擴大的曲面,點擊確定,通過設定百分比來擴大分型面。圖3-3-4〔1分型面的縫合問題在手動分型或者自動分型過程中,可能遇到一些復雜的零件,分型面的創(chuàng)建會比較繁瑣,也可能會是多個片體的組合體,在完成分型面的創(chuàng)建之后,要使用縫合命令把多個片體縫合為一個整體。3.4實際應用中分型方法的選擇實際應用中對于零件結構相對簡單的零件,孔槽相對較少,分型線比較明顯、平滑的零件比如下圖所示圖形應用自動分模會比較直接方便。圖3-4-1而對于一些零件結構復雜,孔多,分型線不明顯的零件應用自動分模比較繁瑣,型芯型腔的區(qū)分,會使得工作