裝配圖筆記本電腦機(jī)身外殼凸凹模具設(shè)計(jì)與加工

裝配圖筆記本電腦機(jī)身外殼凸凹模具設(shè)計(jì)與加工,裝配,筆記本電腦,機(jī)身,外殼,凸凹,模具設(shè)計(jì),加工 筆記本電腦機(jī)身外殼凸凹模具設(shè)計(jì)與加工 作者姓名：劉濤 專業(yè)班級(jí)：機(jī)械二班 指導(dǎo)教師：周遠(yuǎn)果 摘要 隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人民生活水平的逐步提高，各種各樣的工業(yè)產(chǎn)品出現(xiàn)我們的眼前，以此來滿足我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活的需要。其中，在日常生活中我們大家最常見到的就是塑料制品了。塑料的生產(chǎn)和加工需要經(jīng)過很復(fù)雜的成型工藝。顧名思義，塑料制品就是以塑料為主要原材料加工而成的生活用品或者工業(yè)用品。塑料的成型工藝是生產(chǎn)和加工塑料制品的基礎(chǔ)。塑件的成形種類很多，其中以塑料模塑成形為主，如擠出模塑、壓縮模塑、注塑模塑等。它們的共同特點(diǎn)就是利用塑料的成型模具來制造符合要求的塑料產(chǎn)品。而注塑成型的關(guān)鍵在于模具的設(shè)計(jì)，它在一定程度上影響著模具的優(yōu)劣好壞。 對(duì)于模具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，傳統(tǒng)的方法已無法滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需要，新的技術(shù)正在逐步取代舊的技術(shù)。其中最為重要和最具代表性的就是利用UG軟件對(duì)塑料模具進(jìn)行設(shè)計(jì)。UG是目前世界上最普及和最重要的三維CAD/CAM系統(tǒng)的軟件之一，Moldwizard是UG軟件中的一個(gè)外掛模塊，即我們所說的注塑模向?qū)В梢阅M我們傳統(tǒng)的方法流程來進(jìn)行設(shè)計(jì)，只要把三維模型做出來，就可以實(shí)現(xiàn)與產(chǎn)品參數(shù)相關(guān)的模具，從而在我國(guó)模具設(shè)計(jì)行業(yè)獲得廣泛應(yīng)用。 UG的加工模塊是整個(gè)系統(tǒng)的一部分，我們把產(chǎn)品零件的三維模型加載進(jìn)去，它就可以模仿真實(shí)的加工過程進(jìn)行加工，最終生成刀具軌跡。數(shù)控行業(yè)里有很多編程軟件，但我認(rèn)為UG CAM是最有代表性的，它的很多優(yōu)點(diǎn)是其他軟件不能做到的。 關(guān)鍵詞：注塑成型，實(shí)體建模，模具設(shè)計(jì)，數(shù)控編程 Abstract With the development of the society and the improvement of people's living standards, the emergence of all kinds of industrial products to meet our needs.Among them，plastic products is one of the most common and important industrial products, it was based on the plastic as main raw materials and articles for daily use and industrial supplies. Plastic molding process is the foundation of production and processing plastic products. There are many kinds of plastic parts forming, among them is given priority to with plastic molding, such as extrusion molding, compression molding, transfer molding, injection molding, etc. Their common characteristic is the use of plastic molding mold to manufacture a certain shape and size of the plastic parts. And the mould design and manufacture is the key to the injection molding technology, it determines the quality and precision of the plastic products. The traditional mold design and manufacturing technology have been unable to meet the needs of the development of modern society.the new technology is gradually replacing the old technology. One of the most important and the most representative is in using UG software to design plastic mold. A series of UG software is one of the world's most popular one of the three dimensional CAD/CAM system software, moldwizard is a series of UG software in injection mold design automation professional application module. It according to the general order of injection mold design to simulate the whole process of design. Only needs to be based on the 3 d entity modeling of a product, you can set up a related to product shape parameters of the three-dimensional entity mold. Which are widely used in the mold design industry in our country. UG CAM is part of the UG system, It is based on 3 d master model, with a strong and reliable production method, the tool path can finish milling, turning, such as wire cutting programming. UG CAM is the most representative mould numerical control industry CNC programming software. Its biggest characteristic is to generate tool path is reasonable, uniform cutting load, suitable for high speed machining. In addition, in the process of processing model, processing technology and tool management, are associated with the main model, after master model changing design, programming to calculate can, so the UG programming efficiency is very high. UG CAM offers a variety of processing type used for rough and finish machining of various kinds of machinery parts. Key words: injection molding, solid modeling, mold design, nc programming 目錄 第1章 前言 ……………………………………………………………………1 1.1課題背景 …………………………………………………………………1 1.2研究的目的和意義…………………………………………………………2 1.3研究的內(nèi)容…………………………………………………………………2 1.4研究的方法…………………………………………………………………2 第2章 實(shí)體建模 …………………………………………………………………3 2.1UG軟件的介紹 ……………………………………………………………3 2.2產(chǎn)品介紹……………………………………………………………………3 2.3具體建模過程………………………………………………………………4 2.3本章小結(jié)……………………………………………………………………8 第3章 模具設(shè)計(jì) …………………………………………………………………9 3.1Moldwizard的介紹…………………………………………………………9 3.2設(shè)計(jì)分析……………………………………………………………………9 3.3具體設(shè)計(jì)過程………………………………………………………………9 3.4本章小結(jié) …………………………………………………………………17 第4章 模具加工 …………………………………………………………………18 4.1CAM介紹 ……………………………………………………………………18 4.2加工工藝分析………………………………………………………………18 4.3具體操作過程………………………………………………………………20 4.3.1型芯加工………………………………………………………………20 4.3.2型腔加工………………………………………………………………28 4.3.3后處理…………………………………………………………………36 4.4本章小結(jié)……………………………………………………………………38 總結(jié)…………………………………………………………………………………39 致謝…………………………………………………………………………………39 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………40 第1章 前言 1.1課題背景 經(jīng)過多年的發(fā)展，塑料制品的制造，以及模具的制造技術(shù)已經(jīng)得到了完善，它是一門非常綜合性的科學(xué)技術(shù)。 對(duì)于傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)來說，首先工作人員得到是產(chǎn)品相關(guān)圖紙和產(chǎn)品相關(guān)實(shí)物等。然后對(duì)塑件材料的一些重要性能進(jìn)行分析，同時(shí)也會(huì)對(duì)模具設(shè)計(jì)的參數(shù)進(jìn)行分析，例如注塑機(jī)的型號(hào)、注射壓力、鎖模力、開模行程、過程控制能力等。要想進(jìn)入到真正的設(shè)計(jì)階段，需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真的分析。緊接著設(shè)計(jì)人員要根據(jù)塑件產(chǎn)品圖紙上的具體尺寸，逐一地計(jì)算和模具型腔、型芯相關(guān)零件的尺寸。并且還要從工藝學(xué)的角度來考慮他們之間的組合方式，以及其它一些細(xì)節(jié)尺寸。其次，設(shè)計(jì)人員需要確定整個(gè)模具的設(shè)計(jì)方案和一些具體參數(shù)，例如澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等等，這些在很大程度上都直接與模具設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有著很大關(guān)系，因此所制造出來的模具就和模具設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有著很大關(guān)系。方案確定以后，繪制出相關(guān)的圖紙，然后把所有圖紙送到模具生產(chǎn)廠進(jìn)行制造生產(chǎn)。模具制造廠把生產(chǎn)好的各種零件進(jìn)行切削、磨削、拋光后進(jìn)行組裝和總裝，裝配好后把模具放到注塑機(jī)上進(jìn)行試模。很多時(shí)候，試件在性能以及尺寸上都達(dá)不到預(yù)期的設(shè)計(jì)要求，所以設(shè)計(jì)方案就需要進(jìn)行修改，直到設(shè)計(jì)出符合要求的模具。然而，這就意味著前面所做的大部分工作全部作廢，設(shè)計(jì)人員需要重新設(shè)計(jì)和重新試模，顯然這對(duì)時(shí)間和金錢都是一種浪費(fèi)。 通過以上的分析可以知道，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)存在著很大的潛在錯(cuò)誤和設(shè)計(jì)誤差，人為的因素占據(jù)著主導(dǎo)地位，設(shè)計(jì)成本高，設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，成功率不高，需要進(jìn)行反復(fù)地試模和返修，以及經(jīng)濟(jì)效益不明顯。解決以上問題就需要運(yùn)用新的技術(shù)，即我們通常所說的模具CAD/CAM技術(shù)。 模具CAD所采用的是產(chǎn)品的三維實(shí)體模型，和傳統(tǒng)的圖紙描述不一樣，它是一個(gè)三維實(shí)體造型的描述，不僅具有三維實(shí)體零件的幾何尺寸，還具有真實(shí)實(shí)體的物理特性。它的一部分工作是設(shè)計(jì)三維圖形，此外它還具有分析功能。比如它可以分析模具的壁厚，現(xiàn)有的注塑機(jī)能否生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)方面是否合理，可能出現(xiàn)缺陷的地方有哪些等等。這樣，在設(shè)計(jì)的時(shí)候出現(xiàn)的一些問題可以得到馬上修改，而不是和傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)那樣，還需經(jīng)過試模才能確定產(chǎn)品是否合理。只有這樣我們才能不走彎路和避免浪費(fèi)，節(jié)省大量的資金和時(shí)間。另外，我們還可以將設(shè)計(jì)好的模具在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行注塑模擬，檢查各零部件之間的運(yùn)動(dòng)是否合理。同時(shí)，我們還可以在計(jì)算機(jī)上直接模仿加工模具，生成數(shù)控機(jī)床所需要的代碼。 從以上分析我們可以看出，與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造相比，CAD/CAM技術(shù)有著非常大的優(yōu)點(diǎn)。我們可以通過流動(dòng)分析、冷卻分析，以及動(dòng)態(tài)仿真模擬手段等一次性地完成模具設(shè)計(jì)，避免了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的反復(fù)修改和返功。為了達(dá)到以上目的，我們通過使用UG軟件對(duì)整個(gè)模具的設(shè)計(jì)和加工過程進(jìn)行模擬，從而實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)的現(xiàn)代化。 1.2研究的目的和意義 針對(duì)傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)存在的一些問題，如設(shè)計(jì)中存在著很大的潛在性錯(cuò)誤和誤差，人為的因素占據(jù)著主導(dǎo)地位，設(shè)計(jì)成本高，設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，成功率不高，需要進(jìn)行反復(fù)地試模和返修，以及經(jīng)濟(jì)效益不明顯等。我們利用UG軟件對(duì)筆記本電腦機(jī)身外殼進(jìn)行凸凹模具的設(shè)計(jì)和加工，通過UG的CAD/CAM模塊，可以大大的提高設(shè)計(jì)的效率，從而得到高精度高質(zhì)量的模具，使模具設(shè)計(jì)更加面向現(xiàn)代化。 1.3研究的內(nèi)容 本次課題是對(duì)針對(duì)筆記本電腦機(jī)身外殼的凸凹模具進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工。首先，根據(jù)筆記本電腦機(jī)身外殼實(shí)物進(jìn)行三維實(shí)體建模。然后，再根據(jù)實(shí)體模型對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行凸凹模具的設(shè)計(jì)。最后，對(duì)已完成的模具進(jìn)行數(shù)控加工和仿真。 1.4研究的方法 分析該題目所包含的目的和要求，根據(jù)指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，找到相關(guān)方面的圖書和資料。首先通過以往課程學(xué)到的相關(guān)知識(shí)，還有圖書館中的書籍，以及互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫等途徑查找和研究模具設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，特別是注塑模具成形方面。另一方面，通過自學(xué)相關(guān)軟件，從而利用軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究。最終，綜合各方面的知識(shí)，對(duì)筆記本電腦機(jī)身外殼進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。具體的方法如下：首先利用UG軟件進(jìn)行筆記本電腦機(jī)身外殼的三維實(shí)體造型。然后把三維實(shí)體模型加載到UG中,利用UG的注塑模向?qū)K對(duì)筆記本電腦機(jī)身外殼進(jìn)行凸凹模具設(shè)計(jì)。其主要的過程和步驟包括加載產(chǎn)品和初始化項(xiàng)目、定義模具坐標(biāo)系、定義成型鑲件……確立型芯和型腔等。最后，通過UG的CAM模塊，對(duì)設(shè)計(jì)好的模具進(jìn)行數(shù)控模擬加工和仿真，生成數(shù)控機(jī)床所需要的NC代碼。 第2章 實(shí)體建模 2.1 UG軟件介紹 UG是一款專門服務(wù)于注塑模設(shè)計(jì)的軟件。它為用戶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及加工提供了很多手段。UG可以很方便地對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行三維構(gòu)建。在初期階段，它主要用于工作站，但后來隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，它在個(gè)人計(jì)算機(jī)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為模具設(shè)計(jì)和制造業(yè)的一款主流軟件。UG的功能有很多模塊組成，在模具設(shè)計(jì)和NC加工方面提供很方便的途徑。在模具設(shè)計(jì)方面，它主要是模仿傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)流程，最關(guān)鍵的就是分模過程。分模的大概過程是分析產(chǎn)品、確定模具坐標(biāo)系、破孔的修補(bǔ)、抽取區(qū)域，創(chuàng)建分型線與分型面、分出前后模等。NC加工方面，它是模仿整個(gè)數(shù)控機(jī)床的加工過程，工具零件的加工工藝分析，確定具體的走刀路徑，最終生成NC代碼。 2.2產(chǎn)品介紹 本課題采用的是HP6930p筆記本電腦機(jī)身的外殼，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)來說比較復(fù)雜。產(chǎn)品的一些零部件比較細(xì)小，底面以及側(cè)面有許多通孔，另外還有一些曲面形狀部分，所以設(shè)計(jì)和加工的時(shí)候需要考慮很多因素。在這里，我們只是把產(chǎn)品的大概形狀和尺寸表示出來，然后完成設(shè)計(jì)和加工，以此來了解和熟悉模具CAD/CAM的各個(gè)環(huán)節(jié)。 圖2-1 圖2-2 整體尺寸：長(zhǎng)330mm,寬240mm,高20mm,厚度2mm 2.3 具體建模過程 具體的建模操作過程主要分為以下幾個(gè)步驟： 1. 首先對(duì)整體輪廓進(jìn)行建模，通過草繪和拉伸把模型的整體外形做出來。 2. 其次是對(duì)殼體的表面特征進(jìn)行建模，如模型底面和側(cè)面的一些通孔和凸臺(tái)，依然通過草繪和拉伸來進(jìn)行。 3. 最后對(duì)部分區(qū)域進(jìn)行細(xì)節(jié)的修整，如倒圓角等。 具體的操作過程如下： 1.創(chuàng)建整體輪廓：打開UG軟件，點(diǎn)擊工具欄上的【新建】圖標(biāo)，設(shè)置文件名和路徑，點(diǎn)擊確認(rèn)，進(jìn)入到建模模塊。 點(diǎn)擊工具欄上的【草圖】圖標(biāo)，進(jìn)入草圖模塊，平面選項(xiàng)選擇現(xiàn)有平面，點(diǎn)擊確認(rèn)，進(jìn)入到以XY平面為基準(zhǔn)平面的平面。然后點(diǎn)擊工具欄上的【矩形】圖標(biāo)，移動(dòng)光標(biāo)，捕捉坐標(biāo)原點(diǎn)，在寬度上輸入330，在高度上輸入240，點(diǎn)擊【完成草圖】圖標(biāo)，草繪完成。點(diǎn)擊工具欄上的【拉伸】圖標(biāo)，選擇曲線為已草繪完成的矩形，在結(jié)束距離上輸入20，布爾運(yùn)算為無，點(diǎn)擊確認(rèn)。圖2- 3 2．創(chuàng)建殼體：在工具欄里點(diǎn)擊【拉伸】按鈕，光標(biāo)點(diǎn)選長(zhǎng)方體的上表面，進(jìn)入草圖模塊。點(diǎn)擊【矩形】圖標(biāo)，在平面上畫出一個(gè)矩形，長(zhǎng)寬暫時(shí)不設(shè)置。然后鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊矩形的長(zhǎng)邊，按下鍵盤的D鍵,屏幕上彈出尺寸對(duì)話框，然后再次按下鼠標(biāo)左鍵，屏幕彈出編輯長(zhǎng)度對(duì)話框，在里面輸入188，按回車確認(rèn)。同樣的方法設(shè)置矩形的寬邊為180。再次鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊矩形的長(zhǎng)邊，按下鍵盤的D鍵,屏幕上彈出尺寸對(duì)話框，然后左鍵點(diǎn)擊模型的長(zhǎng)邊，繼續(xù)點(diǎn)擊左鍵，屏幕彈出編輯長(zhǎng)度對(duì)話框，在對(duì)話框里輸入20，按回車確認(rèn)。同樣的方法設(shè)置矩形寬邊與模型的寬邊之間的距離為2。然后點(diǎn)擊鼠標(biāo)中鍵，點(diǎn)擊【完成草繪】圖標(biāo)，草繪完成。此時(shí)返回到拉伸界面，雙擊拉伸體的方向箭頭，改變拉伸方向，在結(jié)束距離上輸入18，布爾運(yùn)算為求差，點(diǎn)擊應(yīng)用，完成拉伸。圖2-4 3.繼續(xù)創(chuàng)建殼體：使用同樣的方法，參考模型的尺寸和約束，創(chuàng)建剩下的殼體。圖2-5 4.對(duì)模型曲面區(qū)域進(jìn)行拉伸：首先要根據(jù)已成形殼體的內(nèi)側(cè)面創(chuàng)建一個(gè)基準(zhǔn)平面，為草繪和拉伸做準(zhǔn)備。點(diǎn)擊工具欄上的【基準(zhǔn)平面】圖標(biāo)，選取已成形殼體的內(nèi)側(cè)面，輸入距離為0，點(diǎn)擊應(yīng)用，完成基準(zhǔn)平面的創(chuàng)建。在工具欄里點(diǎn)擊【拉伸】按鈕，光標(biāo)選取已創(chuàng)建的基準(zhǔn)平面，進(jìn)入草圖模塊。選取交點(diǎn)部分，畫矩形，設(shè)長(zhǎng)為13寬為5，然后畫出一個(gè)直徑為26的圓，以已經(jīng)創(chuàng)建的矩形的一個(gè)頂點(diǎn)為圓心。再然后通過直線段把完成的圖形連接起來，最后點(diǎn)擊【快速修剪】圖標(biāo)，把多余的線段去除，點(diǎn)擊確認(rèn)，完成草繪。返回到拉伸界面，在拉伸對(duì)話框里輸入結(jié)束距離為326，布爾運(yùn)算為求差，點(diǎn)擊應(yīng)用，完成拉伸。再次點(diǎn)擊工具欄上的【拉伸】圖標(biāo)，選擇模型的側(cè)面為基準(zhǔn)平面，進(jìn)入到草繪模塊。把模型的顯示方式改為靜態(tài)線框，以利于草繪的完成。點(diǎn)擊【圓】圖標(biāo)，以上一個(gè)圓弧的圓心為圓心，畫一個(gè)直徑為30的圓。然后通過直線段完成剩下的圖形，最后點(diǎn)擊【快速修剪】圖標(biāo)，得到符合要求的圖形，點(diǎn)擊【完成草繪】圖標(biāo)，完成草繪。返回到拉伸界面，在拉伸對(duì)話框里輸入結(jié)束距離為330，布爾運(yùn)算為求差，點(diǎn)擊應(yīng)用，完成拉伸。圖2-6 5.對(duì)部分拉伸體進(jìn)行陣列：點(diǎn)擊工具欄上的【特征實(shí)例】圖標(biāo)，在彈出的的該對(duì)話框中選擇矩形陣列。鼠標(biāo)點(diǎn)選已創(chuàng)建的拉伸體，彈出相應(yīng)的對(duì)話框。在XC向的數(shù)量中輸入4，在XC偏置中輸入25，在YC向的數(shù)量中輸入3，在YC偏置中輸入25，點(diǎn)擊確認(rèn)，完成陣列。圖2-7 6.繼續(xù)陣列：依據(jù)模具尺寸的具體要求，可以使用相同的方法完成剩下的陣列。 7.對(duì)模型底面的凸臺(tái)進(jìn)行拉伸：在工具欄上點(diǎn)擊【拉伸】圖標(biāo)，選擇模型的底面為基準(zhǔn)平面。將模型顯示方式改為靜態(tài)線框。根據(jù)實(shí)物的具體形狀和尺寸，通過草繪工具欄中的【直線】、【矩形】、【快速修剪】等命令，畫出直徑為6的圓。點(diǎn)擊【完成草繪】圖標(biāo)，返回到拉伸界面，保持拉伸方向，在拉伸對(duì)話框里輸入結(jié)束距離為8，布爾運(yùn)算為求和，點(diǎn)擊應(yīng)用，完成拉伸。圖2-8 8.繼續(xù)拉伸：使用同樣的方法，根據(jù)具體的尺寸要求，對(duì)剩下的需要拉伸的凸臺(tái)進(jìn)行拉伸。 9.對(duì)模型側(cè)面的通孔進(jìn)行拉伸：點(diǎn)擊工具欄上的【拉伸】圖標(biāo)，選取模型的側(cè)面為基準(zhǔn)平面，將模型顯示方式改為靜態(tài)線框。根據(jù)實(shí)物的具體形狀和尺寸，通過草繪工具欄中的【直線】、【矩形】、【快速修剪】等命令，畫出一個(gè)邊長(zhǎng)為13的正方形，點(diǎn)擊【完成草繪】圖標(biāo)，完成草繪。返回到拉伸界面，改變拉伸方向，在拉伸對(duì)話框里輸入結(jié)束距離為2，布爾運(yùn)算為求差，點(diǎn)擊應(yīng)用，完成拉伸。圖2-9 10. 繼續(xù)拉伸：使用同樣的方法，根據(jù)具體的尺寸要求，對(duì)模型側(cè)面剩下的需要拉伸的通孔進(jìn)行拉伸。 11.對(duì)部分區(qū)域進(jìn)行倒圓角：點(diǎn)擊工具欄上的【邊倒圓】圖標(biāo)，彈出邊倒圓對(duì)話框，在半徑值里輸入1，然后選取一些相關(guān)的邊，點(diǎn)擊確認(rèn)，進(jìn)行倒圓角。圖2-10 2.4本章小結(jié) 本章主要講述了筆記本電腦機(jī)身外殼的三維建模的具體過程。要熟練地掌握UG建模的各種指令的作用和操作。根據(jù)實(shí)物的實(shí)際形狀和尺寸，運(yùn)用UG里的草繪模塊、拉伸模塊、實(shí)力特征等等，完成每個(gè)步驟的創(chuàng)建。特別要注意的是，在草繪時(shí)要學(xué)會(huì)運(yùn)用尺寸標(biāo)注和尺寸約束來完成圖形的創(chuàng)建。在拉伸的時(shí)候注意拉伸方向和距離，一定要明確布爾運(yùn)算是求和還是求差，這個(gè)很重要。在陣列時(shí)，要明確坐標(biāo)系的方向，輸入的距離有正負(fù)之分，不然陣列會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。通過實(shí)際操作，讓我對(duì)如何使用UG建模有了一個(gè)更加深刻的了解和認(rèn)識(shí)，初步掌握了各工具條的使用，能夠完成一般形狀物體的實(shí)體建模。 第3章 模具設(shè)計(jì) 3.1 Moldwizard的介紹 Moldwizard其實(shí)是UG軟件的一個(gè)外掛模塊，它模仿整個(gè)模具設(shè)計(jì)的流程，方便快速地完成注塑模具的設(shè)計(jì)。基于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程，它具有很強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能，用戶可以很快速的完成模具的分型、型芯型腔、滑塊、推桿、冷卻系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)。用戶通過它可以很輕松的進(jìn)行塑料模具的設(shè)計(jì)。同時(shí)，它里面配有常用的模架庫以及標(biāo)準(zhǔn)件庫，我們可以根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行調(diào)用，大大的提高了設(shè)計(jì)人員的工作效率。 3.2設(shè)計(jì)分析 模具設(shè)計(jì)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程，這里面需要考慮的問題很多，設(shè)計(jì)人員只有嚴(yán)格的按照模具設(shè)計(jì)流程來做，才能盡可能的避免出現(xiàn)錯(cuò)誤，否則錯(cuò)誤是很難避免的。模具設(shè)計(jì)前要做出產(chǎn)品的相關(guān)3D圖以及2D圖，然后確定產(chǎn)品的用途，以及收縮率、澆口位置、脫模角、外觀有無咬花等特殊要求。本課題是筆記本電腦機(jī)身外殼凸凹模具設(shè)計(jì)，不需要考慮整個(gè)模具設(shè)計(jì)，如其他的模架、標(biāo)準(zhǔn)件、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等等。我們這里主要使用UG軟件進(jìn)行筆記本電腦機(jī)身外殼的凸凹模具的設(shè)計(jì)。UG分模具有速度快、靈活性大、容易修改等特點(diǎn)，它主要分為手動(dòng)分模和自動(dòng)分模兩種。UG手動(dòng)分模是最傳統(tǒng)的分模方法，它是在建模模塊下直接進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，它可以完全按照工人的意愿進(jìn)行設(shè)計(jì)，但要求工人對(duì)模具設(shè)計(jì)的概念非常清楚。UG自動(dòng)分模是使用該軟件下的注塑模向?qū)K，進(jìn)行參數(shù)化的模具設(shè)計(jì)，其工作環(huán)境類似于裝配，它的分模效率要比手動(dòng)分模高很多。我們這里采用自動(dòng)分模。 該產(chǎn)品外形輪廓比較復(fù)雜，模型的底面和側(cè)面有許多的通孔和凸臺(tái)。在進(jìn)行分模時(shí)，如何確定分型線以及分型面主要取決于脫模方向以及產(chǎn)品的具體結(jié)構(gòu)。因?yàn)橛袀?cè)面通孔，脫模時(shí)比較困難，所以需要設(shè)計(jì)滑塊，保證脫模的順利進(jìn)行。此外，有些區(qū)域可以設(shè)計(jì)在型腔處也可以設(shè)計(jì)在型芯處，這主要取決于脫模時(shí)是否產(chǎn)生倒扣。在確定型腔和型芯區(qū)域之前對(duì)一些破孔進(jìn)行修補(bǔ)，否則無法完成抽取。 3.3具體操作過程 1.加載產(chǎn)品和項(xiàng)目初始化 打開UG NX,在工具欄里點(diǎn)擊【打開】圖標(biāo)，打開所要加載的產(chǎn)品。然后點(diǎn)擊工具欄上的【開始】圖標(biāo)，在下拉菜單里選擇注塑模向?qū)ВM(jìn)入到相關(guān)界面。點(diǎn)擊工具欄上的【項(xiàng)目初始化】圖標(biāo)，彈出相應(yīng)的對(duì)話框，同時(shí)加載的產(chǎn)品模型被選中。在對(duì)話框中輸入項(xiàng)目的路徑及名稱，設(shè)置材料，把項(xiàng)目單位設(shè)置為毫米，然后點(diǎn)擊確認(rèn)。圖3-1 2.定義模具坐標(biāo)系統(tǒng) 點(diǎn)擊工具欄上的【W(wǎng)CS動(dòng)態(tài)】圖標(biāo)，工作坐標(biāo)系顯示為動(dòng)態(tài)。選取模型最上面一層上的任何一個(gè)點(diǎn)，此時(shí)動(dòng)態(tài)坐標(biāo)位于該點(diǎn)上。然后在工具欄里點(diǎn)擊【模具CSYS】按鈕，彈出模具CSYS對(duì)話框，選取產(chǎn)品體中心，鎖定Z位置，點(diǎn)擊確認(rèn)。再次點(diǎn)擊工具欄上的【W(wǎng)CS動(dòng)態(tài)】圖標(biāo)，工作坐標(biāo)系顯示為動(dòng)態(tài)，雙擊Z軸，改變Z軸方向，同時(shí)旋轉(zhuǎn)XY軸，使X軸與模型的寬邊平行，使Y軸與模型的長(zhǎng)邊平行，點(diǎn)擊鼠標(biāo)中鍵確認(rèn)。在標(biāo)題欄里點(diǎn)擊【信息】圖標(biāo)，選擇點(diǎn)，彈出點(diǎn)對(duì)話框。光標(biāo)捕捉模型最下面一層上的任何一個(gè)點(diǎn)，彈出點(diǎn)的信息。查看ZC的值是否為0，如果不為0，需要再次調(diào)整坐標(biāo)系，使其坐標(biāo)原點(diǎn)位于模型的最下面一層上，以此完成對(duì)坐標(biāo)系的驗(yàn)證。圖3-2 3.定義成型鑲件 點(diǎn)擊工具欄上的【工件】圖標(biāo)，彈出工件對(duì)話框，在開始里輸入30.在結(jié)束里輸入50，點(diǎn)擊應(yīng)用，得到成型鑲件。圖3-3 4.實(shí)體修補(bǔ) 鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊成型鑲件，然后點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇隱藏，把成型鑲件隱藏起來。點(diǎn)擊工具欄上的【注塑模工具】圖標(biāo)，彈出注塑模工具工具條。在注塑模工具條里點(diǎn)選【創(chuàng)建方塊】圖標(biāo)，彈出相應(yīng)的對(duì)話框，對(duì)象選擇為包容塊，間隙設(shè)置為1，然后點(diǎn)擊需要實(shí)體修補(bǔ)的地方，點(diǎn)擊確認(rèn)。圖3-4 在注塑模工具條里點(diǎn)選【分割實(shí)體】按鈕，彈出分割實(shí)體對(duì)話框。點(diǎn)選需要分割的實(shí)體，即剛才已經(jīng)創(chuàng)建的方塊。然后在對(duì)話框里選擇按面拆分。然后點(diǎn)選模型的外表面，點(diǎn)擊應(yīng)用，彈出修剪方法，觀察修剪方向是否正確，如果不正確則選擇翻轉(zhuǎn)修剪，點(diǎn)擊確認(rèn)。然后點(diǎn)選模型的內(nèi)表面，點(diǎn)擊應(yīng)用，彈出修剪方法，觀察修剪方向是否正確，如果不正確則選擇翻轉(zhuǎn)修剪，點(diǎn)擊確認(rèn)。然后分別點(diǎn)選修補(bǔ)孔的內(nèi)表面，點(diǎn)擊應(yīng)用，彈出修剪方法，觀察修剪方向是否正確，如果不正確則選擇翻轉(zhuǎn)修剪，點(diǎn)擊確認(rèn)。圖3-5 點(diǎn)擊注塑模工具工具條上的【實(shí)體補(bǔ)片】按鈕，彈出實(shí)體補(bǔ)片對(duì)話框。選擇模型為產(chǎn)品體，選擇已分割的實(shí)體為修補(bǔ)體，點(diǎn)擊應(yīng)用。圖3-6 使用同樣的方法，通過創(chuàng)建方塊、分割實(shí)體、實(shí)體補(bǔ)片等步驟對(duì)剩下的模型側(cè)面的通孔進(jìn)行實(shí)體修補(bǔ)，完成整個(gè)模型的實(shí)體修補(bǔ)。 5.分型 在工具欄里點(diǎn)擊【分型】按鈕，對(duì)話框分型管理器將被彈出。然后點(diǎn)選【設(shè)計(jì)區(qū)域】按鈕，彈出塑模部件驗(yàn)證對(duì)話框，選擇保持現(xiàn)有的，點(diǎn)擊確認(rèn)。在彈出的塑模部件驗(yàn)證對(duì)話框里，選擇設(shè)置，查看是否有不完整的環(huán)，選擇區(qū)域，點(diǎn)擊設(shè)置區(qū)域顏色，系統(tǒng)自動(dòng)把型腔區(qū)域、型芯區(qū)域、不確定區(qū)域用不同的顏色分開出來。然后就是對(duì)型腔和型芯進(jìn)行分區(qū)，把相應(yīng)的區(qū)域劃分到指定區(qū)域。設(shè)置區(qū)域顏色完成后，返回到注塑模向?qū)Ы缑?。點(diǎn)擊注塑模工具工具條里的【曲面補(bǔ)片】圖標(biāo)，選擇要修補(bǔ)的孔所在的平面，把不需要修補(bǔ)的區(qū)域刪除掉，點(diǎn)擊確認(rèn)進(jìn)行修補(bǔ)。然后點(diǎn)擊注塑模工具工具條里的【邊緣補(bǔ)片】圖標(biāo)，對(duì)一些不在同一平面的破孔進(jìn)行修補(bǔ)，在彈出的開始遍歷對(duì)話框里選擇按面的顏色進(jìn)行遍歷。點(diǎn)擊破孔邊緣，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的進(jìn)行修補(bǔ)。這樣就完成了對(duì)整個(gè)模型的破孔修補(bǔ)。圖3-7 在工具欄里點(diǎn)擊【分型】按鈕，彈出相應(yīng)的對(duì)話框。點(diǎn)擊【抽取區(qū)域】圖標(biāo)，彈出相應(yīng)的對(duì)話框。點(diǎn)擊【編輯分型線】圖標(biāo)，在彈出的對(duì)話框里，遍歷環(huán)，按面的顏色，系統(tǒng)就會(huì)創(chuàng)建分型線。然后編輯過度對(duì)象，把不在同一平面上的分型線選中，點(diǎn)擊確認(rèn)。圖3-8 點(diǎn)擊分型管理器里的【創(chuàng)建分型面】圖標(biāo)，彈出相應(yīng)的對(duì)話框，然后創(chuàng)建分型面。在彈出的對(duì)話框里選擇曲面類型為有界平面，點(diǎn)擊第一方向，在矢量對(duì)話框里選擇YC軸，點(diǎn)擊第二方向，在矢量對(duì)話框里選擇XC軸。調(diào)整U、V方向的距離，使其范圍符合要求，點(diǎn)擊確認(rèn)。觀察所創(chuàng)建的分型面區(qū)域是否符合要求，如果不符合則選擇翻轉(zhuǎn)修剪片體。繼續(xù)以同樣的方法，創(chuàng)建剩下區(qū)域的分型面，點(diǎn)擊確認(rèn)后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的把過度區(qū)域的分型面補(bǔ)起，形成整個(gè)分型面。圖3-9 最后一步就是創(chuàng)建型腔和型芯，在分型管理器里點(diǎn)選創(chuàng)建，選擇片體為所有區(qū)域，勾選檢查幾何體和檢查重疊復(fù)選框，點(diǎn)擊確認(rèn)。于是初步完成型腔和型芯的創(chuàng)建。如下圖所示：圖3-10 圖3-11 6.滑塊設(shè)計(jì) 點(diǎn)擊【裝配導(dǎo)航器】按鈕，在裝配導(dǎo)航器窗口中選中已創(chuàng)建的型腔，并單擊鼠標(biāo)右鍵，把型腔設(shè)置為工作部件。 在標(biāo)準(zhǔn)工具欄上點(diǎn)擊【開始】圖標(biāo)，在彈出的對(duì)話框中選擇裝配命令，進(jìn)入裝配模塊。單擊裝配工具欄上的【W(wǎng)AVE幾何連接器】按鈕，彈出WAVE幾何連接器對(duì)話框。在類型下拉菜單中體，然后選擇產(chǎn)品零件，點(diǎn)擊確認(rèn)按鈕。 單擊【裝配導(dǎo)航器】圖標(biāo)，選中型腔，并單擊鼠標(biāo)右鍵，把型腔設(shè)置為顯示部件。 選擇型腔，然后點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，點(diǎn)擊隱藏命令，隱藏型腔。 點(diǎn)擊標(biāo)題欄上的【格式】圖標(biāo)，設(shè)置圖層，彈出圖層設(shè)置對(duì)話框。在圖層狀態(tài)欄中選擇第25層，然后點(diǎn)擊可選，這樣就可以把之前創(chuàng)建的實(shí)體補(bǔ)塊顯示出來并可選。圖3-12 點(diǎn)擊工具欄里的【拉伸】圖標(biāo)，選擇產(chǎn)品模型有實(shí)體補(bǔ)塊的面作為基準(zhǔn)平面，然后進(jìn)入到草繪模塊。在平面上畫出一個(gè)矩形，使其范圍包括這個(gè)平面上所有的修補(bǔ)快。如圖所示： 圖3-13 點(diǎn)擊完成草繪，返回到拉伸界面，使其拉伸方向向外，距離超過成型鑲件，得到如圖所示的拉伸體： 圖3-14 然后，點(diǎn)擊工具欄上的求和按鈕，對(duì)已經(jīng)創(chuàng)建的拉伸體和已經(jīng)創(chuàng)建的實(shí)體補(bǔ)塊進(jìn)行求和，這樣拉伸體和實(shí)體補(bǔ)塊成為一體。然后對(duì)拉伸體進(jìn)行修剪。點(diǎn)擊標(biāo)題欄上的【插入】圖標(biāo)，選則同步建模里的【替換面】按鈕，彈出替換面對(duì)話框。目標(biāo)面選擇的是已經(jīng)拉伸的方塊的最外面，工具面選擇的是型腔的最外面，點(diǎn)擊確認(rèn)，這樣拉伸體就完成了修剪。圖3-15 使用同樣的方法對(duì)模型另一側(cè)的滑塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。 完成創(chuàng)建后，點(diǎn)擊工具欄上的【求差】按鈕，彈出求差對(duì)話框。選擇型腔作為目標(biāo)，選擇滑塊作為刀具，勾選設(shè)置欄中的保存工具復(fù)選框，單擊確定按鈕，求差結(jié)果如圖所示： 圖3-16 使用同樣的方法對(duì)另一個(gè)滑塊進(jìn)行求差，然后設(shè)置一下滑塊體的顏色以便于區(qū)分，最終得到具有滑塊體的模具型腔。圖3-17 然后把滑塊頭給隱藏起來，改變一下型腔和型芯的顏色，得到完整的型腔和型芯。 3.4本章小結(jié) 本章主要是通過使用UG里的注塑模向?qū)K對(duì)模具進(jìn)行分模設(shè)計(jì)，得到型腔和型芯的過程。具體的操作過程比較繁瑣，需要注意很多細(xì)節(jié)。最關(guān)鍵的地方是補(bǔ)破孔和滑塊設(shè)計(jì)部分。在使用實(shí)體補(bǔ)塊之前，首先要?jiǎng)?chuàng)建方塊，把通孔包住，然后再選擇實(shí)體分割，分割所創(chuàng)建的方塊，使其形狀輪廓符合通孔的要求，最后才進(jìn)行實(shí)體修補(bǔ)，把模型和實(shí)體補(bǔ)塊進(jìn)行連接，得到?jīng)]有側(cè)面通孔的模型，為后續(xù)的分型做準(zhǔn)備。在補(bǔ)破孔時(shí)，先選擇曲面補(bǔ)，把大部分的平面部分的通孔進(jìn)行修補(bǔ)，然后選擇邊緣修補(bǔ)，選取一些小型的不規(guī)則的通孔進(jìn)行修補(bǔ)。同時(shí)也要注意，在創(chuàng)建分型線時(shí)選擇按面的顏色進(jìn)行遍歷，得到符合要求的分型線，然后再編輯過度區(qū)域。在創(chuàng)建分型面時(shí)，要明確第一方向和第二方向，不然會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。 整個(gè)前后膜分模完成后，還要進(jìn)行滑塊的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)滑塊之前，要把已經(jīng)創(chuàng)建的實(shí)體補(bǔ)塊顯示出來并可選，因?yàn)閷?shí)體補(bǔ)塊創(chuàng)建之后，系統(tǒng)默認(rèn)的把其隱藏了。然后再創(chuàng)建滑塊頭的拉伸部分。最后，由于拉伸體和實(shí)體補(bǔ)塊并不是一個(gè)整體，所以要對(duì)他們進(jìn)行布爾運(yùn)算求和。然后再對(duì)求和體和型腔部分進(jìn)行求差，得到具有滑塊機(jī)構(gòu)的型腔部分。 整個(gè)過程從加載產(chǎn)品到最終得到型腔和型芯都是一步步過來的，有些順序可以顛倒，但絕大部分是按照順序來的。每一個(gè)步驟里面有許多需要注意的地方，只有完全按具體的要求來做，才能完成最終任務(wù)。 第4章 模具加工 4.1UG CAM 基礎(chǔ)知識(shí) 數(shù)控加工技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)加工技術(shù)來說是一門比較綜合和先進(jìn)的技術(shù)，它是把傳統(tǒng)上的各種相關(guān)技術(shù)融合在一起。它是現(xiàn)代機(jī)械制造的基礎(chǔ)，在機(jī)械制造的生產(chǎn)方式和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等方面得到廣泛應(yīng)用。UG軟件不僅為用戶提供了非常強(qiáng)大的實(shí)體建模功能和造型功能，它還提供了CAM模塊，其包括了完整的NC編程、后處理以及運(yùn)動(dòng)仿真。UG CAM可以根據(jù)用戶所建立的三維實(shí)體模型直接生成數(shù)控機(jī)床的數(shù)控代碼，為數(shù)控機(jī)床的編程提供了一套比較完整的解決方案。 先進(jìn)制造技術(shù)以及數(shù)控機(jī)床等的關(guān)鍵部分就是數(shù)控技術(shù)。是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)。同時(shí)，數(shù)控技術(shù)可以大大的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率以及產(chǎn)品的質(zhì)量。數(shù)控技術(shù)的主要載體就是數(shù)控機(jī)床，它是提高加工效率以及產(chǎn)品質(zhì)量的有效保證。 4.2加工工藝分析 模具型芯： 圖4-1 該筆記本電腦機(jī)身外殼模具型芯的尺寸為380*290*45，材料為718。從上圖可以看得出來，該模具型芯的結(jié)構(gòu)是比較復(fù)雜的，零件的表面有許多凸臺(tái)和凹槽，而且有些地方尺寸比較小，加工時(shí)要分區(qū)域地進(jìn)行多刀路的粗精加工，以確保加工效率以及表面的光滑度。 分析該模具的結(jié)構(gòu)特征，對(duì)于該類比較大的模具可以使用大直徑的刀具來進(jìn)行整體的開粗加工，這樣就可以提高刀具的剛性與加工效率。然后再使用直徑比較小的刀具對(duì)工件進(jìn)行二次開粗，這樣就可以清除上一步開粗時(shí)刀具沒有加工到的部位。接著根據(jù)模型的凸臺(tái)和凹槽的尺寸來選擇較小的刀具進(jìn)行半精加工。最后對(duì)模型的曲面部分采用固定軸銑削的方式進(jìn)行精加工。 型芯整體粗加工： 首先使用D10的平底刀，采用型腔銑削的方法，余量設(shè)置為0.2，對(duì)整個(gè)工件進(jìn)行開粗加工，把大部分的毛坯去除掉。由于工件尺寸以及刀具尺寸的限制，模具部分成型區(qū)域該刀具是無法進(jìn)去的。例如尺寸小于10的地方，還有一些封閉區(qū)域的拐角地方的殘留余量會(huì)比較大。這樣，我們可以采用符合這些成型區(qū)域最小尺寸的刀具來進(jìn)行開粗加工，以此來清除上一步開粗加工時(shí)沒有加工到位的地方。我們采用D1.5的平底刀，余量依然設(shè)置為0.2。需要指出的是，在進(jìn)行工序設(shè)置的時(shí)候，可以復(fù)制上一步的工序，只是把刀具改變一下，最重要的是選擇參考上一步的刀具進(jìn)行加工，否則會(huì)出現(xiàn)走空刀現(xiàn)象。這樣粗加工就完成了。 型芯成型部位半精加工： 分析模具的結(jié)構(gòu)可以知道，模具的整個(gè)表面有平面部分和曲面部分之分。UG CAM提供了平面銑削和型腔銑削兩種方法。平面銑削主要針對(duì)的是工件的下表面和側(cè)面垂直的的部分。而型腔銑削既可以加工底面與側(cè)面垂直的部分，也可以加工斜面部分。如果我們只采用平面銑的話是無法完成加工的。如果只采用型腔銑的話，會(huì)造成很大的空刀部分，大大地降低了加工效率。所以，我們采用兩種方法混合加工，即平面部分采用平面銑削的方法，曲面部分采用型腔銑削的方法。由于模型成型部位最小尺寸的限制，我們這里依然采用D1.5的平底刀進(jìn)行半精加工，余量設(shè)置為0.1。 型芯成型部分精加工： 對(duì)于模具成型部分的精加工，我們可以采用半精加工方法的刀路進(jìn)行加工，只是需要改變刀具即可。一些尺寸較小的地方和一些封閉區(qū)域的拐角需要進(jìn)行清角，所以我們采用D1的平底刀進(jìn)行精加工。對(duì)于曲面部分來說，采用型腔銑削和平底刀是無法完成精加工的。我們這里采用的是固定軸曲面銑削的方法對(duì)其進(jìn)行加工，刀具選擇D1R0.5的圓鼻刀。這樣就可以完成整個(gè)模具的精加工。 模具型腔： 圖4-2 該筆記本電腦機(jī)身外殼模具型腔的尺寸為380*290*45，材料為718。從上圖可以看出，該模具的型腔并不是特別復(fù)雜。底面部分有一些小的凸臺(tái)，沒有凹槽部分。但有兩個(gè)曲面部分以及部分邊的倒圓角。加工時(shí)需要要注意刀具的選擇，以及分區(qū)域進(jìn)行多刀路的粗精加工，以此來確保加工效率和表面光滑度。 分析該模具的結(jié)構(gòu)特征，同樣的方法，對(duì)于該類比較大的工件應(yīng)盡量采用用直徑比較大的刀具來進(jìn)行模型的開粗加工。然后再使用直徑比較小的刀具對(duì)工件進(jìn)行二次開粗，這樣就可以清除上一步開粗時(shí)刀具沒有加工到的部位。接著根據(jù)模型的凸臺(tái)和凹槽的尺寸來選擇較小的刀具進(jìn)行半精加工。最后通過使用固定軸輪廓銑削的方式對(duì)模型曲面部分進(jìn)行精加工。 型腔整體粗加工： 這里我們同樣首先使用D10的平底刀，采用型腔銑削的方法，余量設(shè)置為0.2，對(duì)整個(gè)工件進(jìn)行開粗加工，把大部分的毛坯去除掉。由于工件尺寸以及刀具尺寸的限制，模具部分成型區(qū)域該刀具是無法進(jìn)去的。例如尺寸小于10的地方，還有一些封閉區(qū)域的拐角地方的殘留余量會(huì)比較大。這樣，我們可以采用符合這些成型區(qū)域最小尺寸的刀具來進(jìn)行開粗加工，以此來清除上一步開粗加工時(shí)沒有加工到位的地方。這里采用的是D3的平底刀，余量為0.2。需要指出的是，在進(jìn)行工序設(shè)置的時(shí)候，可以復(fù)制上一步的工序，只是把刀具改變一下，最重要的是選擇參考上一步的刀具進(jìn)行加工，否則會(huì)出現(xiàn)走空刀現(xiàn)象。這樣粗加工就完成了。 型腔成型部位半精加工： 分析模具型腔的結(jié)構(gòu)可以看出，該模具的表面有平面區(qū)域和曲面區(qū)域，同樣的問題是采用同一種方法是無法完成加工的。所以，我們采用兩種方法混合加工，即平面部分采用平面銑削的方法，曲面部分采用型腔銑削的方法。由于模型成型部位最小尺寸的限制，我們這里依然采用D3和D1的平底刀分別進(jìn)行半精加工，余量設(shè)置為0.1。 型腔成型部位精加工： 對(duì)于模具成型部分的精加工，我們可以采用半精加工方法的刀路進(jìn)行加工，只是需要改變刀具即可。一些尺寸較小的地方和一些封閉區(qū)域的拐角需要進(jìn)行清角，所以我們采用D1的平底刀進(jìn)行精加工。對(duì)于曲面部分來說，采用型腔銑削和平底刀是無法完成精加工的。我們這里采用的是固定軸曲面銑削的方法對(duì)其進(jìn)行加工，刀具選擇D1R0.5的圓鼻刀。這樣就可以完成整個(gè)模具的精加工。 4.3具體操作過程 4.3.1型芯加工 設(shè)置父節(jié)點(diǎn)組： 打開UG軟件，并打開需要加工的型芯工件。點(diǎn)擊【開始】圖標(biāo)，選擇加工，進(jìn)入到加工環(huán)境。緊接著，在操作導(dǎo)航器里面轉(zhuǎn)到到程序視圖。點(diǎn)擊工具欄上的【創(chuàng)建程序】圖標(biāo)，彈出創(chuàng)建程序?qū)υ捒颍谄渲休斎氤绦蛎Q為“粗加工”，并單擊確認(rèn)。然后按照同樣的方法，分別創(chuàng)建“半精加工”以及“精加工”程序。 圖4-3 把操作導(dǎo)航器轉(zhuǎn)變到幾何視圖。找到加工坐標(biāo)，然后雙擊， 此時(shí)將出現(xiàn)機(jī)床坐標(biāo)系對(duì)話框，選擇自動(dòng)判斷坐標(biāo)系。鼠標(biāo)點(diǎn)選模型的底面，系統(tǒng)自動(dòng)把坐標(biāo)系定位在底面的中央。然后雙擊坐標(biāo)系的Z軸，改變Z軸方向，并在輸入框里輸入45，點(diǎn)擊確認(rèn)，此時(shí)坐標(biāo)系位于整個(gè)模型上表面的中央部位，完成加工坐標(biāo)系的創(chuàng)建。同時(shí)設(shè)置安全平面的距離為30。圖4-4 雙擊“WORKPIECE”，彈出一個(gè)相關(guān)的對(duì)話框，在指定部件中選擇加工工件，在指定毛坯中選擇包容塊，完成工件和包容塊的創(chuàng)建。圖4-5 然后把操作導(dǎo)航器轉(zhuǎn)變到機(jī)床視圖。在工具欄里點(diǎn)擊【創(chuàng)建刀具】圖標(biāo)，彈出相應(yīng)的對(duì)話框，然后選擇刀具的類型和位置，輸入刀具的名稱，完成各刀具的創(chuàng)建。 圖4-6 整體粗加工： 點(diǎn)擊工具欄上的【創(chuàng)建工序】圖標(biāo)，選擇型腔銑，彈出型腔銑對(duì)話框，幾何體選擇WORKPIECE,其它的不用修改。刀具選擇D10的刀，刀軸設(shè)置為+ZM軸，切削模式設(shè)為跟隨周邊，步距設(shè)置為刀具平直百分比，值為50%，每刀的公共深度設(shè)置為恒定，值為1mm。點(diǎn)擊【切削參數(shù)】按鈕，彈出相應(yīng)的對(duì)話框。點(diǎn)擊【策略】圖標(biāo)，在切削方向里選擇為順銑，在切削順序里選擇層優(yōu)先，在刀路方向里選擇向內(nèi)，壁選擇島清理。點(diǎn)擊【余量】圖標(biāo)，部件側(cè)面的余量設(shè)置為0.2，部件底面的余量設(shè)置為0.2，把內(nèi)外公差設(shè)置為0.03。點(diǎn)擊【非切削參數(shù)】圖標(biāo)，彈出非切削參數(shù)對(duì)話框。點(diǎn)擊【進(jìn)刀】圖標(biāo)，在封閉區(qū)域里選擇螺旋進(jìn)刀，在開放區(qū)域里選擇線性進(jìn)刀。點(diǎn)擊【退刀】圖標(biāo)，選擇退刀類型為抬刀。最后點(diǎn)擊【進(jìn)給率和速度】圖標(biāo)，主軸轉(zhuǎn)速設(shè)置為3500，進(jìn)給率設(shè)置為3000，點(diǎn)擊確認(rèn)。最后生成刀軌。圖4-7 整體二次粗加工： 在程序順序?qū)Ш狡髦羞x中整體粗加工工序，然后復(fù)制粗加工工序，重命名工序名稱為整體二次粗加工。然后雙擊該工序，把刀具改為D1.5的平底刀，主軸轉(zhuǎn)速改為7000，進(jìn)給率改為1500。在【切削參數(shù)】對(duì)話框里選擇【空間范圍】圖標(biāo)，在參考刀具里面選擇D10的平底刀，其他的一切不變。最后生成刀軌。圖4-8 中央半精加工： 點(diǎn)擊工具欄上的【創(chuàng)建工序】圖標(biāo)，選擇平面銑中的面銑削區(qū)域，彈出面銑削區(qū)域?qū)υ捒?。然后在工件上選擇銑削區(qū)域，如下圖所示。圖4-9 緊接著，選擇D1.5的平底刀，刀軸設(shè)置為+ZM軸，切削模式設(shè)為跟隨周邊，步距設(shè)置為刀具平直百分比，值為75%。點(diǎn)擊【切削參數(shù)】按鈕，彈出相應(yīng)的對(duì)話框。點(diǎn)擊【策略】圖標(biāo)，在切削方向里選擇為順銑，在刀路方向里選擇向內(nèi)。點(diǎn)擊【余量】圖標(biāo)，部件側(cè)面余量設(shè)置為0.1，部件底面余量設(shè)置為0.1，內(nèi)外公差設(shè)置為0.01。點(diǎn)擊【非切削參數(shù)】按鈕，彈出相應(yīng)的對(duì)話框。點(diǎn)擊【進(jìn)刀】圖標(biāo)，在封閉區(qū)域里選擇螺旋進(jìn)刀，在開放區(qū)域里選擇線性進(jìn)刀。點(diǎn)擊【退刀】圖標(biāo)，選擇退刀類型為抬刀。最后點(diǎn)擊【進(jìn)給率和速度】圖標(biāo)，主軸轉(zhuǎn)速設(shè)置為7000，進(jìn)給率設(shè)置為1500，點(diǎn)擊確認(rèn)。最后生成刀軌。圖4-10 外部半精加工1： 在程序順序?qū)Ш狡髦羞x中中央半精加工工序，然后復(fù)制該工序，重命名工序名稱為外部半精加工1。然后雙擊該工序，在彈出的對(duì)話框中選中【指定切削區(qū)域】圖標(biāo)，把原來的切削區(qū)域刪除，重新選擇新的切削區(qū)域，如下圖所示。圖4-11 然后，其他的保持不變，點(diǎn)擊確認(rèn)，生成刀軌。圖4-12 外部半精加工2： 點(diǎn)擊工具欄上的【創(chuàng)建工序】圖標(biāo)，選擇型腔銑，彈出型腔銑對(duì)話框，幾何體選擇WORKPIECE,其它的不用修改。指定的切削區(qū)域如下圖所示。圖4-13 然后刀具選擇D1.5的刀，刀軸設(shè)置為+ZM軸，切削模式設(shè)為跟隨周邊，步距設(shè)置為刀具平直百分比，值為50%，每刀的公共深度設(shè)置為恒定，值為1mm。點(diǎn)擊【切削參數(shù)】圖標(biāo)，彈出切削參數(shù)對(duì)話框。點(diǎn)擊【策略】圖標(biāo)，在切削方向里選擇為順銑，在切削順序里選擇層優(yōu)先，在刀路方向里選擇向內(nèi)，壁選擇島清理。點(diǎn)擊【余量】圖標(biāo)，部件側(cè)面余量設(shè)置為0.1，部件底面余量設(shè)置為0.1，內(nèi)外公差設(shè)置為0.01。點(diǎn)擊【非切削參數(shù)】圖標(biāo)，彈出非切削參數(shù)對(duì)話框。點(diǎn)擊【進(jìn)刀】圖標(biāo)，在封閉區(qū)域里選擇螺旋進(jìn)刀，在開放區(qū)域里選擇線性進(jìn)刀。點(diǎn)擊【退刀】圖標(biāo)，選擇退刀類型為抬刀。最后點(diǎn)擊【進(jìn)給率和速度】圖標(biāo)，主軸轉(zhuǎn)速設(shè)置為7000，進(jìn)給率設(shè)置為1500，點(diǎn)擊確認(rèn)。最后點(diǎn)擊【生成刀軌】圖標(biāo)，生成刀軌。圖4-14 中央精加工： 在程序順序?qū)Ш狡髦羞x中中央半精加工工序，然后復(fù)制該工序，重命名工序名稱為中央精加工。雙擊該工序，改變刀具為D1的平底刀，余量設(shè)置為0，其他的保持不變，點(diǎn)擊確認(rèn)，生成刀軌。圖4-15 外部精加工1： 在程序順序?qū)Ш狡髦羞x中外部半精加工1工序，然后復(fù)制該工序，重命名工序名稱為外部精加工1。雙擊該工序，改變刀具為D1的平底刀，余量設(shè)置為0，其他的保持不變，點(diǎn)擊【生成刀軌】圖標(biāo)，生成刀軌。圖4-16 外部精加工2： 點(diǎn)擊工具欄上的【創(chuàng)建工序】圖標(biāo)，選擇型腔銑中的固定軸銑，彈出固定輪廓銑對(duì)話框，幾何體選擇WORKPIECE,其它的不用修改。指定切削區(qū)域如下圖所示。圖4-17 然后刀具選擇D1R0.5的刀，刀軸設(shè)置為+ZM軸，驅(qū)動(dòng)方法選擇區(qū)域銑削。點(diǎn)擊【切削參數(shù)】按鈕，彈出相應(yīng)的對(duì)話框。點(diǎn)擊【策略】圖標(biāo)，在切削方向里選擇為順銑，在切削角里選擇自動(dòng)。點(diǎn)擊【余量】圖標(biāo)，余量值全部設(shè)置為0，內(nèi)外公差設(shè)置為0.005。最后點(diǎn)擊【進(jìn)給率和速度】圖標(biāo)，主軸轉(zhuǎn)速設(shè)置為7000，進(jìn)給率設(shè)置為1500，點(diǎn)擊確認(rèn)。最后點(diǎn)擊確認(rèn)，生成刀軌。圖4-18 至此，整個(gè)型芯加工全部完成。 4.3.2型腔加工 設(shè)置父節(jié)點(diǎn)組： 打開UG軟件，并打開需要加工的型芯工件。點(diǎn)擊【開始】圖標(biāo)，在其中選擇加工，進(jìn)入到加工環(huán)境。緊接著，把操作導(dǎo)航器轉(zhuǎn)變到程序視圖。點(diǎn)擊工具欄上的【創(chuàng)建程序】圖標(biāo)，彈出創(chuàng)建程序?qū)υ捒?，在其中輸入程序名稱為“粗加工”，并單擊確認(rèn)。然后按照同樣的方法，創(chuàng)建“半精加工”以及“精加工”程序。 圖4-19 把操作導(dǎo)航器轉(zhuǎn)變到幾何視圖。在導(dǎo)航器中雙擊加工坐標(biāo)， 系統(tǒng)彈出相應(yīng)的對(duì)話框，選擇自動(dòng)判斷坐標(biāo)系。鼠標(biāo)點(diǎn)選模型的底面，系統(tǒng)自動(dòng)把坐標(biāo)系定位在底面的中央。然后雙擊坐標(biāo)系的Z軸，改變Z軸方向，并在輸入框里輸入45，點(diǎn)擊確認(rèn)，此時(shí)坐標(biāo)系位于整個(gè)模型上表面的中央部位，完成加工坐標(biāo)系的創(chuàng)建。同時(shí)設(shè)置安全平面的距離為30。圖4-20 雙擊“WORKPIECE”按鈕，系統(tǒng)彈出相應(yīng)的對(duì)話框，在指定部件中選擇加工工件，在指定毛坯中選擇包容塊，完成工件和包容塊的創(chuàng)建。圖4-21 把操作導(dǎo)航器轉(zhuǎn)變到機(jī)床視圖。單擊工具欄上的【創(chuàng)建刀具】圖標(biāo)，彈出相應(yīng)的對(duì)話框，選擇刀具的類型和位置，輸入刀具的名稱，完成各刀具的創(chuàng)建。 圖4-22 整體粗加工： 點(diǎn)擊工具欄上的【創(chuàng)建工序】圖標(biāo)，選擇型腔銑，彈出型腔銑對(duì)話框，幾何體選擇WORKPIECE,其它的不用修改。刀具選擇D10的刀，刀軸設(shè)置為+ZM軸，切削模式設(shè)為跟隨周邊，步距設(shè)置為刀具平直百分比，值為50%，每刀的公共深度設(shè)置為恒定，值為1mm。點(diǎn)擊【切削參數(shù)】按鈕，彈出相應(yīng)的對(duì)話框。點(diǎn)擊【策略】圖標(biāo)，在切削方向里選擇為順銑，在切削順序里選擇層優(yōu)先，在刀路方向里選擇向內(nèi)，壁選擇島清理。點(diǎn)擊【余量】圖標(biāo)，部件側(cè)面余量設(shè)置為0.2，部件底面余量設(shè)置為0.2，把內(nèi)外公差設(shè)置為0.03。點(diǎn)擊【非切削參數(shù)】按鈕，彈出相應(yīng)的對(duì)話框。點(diǎn)擊【進(jìn)刀】圖標(biāo)，在封閉區(qū)域里選擇螺旋進(jìn)刀，在開放區(qū)域里選擇線性進(jìn)刀。點(diǎn)擊【退刀】圖標(biāo)，選擇退刀類型為抬刀。最后點(diǎn)擊【進(jìn)給率和速度】圖標(biāo)，主軸轉(zhuǎn)速設(shè)置為3500，進(jìn)給率設(shè)置為3000，點(diǎn)擊確認(rèn)。最后點(diǎn)擊確認(rèn)，生成刀軌。圖4-23 整體二次粗加工： 在程序順序?qū)Ш狡髦羞x中整體粗加工工序，然后復(fù)制粗加工工序，重命名工序名稱為整體二次粗加工。然后雙擊該工序，把刀具改為D3的平底刀，主軸轉(zhuǎn)速改為7000，進(jìn)給率改為1500。在【切削參數(shù)】對(duì)話框里選擇【空間范圍】圖標(biāo)，在參考刀具里面選擇D10的平底刀，其他的一切不變。點(diǎn)擊確認(rèn)，生成刀軌。圖4-24 平面銑半精加工： 點(diǎn)擊工具欄上的【創(chuàng)建工序】圖標(biāo)，選擇平面銑中的面銑削區(qū)域，彈出面銑削區(qū)域?qū)υ捒颉Ｈ缓笤诠ぜ线x擇銑削區(qū)域，如下圖所示。圖4-25 然后，選擇D3的平底刀，刀軸選擇默認(rèn)，步距設(shè)置為刀具平直百分比，值為75%，切削的模式選擇為跟隨周邊。點(diǎn)擊【切削參數(shù)】按鈕，彈出相應(yīng)的對(duì)話框。點(diǎn)擊【策略】圖標(biāo)，在切削方向里選擇為順銑，在刀路方向里選擇向內(nèi)。點(diǎn)擊【余量】圖標(biāo)，部件側(cè)面余量設(shè)置為0.1，部件底面余量設(shè)置為0.1，內(nèi)外公差設(shè)置為0.01。點(diǎn)擊【非切削參數(shù)】按鈕，彈出相應(yīng)的對(duì)話框。點(diǎn)擊【進(jìn)刀】圖標(biāo)，在封閉區(qū)域里選擇螺旋進(jìn)刀，在開放區(qū)域里選擇線性進(jìn)刀。點(diǎn)擊【退刀】圖標(biāo)，選擇退刀類型為抬刀。最后點(diǎn)擊【進(jìn)給率和速度】圖標(biāo)，主軸轉(zhuǎn)速設(shè)置為7000，進(jìn)給率設(shè)置為1500，點(diǎn)擊確認(rèn)。最后點(diǎn)擊確認(rèn)，生成刀軌。圖4-26 型腔銑半精加工1： 點(diǎn)擊工具欄上的【創(chuàng)建工序】圖標(biāo)，選擇型腔銑，彈出型腔銑對(duì)話框，幾何體選擇WORKPIECE,其它的不用修改。然后刀具選擇D3的刀，刀軸設(shè)置為+ZM軸，切削模式設(shè)為跟隨周邊，步距設(shè)置為刀具平直百分比，值為50%，每刀的公共深度設(shè)置為恒定，值為0.5mm。點(diǎn)擊【切削參數(shù)】按鈕，彈出相應(yīng)的對(duì)話框。點(diǎn)擊【策略】圖標(biāo)，在切削方向里選擇為順銑，在切削順序里選擇層優(yōu)先，在刀路方向里選擇向內(nèi)，壁選擇島清理。點(diǎn)擊【余量】圖標(biāo)，部件側(cè)面余量設(shè)置為0.1，部件底面余量設(shè)置為0.1，內(nèi)外公差設(shè)置為0.01。點(diǎn)擊【非切削參數(shù)】按鈕，彈出相應(yīng)的對(duì)話框。點(diǎn)擊【進(jìn)刀】圖標(biāo)，在封閉區(qū)域里選擇螺旋進(jìn)刀，在開放區(qū)域里選擇線性進(jìn)刀。點(diǎn)擊【退刀】圖標(biāo)，選擇退刀類型為抬刀。最后點(diǎn)擊【進(jìn)給率和速度】圖標(biāo)，主軸轉(zhuǎn)速設(shè)置為7000，進(jìn)給率設(shè)置為1500，點(diǎn)擊確認(rèn)。最后點(diǎn)擊確認(rèn)，生成刀軌。圖4-27 型腔銑半精加工2： 在程序?qū)Ш狡髦羞x中型腔銑半精加工1工序，然后復(fù)制該工序，重命名工序名稱為型腔銑半精加工2。雙擊該工序，改變切削區(qū)域，其他的保持不變，點(diǎn)擊【生成刀軌】圖標(biāo)，生成刀軌。 圖4-28 型腔銑半精加工3： 在程序?qū)Ш狡髦羞x中型腔銑半精加工2工序，然后復(fù)制該工序，重命名工序名稱為型腔銑半精加工3。雙擊該工序，改變切削區(qū)域，其他的保持不變，點(diǎn)擊確認(rèn)，生成刀軌。圖4-29 平面銑精加工： 在程序?qū)Ш狡髦羞x中平面銑半精加工工序，然后復(fù)制該工序，重命名工序名稱為平面銑精加工。把余量設(shè)置為0，內(nèi)外公差設(shè)置為0.005，其他的保持不變，點(diǎn)擊生成刀軌。圖4-30 型腔銑精加工1： 在程序?qū)Ш狡髦羞x中型腔銑半精加工1工序，然后復(fù)制該工序，重命名工序名稱為型腔銑精加工1。把刀具改為D1的平底刀，把余量設(shè)置為0，內(nèi)外公差設(shè)置為0.005，其他的保持不變，點(diǎn)擊生成刀軌