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                        利用UG軟件模具設計和數控加工技術

                        添加時間:2018/12/10 來源:西安理工大學 作者:王輝
                        論文完成了完整的基于Ugnx的注塑模具設計及分析、加工工藝設計及分析和數控加工試驗的全過程。同時作為高校教師反思了高等職業教育目前的改革問題,提出了針對模具專業人才培養模式改革和教學內容的具體思路,為專業的發展打下了基礎。
                        以下為本篇論文正文:

                        摘要

                          由于注射成型方法有其它塑料成型方法無法取代和比擬的優點,已引起人們普遍關注。注射模設計理論及方法,已經歷了從經驗設計到理論設計的過程。結合塑模設計的理論利用相關 CAD/CAM 軟件,可大大的提高設計、制造的效率和質量。

                          論文的主要工作:論述了 CAM 的發展過程和模具制造技術的發展過程及現狀,分析了塑模設計和工藝分析原理及方法;利用 UG Mold Wizard 研究了典型模具的設計,設計完成了一套剃須刀頭注塑模具,完成了分模設計、澆注系統的設計、模具的溫度系統設計及模具的裝配:對成型零件的加工工藝進行了分析,利用UG 軟件的 CAM 功能,完成了模具成型零件的計算機輔助加工工藝及 NC 程序;利用 VDF—850 數控銑床對成型零件進行了實際的加工試驗,驗證了工藝文件的準確性。

                          論文完成了完整的基于 UGNX 的注塑模具設計及分析、加工工藝設計及分析和數控加工試驗的全過程。通過設計研究為企業解決了技術難題,同時為高職人才教學改革,提供了理論與實際結合的范例,為學院專業改革打下了基礎。

                          關鍵詞:UG;; UGmold wizard;;塑模設計;;數控加工

                        Abstract

                          Because of injection molding methods have other plastic forming methods can not be replaced, and compare the advantages, has aroused widespread concern. Injection Mold Design theory and methods, has experienced from the experience of the design to the theoretical design process. Mold design combined with the theory of the use of related CAD/CAM software, can greatly improve the design, manufacturing efficiency and quality. The main thesis of the job:This article discusses the evolution of CAM and mold manufacturing technology development process and the status quo, an analysis of mold design and process analysis principles and methods; UG Mold Wizard studies using the typical mold design, design a set of completed Shaving Segment injection mold have to complete a sub-module design, gating system design, mold design and mold temperature of the assembly; of molding processing components were analyzed, the use of CAM software features UG completed mold molding parts NC processing technology and computer-aided procedures; the use of VDF-850 CNC milling machine for molding parts for the actual processing test, to verify the accuracy of the process file.

                          Completed a thesis based on a complete Ugnx injection mold design and analysis, process design and analysis and CNC machining the entire process of trial. Through the design of research for the enterprise to solve the technical problems, as well as vocational talents teaching reform, and provides a combination of theory and practical examples, in order to institute the reform has laid a foundation professional.

                          Key Words:UG;; Mold Wizard;; mold design;; CNC Machining

                          隨著模具制造的自動化程度越來越高,數控技術在模具設計制造過程中的地位也越來越突出,在這項技術中涉及到了如數控車、數控銑、加工中心等常規數控設備,同時也涉及到了激光加工、電火花、快速成型、真空鑄型等特種設備的實用技術,而且由于模具本身結構比較復雜,零件精度要求比較高,一般的手動編程己經不能達到要求,與之相適應的CAD/CAM等軟件技術,在模具的設計制造等過程中具有了非常顯著的地位。本章主要分析了CAM技術的發展情況及其在模具設計中的應用,分析了數控技術在模具加工中的作用和地位,在此基礎上提出了本文研究的主導思想和主要工作。

                          1978年前后,CAD/CAM技術發展趨于成熟。伴隨計算機硬件的發展,以小型機,微型機為主機的CAD系統逐漸引入市場。為了適應設計與加工的要求,三維幾何處理技術應運而生,出現了面向中小企業的CAD/CAM商品化軟件系統。

                          1980年以后,由于超大規模集成電路的出現,CAD/CAM技術進入迅速發展期。相應的軟件技術(如優化設計,有限元設計,數據庫技術等)迅速提升,出現了很多商品化軟件,推動了CAD/CAM技術的應用和推廣,同時也帶動了一些與制造過程密切相關的計算機輔助技術的發展,如計算機輔助工藝規程(CAPP),計算機輔助工裝與夾具設計,計算機輔助質量控制(CAQ)等。

                          1990年以后,國際標準化組織及一些工業發達國家都在從事標準接口的開發;同時,面向對象技術,并行工程思想,人工智能技術,計算機集成制造系統,快速成型技術,敏捷制造技術的研究,又推進了CAD/CAM技術更高水平的發展。CAD/CAM技術一改過去的單一功能,單一領域,單一內容的運行模式,轉向集成化,智能化,標準化的方向發展。

                          目前CAD/CAM主要用來解決產品造型設計和分析、加工問題,可完成產品造型、產品可裝配性檢查、動態流體分析等工作。常用軟件有UG.Pro/Engineer.Mastercam,Cimatron和CAXA等,這些軟件都具有模具設計開發功能。運用知識工程技術(KBE),把模具設計原理、經驗、技能和規范等結合到系統中,設計人員只要輸入工況參數、工程參數或應用要求,系統就能自動推理構造出符合要求的數字化幾何模型。有的設計軟件如(UG)還具有數據讀入、零件建模、縮放控制、自動模型布局、分模等功能,通過使用過程模板和標準件庫,把過程向導技術應用于模具的優化設計中,使只有最基礎模具設計概念的初級設計人員也能設計出高質量的模具來,大大提高了模具設計工作的效率在現代機械制造業中,模具制造能力的強弱和模具制造水平的高低,己經成為衡量一個國家機械制造技術水平的重要標志之一。模具工業已成為國民經濟中的基礎工業,模具設計制造技術在汽車、輕工、電子和航天等行業中成為了核心技術,許多新產品的開發和生產,在很大程度上都依賴于模具制造技術。模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分別發展的基礎上發展起來的,它是計算機技術在模具生產中綜合應用的一個新的飛躍。

                          模具設計和數控加工工藝:

                        數控裝置操作面板
                        數控裝置操作面板

                        軟鍵
                        軟鍵

                        型腔型芯
                        型腔型芯

                        配合零件
                        配合零件

                        教學模塊
                        教學模塊

                        目錄

                          1 緒論
                            1.1 CAD/CAM 的發展
                            1.2 模具 CAD/CAM 的現狀
                              1.2.1 國內外常見軟件
                              1.2.2 模具 CAD/CAM 技術發展趨勢
                            1.3 模具制造技術的發展和現狀
                            1.4 本課題的主導思想
                            1.5 本課題的主要任務
                          2 塑件制品的模具設計理論
                            2.1 注射模具設計的特點
                            2.2 注射模的組成
                            2.3 材料和塑料制件的工藝分析
                            2.4 注射成型機的選擇
                            2.5 模具設計的一般步驟
                            2.6 型腔與分型面設計
                              2.6.1 型腔設計
                              2.6.2 分型面的設計
                            2.7 澆注系統的設計
                              2.7.1 澆注系統的流變學方程
                              2.7.2 主流道設計
                              2.7.3 分流道的設計
                              2.7.4 澆口的設計
                            2.8 成型零件的設計
                            2.9 導向與定位機構設計
                              2.9.1 導向機構
                              2.9.2 定位機構設計
                            2.10 脫模機構設計
                            2.11 本章小結
                          3 基于 Mold Wizard 模具設計分析
                            3.1 項目初始化
                              3.1.1 產品特點及分析
                              3.1.2 塑件的加載
                              3.1.3 定義模具坐標系統
                              3.1.4 收縮率的設置
                            3.2 產品的準備階段
                              3.2.1 定義產品的鑲件/嵌件
                              3.2.2 設計型腔布局
                              3.2.3 產品模型修補
                            3.3 塑件的分模設計
                              3.3.1 分型線的創建
                              3.3.2 分型面的創建
                              3.3.3 型芯型腔分型
                              3.3.4 多模腔布局
                            3.4 后續處理過程
                              3.4.1 模架的選取和校核
                              3.4.2 定位圈設計選取
                              3.4.3 澆注系統的設計
                            3.5 模具溫度系統的設計
                              3.5.1 冷卻時間的確定
                              3.5.2 傳熱面積的計算
                              3.5.3 冷卻水孔總長度的計算
                              3.5.4 冷卻水孔數的計算
                              3.5.5 冷卻水流動狀態校核
                              3.5.6 冷卻水進口和出口處溫度校核
                            3.6 企業如何更好的發揮計算機輔助設計的作用
                              3.6.1 加強產品設計
                              3.6.2 提高模具設計人員的理論認識
                              3.6.3 合理使用 CAD/CAE/CAM 軟件
                              3.6.4 綜合利用設計和加工環境
                            3.7 本章小結
                          4 模具的 UGCAM 加工分析
                            4.1 模具零件加工的工藝分析
                              4.1.1 機械加工工藝規程的設計步驟
                              4.1.2 零件的工藝性分析
                              4.1.3 切削用量的選擇原則
                              4.1.4 成型零件加工工藝卡
                            4.2 模具型芯型腔的 ug 加工分析
                              4.2.1 創建毛坯體
                              4.2.2 坐標系
                              4.2.3 刀具
                              4.2.4 操作
                            4.3 本章小結
                          5 模具的數控加工及分析
                            5.1 數控加工的實現過程
                              5.1.1 工藝處理階段
                              5.1.2 零件程序的編制
                              5.1.3 零件的數控加工
                            5.2 加工實驗
                              5.2.1 機床加工準備
                              5.2.2 刀具的裝夾、上刀和對刀
                              5.2.3 傳輸步驟
                              5.2.4 工件的安裝
                              5.2.5 按工藝進行加工
                              5.2.6 加工試驗總結
                            5.3 如何提高高等職業教育改革
                            5.4 本章小結
                          6 總結
                          參考文
                          本人在校學習期間所發表的論文,參編教材情

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