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                    利用UG软件模具设计和数控加工技术

                    添加时间:2018/12/10 来源:西安理工大学 作者:王辉
                    论文完成了完整的基于Ugnx的注塑模具设计及分析、加工工艺设计及分析和数控加工试验的全过程。同时作为高校教师反思了高等职业教育目前的改革问题,提出了针对模具专业人才培养模式改革和教学内容的具体思路,为专业的发展打下了基础。
                    以下为本篇论文正文:

                    摘要

                      由于注射成型方法有其它塑料成型方法无法取代和比拟的优点,已引起人们普遍关注。注射模设计理论及方法,已经历了从经验设计到理论设计的过程。结合塑模设计的理论利用相关 CAD/CAM 软件,可大大的提高设计、制造的效率和质量。

                      论文的主要工作:论述了 CAM 的发展过程和模具制造技术的发展过程及现状,分析了塑模设计和工艺分析原理及方法;利用 UG Mold Wizard 研究了典型模具的设计,设计完成了一套剃须刀头注塑模具,完成了分模设计、浇注系统的设计、模具的温度系统设计及模具的装配:对成型零件的加工工艺进行了分析,利用UG 软件的 CAM 功能,完成了模具成型零件的计算机辅助加工工艺及 NC 程序;利用 VDF—850 数控铣床对成型零件进行了实际的加工试验,验证了工艺文件的准确性。

                      论文完成了完整的基于 UGNX 的注塑模具设计及分析、加工工艺设计及分析和数控加工试验的全过程。通过设计研究为企业解决了技术难题,同时为高职人才教学改革,提供了理论与实际结合的范例,为学院专业改革打下了基础。

                      关键词:UG;; UGmold wizard;;塑模设计;;数控加工

                    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

                      随着模具制造的自动化程度越来越高,数控技术在模具设计制造过程中的地位也越来越突出,在这项技术中涉及到了如数控车、数控铣、加工中心等常规数控设备,同时也涉及到了激光加工、电火花、快速成型、真空铸型等特种设备的实用技术,而且由于模具本身结构比较复杂,零件精度要求比较高,一般的手动编程己经不能达到要求,与之相适应的CAD/CAM等软件技术,在模具的设计制造等过程中具有了非常显着的地位。本章主要分析了CAM技术的发展情况及其在模具设计中的应用,分析了数控技术在模具加工中的作用和地位,在此基础上提出了本文研究的主导思想和主要工作。

                      1978年前后,CAD/CAM技术发展趋于成熟。伴随计算机硬件的发展,以小型机,微型机为主机的CAD系统逐渐引入市场。为了适应设计与加工的要求,三维几何处理技术应运而生,出现了面向中小企业的CAD/CAM商品化软件系统。

                      1980年以后,由于超大规模集成电路的出现,CAD/CAM技术进入迅速发展期。相应的软件技术(如优化设计,有限元设计,数据库技术等)迅速提升,出现了很多商品化软件,推动了CAD/CAM技术的应用和推广,同时也带动了一些与制造过程密切相关的计算机辅助技术的发展,如计算机辅助工艺规程(CAPP),计算机辅助工装与夹具设计,计算机辅助质量控制(CAQ)等。

                      1990年以后,国际标准化组织及一些工业发达国家都在从事标准接口的开发;同时,面向对象技术,并行工程思想,人工智能技术,计算机集成制造系统,快速成型技术,敏捷制造技术的研究,又推进了CAD/CAM技术更高水平的发展。CAD/CAM技术一改过去的单一功能,单一领域,单一内容的运行模式,转向集成化,智能化,标准化的方向发展。

                      目前CAD/CAM主要用来解决产品造型设计和分析、加工问题,可完成产品造型、产品可装配性检查、动态流体分析等工作。常用软件有UG.Pro/Engineer.Mastercam,Cimatron和CAXA等,这些软件都具有模具设计开发功能。运用知识工程技术(KBE),把模具设计原理、经验、技能和规范等结合到系统中,设计人员只要输入工况参数、工程参数或应用要求,系统就能自动推理构造出符合要求的数字化几何模型。有的设计软件如(UG)还具有数据读入、零件建模、缩放控制、自动模型布局、分模等功能,通过使用过程模板和标准件库,把过程向导技术应用于模具的优化设计中,使只有最基础模具设计概念的初级设计人员也能设计出高质量的模具来,大大提高了模具设计工作的效率在现代机械制造业中,模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低,己经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一。模具工业已成为国民经济中的基础工业,模具设计制造技术在汽车、轻工、电子和航天等行业中成为了核心技术,许多新产品的开发和生产,在很大程度上都依赖于模具制造技术。模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分别发展的基础上发展起来的,它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。

                      模具设计和数控加工工艺:

                    数控装置操作面板
                    数控装置操作面板

                    软键
                    软键

                    型腔型芯
                    型腔型芯

                    配合零件
                    配合零件

                    教学?
                    教学?

                    目录

                      1 绪论
                        1.1 CAD/CAM 的发展
                        1.2 模具 CAD/CAM 的现状
                          1.2.1 国内外常见软件
                          1.2.2 模具 CAD/CAM 技术发展趋势
                        1.3 模具制造技术的发展和现状
                        1.4 本课题的主导思想
                        1.5 本课题的主要任务
                      2 塑件制品的模具设计理论
                        2.1 注射模具设计的特点
                        2.2 注射模的组成
                        2.3 材料和塑料制件的工艺分析
                        2.4 注射成型机的选择
                        2.5 模具设计的一般步骤
                        2.6 型腔与分型面设计
                          2.6.1 型腔设计
                          2.6.2 分型面的设计
                        2.7 浇注系统的设计
                          2.7.1 浇注系统的流变学方程
                          2.7.2 主流道设计
                          2.7.3 分流道的设计
                          2.7.4 浇口的设计
                        2.8 成型零件的设计
                        2.9 导向与定位机构设计
                          2.9.1 导向机构
                          2.9.2 定位机构设计
                        2.10 脱;股杓
                        2.11 本章小结
                      3 基于 Mold Wizard 模具设计分析
                        3.1 项目初始化
                          3.1.1 产品特点及分析
                          3.1.2 塑件的加载
                          3.1.3 定义模具坐标系统
                          3.1.4 收缩率的设置
                        3.2 产品的准备阶段
                          3.2.1 定义产品的镶件/嵌件
                          3.2.2 设计型腔布局
                          3.2.3 产品模型修补
                        3.3 塑件的分模设计
                          3.3.1 分型线的创建
                          3.3.2 分型面的创建
                          3.3.3 型芯型腔分型
                          3.3.4 多模腔布局
                        3.4 后续处理过程
                          3.4.1 模架的选取和校核
                          3.4.2 定位圈设计选取
                          3.4.3 浇注系统的设计
                        3.5 模具温度系统的设计
                          3.5.1 冷却时间的确定
                          3.5.2 传热面积的计算
                          3.5.3 冷却水孔总长度的计算
                          3.5.4 冷却水孔数的计算
                          3.5.5 冷却水流动状态校核
                          3.5.6 冷却水进口和出口处温度校核
                        3.6 企业如何更好的发挥计算机辅助设计的作用
                          3.6.1 加强产品设计
                          3.6.2 提高模具设计人员的理论认识
                          3.6.3 合理使用 CAD/CAE/CAM 软件
                          3.6.4 综合利用设计和加工环境
                        3.7 本章小结
                      4 模具的 UGCAM 加工分析
                        4.1 模具零件加工的工艺分析
                          4.1.1 机械加工工艺规程的设计步骤
                          4.1.2 零件的工艺性分析
                          4.1.3 切削用量的选择原则
                          4.1.4 成型零件加工工艺卡
                        4.2 模具型芯型腔的 ug 加工分析
                          4.2.1 创建毛坯体
                          4.2.2 坐标系
                          4.2.3 刀具
                          4.2.4 操作
                        4.3 本章小结
                      5 模具的数控加工及分析
                        5.1 数控加工的实现过程
                          5.1.1 工艺处理阶段
                          5.1.2 零件程序的编制
                          5.1.3 零件的数控加工
                        5.2 加工实验
                          5.2.1 机床加工准备
                          5.2.2 刀具的装夹、上刀和对刀
                          5.2.3 传输步骤
                          5.2.4 工件的安装
                          5.2.5 按工艺进行加工
                          5.2.6 加工试验总结
                        5.3 如何提高高等职业教育改革
                        5.4 本章小结
                      6 总结
                      参考文
                      本人在校学习期间所发表的论文,参编教材情

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