汽車燈罩模具設計與數控加工【含CAD圖紙全套】

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UG complex modeling software, three-dimensional modeling method designed in the mold has a great advantage, flexible use of this modeling approach is the importance of learning one of UG software. The design features using UG software for plastic injection mold design, produced a clear, vivid three-dimensional models, realistic display of the various components and systems theory and operating characteristics. Key words: UG; three-dimensional modeling; modeling; parting目 錄 摘要1 關鍵詞1 1前言1 2汽車燈罩2 2.1汽車燈罩的建模 3 2.1.1汽車燈罩建模思路分析3 2.1.2基礎知識點與設計流程 32.1.3汽車燈罩具體建模步驟42.2汽車燈罩的分模122.2.1汽車燈罩分模思路分析122.2.2基礎知識點與設計流程132.2.3汽車燈罩具體分模步驟132.3汽車燈罩的數控加工182.3.1汽車燈罩數控加工思路分析182.3.2基礎知識點與設計流程192.3.3汽車燈罩型芯具體數控加工步驟203 結束語35 參考文獻 36 致謝37汽車燈罩模具設計與數控加工學 生：周 澳指導老師：（湖南農業(yè)大學理工學院，長沙 410128）摘 要：本設計的主要任務是利用Unigraphics（簡稱UG）軟件輔助三維造型（建模）以及分模。包括了建模和分模的基本流程和具體操作步驟。利用UG軟件設計注塑模具在模具制造領域是一項很先進的技術。UG軟件的復合建模方式在模具的三維造型設計方面具有很大的優(yōu)勢，能夠靈活的運用這種建模方式是學習UG軟件的重要性之一。本設計利用UG軟件的特色，針對塑料注塑模具的設計要求，制作了清晰、生動、形象的三維立體模型，逼真的展現了各個部件和系統的原理和工作特性。關鍵詞：UG；三維造型；建模；分模Abstract: The main task of this design is the use of Unigraphics (abbreviated UG) software supporting the three-dimensional modeling (modeling), and the parting. Including the modeling and the basic process of parting and specific steps. Using UG software design injection mold in the mold manufacturing is a very advanced technology. UG complex modeling software, three-dimensional modeling method designed in the mold has a great advantage, flexible use of this modeling approach is the importance of learning one of UG software. The design features using UG software for plastic injection mold design, produced a clear, vivid three-dimensional models, realistic display of the various components and systems theory and operating characteristics. Key words: UG; three-dimensional modeling; modeling; parting1 前言模具是現代工業(yè)生產的重要工藝設備之一，它在鑄造、鍛造、沖壓、塑料、橡膠、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等的生產行業(yè)中得到了廣泛應用。由于采用模具進行生產能提高生產效率、節(jié)約原材料、降低成本，并保證一定的加工質量要求，所以，汽車、飛機、拖拉機、電器、儀表、玩具和日常用品等產品的零部件很多都采用模具進行加工。根據國際技術協會預測，到2005年產品零件粗加工的75，精加工的50將由模具加工完成。 在世界上一些工業(yè)發(fā)達國家里，模具工業(yè)的發(fā)展是很迅速的。據有關資料介紹，某些國家的模具總產值已超過了機床工業(yè)的總產值，其發(fā)展速度超過了機床、汽車、電子等工業(yè)。模具技術，特別是制造精密、復雜、大型、長壽命模具的技術，已成為衡量一個國家機械制造水平的重要標志之一。隨著生產和科學技術的迅速發(fā)展，產品更新、改型加快，模具的更新越來越快。為了適應工業(yè)生產對模具的需求，在模具生產中采用了許多新工藝和先進加工設備，不僅改善了模具的加工質量，也提高了模具制造的機械化、自動化程度。電子計算機的應用給模具設計和制造開辟了新的前景。預計工業(yè)發(fā)達國家的模具工業(yè)還將有新的發(fā)展。 盡管我國的模具工業(yè)這些年來發(fā)展較快，但不論從設計、制造方面，還是從生產能力方面還遠不能適應國民經濟發(fā)展的需要，嚴重影響工業(yè)產品品種的發(fā)展和質量的提高。為了盡快改變這種狀況，國家已采取許多措施促進模具工業(yè)的發(fā)展。爭取在較2短的時間內使模具生產基本適應各行業(yè)發(fā)展的需要；掌握生產精密、復雜、大型、長壽命模具的技術；使模具標準件實現大批量生產。由于模具是一種生產效率很高的工藝裝備，其種類很多，組成各種不同用途模具的零件更是多種多樣。模具生產多為單件生產。這就給模具生產帶來許多困難，為了減少模具設計和制造的工作量，世界上一些工業(yè)發(fā)達的國家對模具零件的標準化工作非常重視。標準化了的模具零件可以組織批量生產，并向市場提供這些模具的標準零件和組件。制造一種新模具只需制造那些非標準零件，再將它和標準零件裝配起來便成為一套完整的模具，從而使模具的生產周期縮短，制造成本降低。我國已制定了冷沖模、注塑模和壓鑄模等的國家標準。模架、模板、導柱、導套等模具的標準零件，也開始了小規(guī)模的專業(yè)化生產。2 汽車燈罩汽車車燈是最容易損壞的部位，為了保護車燈通常裝有保護燈罩，如圖1所示是某款汽車尾燈的燈罩。圖1 汽車燈罩模型2.1汽車燈罩的建模2.1.1汽車燈罩建模思路分析汽車燈罩建模首先要研究產品的整體輪廓，然后將整個模型分解成主要特征和細節(jié)特征，先考慮主要特征設計，再考慮細節(jié)部分，對整個產品進行統一規(guī)劃設計，盡可能使用全參數的建模方法。具體過程如下。1. 特征分解分析該汽車燈罩模型，首先可以將該產品模型分解為兩個主要特征區(qū)，即燈罩基體和燈罩的內部腔體。將特征分解后，創(chuàng)建模型按照先后順序為“燈罩基體”“燈罩內部腔體”。2基本特征設計對于燈罩基體輪廓，可利用草圖拉伸來建立外形實體，然后創(chuàng)建一個拉伸曲面去裁剪該實體以得到燈罩外形輪廓。3細節(jié)特征設計14利用常規(guī)腔體和特征操作方法進行產品的內部腔體和細節(jié)特征設計。從以上分析中可以得出汽車燈罩的建模思路為：先繪制截面草圖并拉伸成產品模型的主要輪廓，然后創(chuàng)建一個截面草圖拉伸成片體去修剪產品模型實體得到燈罩的具體輪廓，最后繪制各種腔體截面草圖，利用常規(guī)腔體功能能建立燈罩的內部結構。2.1.2 基礎知識點與設計流程在汽車燈罩建模的過程中，主要將用到的知識點和設計流程如下表所示。表1 設計流程設計流程與效果圖每步運用到的基礎知識點及相關解釋步驟1：拉伸特征過程：草圖拉伸知識點：草圖繪制和拉伸特征草圖要根據設計意圖選擇草繪平面，形狀設計僅是一個粗略的草圖輪廓，精確設計要對草圖對象進行幾何和尺寸約束。拉伸特征用于沿指定方向掃掠2D或3D曲線、邊、表面和草圖的輪廓或曲線特征的直線距離來創(chuàng)建實體步驟2：修剪體過程：草圖拉伸片體修剪體知識點：拉伸片體對于拉伸特征，用戶可采用“設置”組框中“體類型”下拉列表中的“片體”選項來控制拉伸封閉截面曲線而生成片體特征續(xù)表1 步驟3：抽殼特征過程：抽殼知識點：抽殼使用“抽殼”特征可按指定的壁厚值抽空實體或在其四周創(chuàng)建殼體，也可未免單獨制定厚度并移除單個面步驟4：常規(guī)腔體過程：草圖常規(guī)腔體知識點：拉伸特征的布爾運算求差：利用已有特征減去當前拉伸特征，保留相減后的已有特征部分可實現拉伸切除功能2.1.3 汽車燈罩具體建模步驟1.新建部件文件單擊【標準】工具欄上的“新建”按鈕，或選擇下拉菜單中的【文件】【新建】命令,彈出“文件新建”對話框，選擇“模型”選項卡中的“模型”模板，在“名稱”文本框輸入“carlampshape”，選擇“毫米”單位，然后單擊【確定】按鈕，新建carlampshape部件文件。2拉伸特征的創(chuàng)建（1）單擊【應用程序】工具欄上的“建?！卑粹o，或單擊【標準】工具欄上的“開始”按鈕然后選擇【建?！棵?，也可以進入UG NX 5.0建模模塊。（2）單擊【特征】工具欄上的“草圖”按鈕，或選擇下拉菜單中的【插入】【草圖】命令，系統彈出“創(chuàng)建草圖”對話框。在圖形區(qū)選擇“Datum Coordinate System”的“X-Y平面”圖標，然后單擊【確定】按鈕，進入草圖繪制狀態(tài)。（3）繪制拉伸截面草圖，操作步驟如下。 在【草圖曲線】工具欄上選擇“配置文件”按鈕，彈出“配置文件”對話框，利用“圓弧”圖標和“直線”圖標，繪制兩條圓弧和兩條直線，如圖2所示。 單擊【草圖約束】工具欄上的“約束”按鈕，對草圖施加幾何約束分別選擇兩條圓弧的圓心與基準Y軸，然后在彈出的“約束”對話框中的選擇“點在曲線上”圖標，如圖3所示。 單擊【草圖約束】工具欄上的“自動判斷的尺寸”按鈕，對草圖施加尺寸約束，如圖4所示。圖3 施加點在曲線上幾何約束圖2 繪制草圖圓弧和直線 單擊【草圖生成器】工具欄上的“完成草圖”按鈕，完成草圖制返回到建模窗口。（4）創(chuàng)建拉伸特征。單擊【特征】工具欄上的“拉伸”按鈕，或選擇下拉菜單中的【插入】【設計特征】【拉伸】命令彈出“拉伸”對話框，如圖5所示。 在【選擇條】工具欄中的“設計意圖”下拉列表中選擇“相連曲線”選項，然后再圖形區(qū)選擇上一步所創(chuàng)建的草圖作為拉伸截面。 在“限制”組框中選擇“值”拉伸方式，在“開始距離”和“終點距離”文本框中輸入“0”、“80”，在“布爾”組框中選擇布爾運算類型為“無”，單擊【確定】按鈕，完成拉伸，如圖6所示。3修剪體操作圖5 “拉伸”對話框圖4 標注草圖尺寸（1）單擊【特征】工具欄上的“草圖”按鈕，或選擇下拉菜單中的【插入】【草圖】命令，系統彈出“創(chuàng)建草圖”對話框。在圖形區(qū)選擇“Datum Coordinate System”的“Z-X平面”圖標，然后單擊【確定】按鈕，進入草圖繪制狀態(tài)。 在【草圖曲線】工具欄上選擇“配置文件”按鈕，彈出“配置文件”對話框，利用“圓弧”圖標和“直線”圖標，繪制3條圓弧和1條直線，如圖7所示。圖7 繪制草圖直線和圓弧圖6 創(chuàng)建拉伸特征 單擊【草圖約束】工具欄上的“自動判斷的尺寸”按鈕，對草圖施加尺寸約束，如圖8所示。 單擊【草圖生成器】工具欄上的“完成草圖”按鈕，完成草圖繪制返回到建模窗口。（2）創(chuàng)建拉伸特征。單擊【特征】工具欄上的“拉伸”按鈕，或選擇下拉菜單中的【插入】【設計特征】【拉伸】命令，彈出“拉伸”對話框，如圖9所示。圖9 “拉伸”對話框圖8 標注草圖尺寸 在【選擇條】工具欄中的“設計意圖”下拉列表中選擇“相連曲線”選項，然后再圖形區(qū)選擇上一步所創(chuàng)建的草圖作為拉伸截面。 在“限制”組框中選擇“值”拉伸方式，在“開始距離”和“終點距離”文本框中輸入“0”、“50”，在“布爾”組框中選擇布爾運算類型為“無”；在“設置”組框中選擇“體類型”為“片體”，單擊【確定】按鈕，完成拉伸，如圖10所示。（3）單擊【特征操作】工具欄上的“修剪體”按鈕，或選擇下拉菜單中的【插入】【修剪】【修剪體】命令，彈出“修剪體”對話框。 單擊“目標”組框中的“選擇體”按鈕，在圖形區(qū)選擇實體作為修剪目標體；在“刀具”組框中的“工具選項”下拉列表中選擇“面或平面”方式，然后單擊“面或平面”按鈕，在圖形區(qū)選擇上一步所創(chuàng)建的曲面作為修剪體的表面。單擊“確定”按鈕，完成實體修剪操作，如圖11所示。圖11 修剪體操作圖10 創(chuàng)建拉伸片體特征 單擊【實用工具】工具欄上的“隱藏”按鈕，彈出“類選擇”對話框。在“過濾器”組框中單擊“類型”按鈕，分別選擇“片體”和“曲線”，然后單擊“全選”按鈕，單擊【確定】按鈕，隱藏所有的面和曲線，如圖12所示。4抽殼特征（1）單擊【特征操作】工具欄上的“抽殼”按鈕，或選擇下拉菜單中的【插入】【偏置/縮放】【抽殼】命令，彈出“抽殼”對話框。圖12 隱藏曲面 圖13曲線后的效果（2）在“類型”組框中選擇“移除面，然后抽殼”抽殼類型，在圖形區(qū)選擇拉伸特征底面，然后在“厚度”組框中的“厚度”文本框中輸入2.5mm，單擊【確定】按鈕，完成抽殼特征創(chuàng)建，如圖13所示。5常規(guī)腔體創(chuàng)建（1）單擊【特征】工具欄上的“草圖”按鈕，或選擇下拉菜單中的【插入】【草圖】命令，系統彈出“創(chuàng)建草圖”對話框。在圖形區(qū)選擇“Datum Coordinate System”的“Z-X平面”圖標，然后單擊【確定】按鈕，進入草圖繪制狀態(tài)。 在【草圖曲線】工具欄上選擇“配置文件”按鈕，彈出“配置文件”對話框，利用“圓”圖標和“快速修剪”圖標，繪制兩條圓弧如圖14所示。 單擊【草圖約束】工具欄上的“自動判斷的尺寸”按鈕，對草圖施加尺寸約束，如圖15所示。圖14 繪制草圖曲線 圖15 標注草圖尺寸 圖16 “腔體”對話框 單擊【草圖生成器】工具欄上的“完成草圖”按鈕，完成草圖繪制返回到建模窗口。（2）創(chuàng)建腔體。單擊【特征】工具欄上的“腔體” ，或選擇下拉菜單中的【插入】【涉及特征】【腔體】命令，彈出“腔體”對話框，如圖16所示。 單擊如圖16所示的對話框中的【常規(guī)】按鈕，彈出“常規(guī)腔體”對話框，如圖17所示。圖17 “常規(guī)腔體”對話框 圖18 選擇放置面和放置面輪廓 單擊“選擇步驟”選項中的“放置面”圖標,選擇實體下部凹腔表面為腔體的放置面。然后單擊“選擇步驟”選項中的“放置面輪廓”圖標，選擇上一步所繪制的草圖曲線為腔體上部分的輪廓線，如圖18所示 單擊“選擇步驟”選項中的“底部面”圖標，選擇“底部面”下拉列表中的“偏置”選項，并在“從放置面”文本框中輸入“1mm”。單擊【確定】按鈕，完成腔體創(chuàng)建，如圖19所示。圖19 創(chuàng)建常規(guī)腔體6常規(guī)腔體創(chuàng)建（1）單擊【特征】工具欄上的“草圖”按鈕，或選擇下拉菜單中的【插入】【草圖】命令，系統彈出“創(chuàng)建草圖”對話框。在圖形區(qū)選擇“Datum Coordinate System”的“ZC-XC平面”圖標，然后單擊【確定】按鈕，進入草圖繪制狀態(tài)。 單擊【草圖操作】工具欄上的“投影曲線”按鈕，彈出“投影曲線”對話框，如圖20所示。圖20 “投影曲線”對話框 選擇實體下部凸緣的搜有內邊線，然后單擊“投影曲線”對話框中的【確定】按鈕，完成投影曲線的創(chuàng)建，如圖21所示圖21 創(chuàng)建投影曲線 單擊【草圖操作】工具欄上的“偏置”按鈕，選擇上一步所有的投影曲線，在“距離”文本框中輸入“1mm”，然后單擊【確定】按鈕，完成偏置曲線的創(chuàng)建，如圖22所示。圖22 創(chuàng)建偏置曲面 單擊“轉換至/自參考對象”按鈕，彈出“轉換至/自參考對象”對話框，選擇所有投影曲線對象，單擊【確定】按鈕，將其轉換為參考線，在圖形中以雙點線表示，如圖23所示。圖23 轉換為參考線操作 單擊【草圖生成器】工具欄上的“完成草圖”按鈕，完成草圖繪制返回到建模窗口。（2）創(chuàng)建腔體。單擊【特征】工具欄上的“腔體” ，或選擇下拉菜單中的【插入】【涉及特征】【腔體】命令，彈出“腔體”對話框。 單擊【常規(guī)】按鈕，彈出“常規(guī)腔體”對話框，單擊“選擇步驟”選項中的“放置面”圖標,選擇實體下部凸緣表面為腔體的放置面。然后單擊“選擇步驟”選項中的“放置面輪廓”圖標，選擇上一步所繪制的草圖曲線為腔體上部分的輪廓線，如圖24所示 單擊“選擇步驟”選項中的“底部面”圖標，選擇“偏置”選項，并在“從放置面”文本框中輸入“1.5mm”。單擊【確定】按鈕，完成腔體創(chuàng)建，如圖25所示。圖24 選擇放置面和放置面輪廓 圖25 創(chuàng)建常規(guī)腔體 圖26 倒圓角操作7邊倒圓（1）單擊【特征操作】工具欄上的“邊倒圓”按鈕，或選擇下拉菜單中的【插入】【細節(jié)特征】【邊倒圓】命令，彈出“邊倒圓”對話框。在圖形區(qū)選取凸臺 圖27倒圓角 下側外邊緣線，然后輸入倒圓的半徑為2，單擊【確定】按鈕，完成邊倒圓，如圖26所示。（2）重復上述步驟（1），選擇如圖27所示的內、外邊線，倒半徑為0.5mm的圓角。8保存文件選擇下拉菜單中的【文件】【保存】命令，保存汽車燈罩模型，為粉末做好準備，如圖28所示。 圖28 倒圓角2.2 汽車燈罩的分模2.2.1 汽車燈罩分模思路分析1實例整體分析該汽車燈罩產品模型表面主要由片體組成，模具設計過程需要考慮以下問題：（1）產品模型XC-YC平面與動定模板安裝面不重合，必須調整+ZC坐標的高度以符合脫模要求。（2）產品模型的分型線位于同一個曲面上，可采用擴大面創(chuàng)建關聯的分模片體，并將其擴大到成型鑲件的邊界之外以作為分型面。2技術要點分析該注塑模具的設計要點與難點主要如下。1）模具坐標系的設定模具坐標系的原點必須落在模架分型面上，且+Z方向只想模具的注入口，即Z方向的零位置正好分開模架的移動部分和固定部分。模具坐標系的定義過程，就是將產品從工作坐標系（WCS）平移到模具裝配的絕對坐標系（ACS），并以該絕對坐標系作為MoldWizard的模具坐標系。2）分型面由于該產品的分型面為一個曲面，而且分型線在同一個曲面，因此為了提高創(chuàng)建分型面的速度，可采用擴大曲面創(chuàng)建分型面。2.2.2 基礎知識點與設計流程 在汽車燈罩分模的過程中，主要用到的知識點和設計流程如下表所示。設計流程與效果圖每步運用到的基礎知識點及相關解釋步驟1：項目初始化知識點：裝配結構項目初始化的過程是MoldWizard利用UG裝配結構模塊自身的“克隆”功能生成一個默認的裝配結構的拷貝結構步驟2：模具坐標系設定知識點：模具坐標系模具坐標系的定義過程，就是將產品模型從工作坐標系（WCS）平移到模具裝配的絕對坐標系（ACS），并以該絕對坐標系作為MoldWizard的模具坐標系步驟3：成型鑲件設定知識點：成型相間的尺寸設置成型鑲件要在外形上報為產品模型，而且要跟模架上的模板類型相對應步驟4：型腔布局知識點：型腔布局型腔布局的作用是完成部件在模具系統中的擺放，多用于多件模/多腔模布局中步驟5：擴大曲面分型知識點：擴大曲面擴大曲面功能用于提取體上的面，允許用來動態(tài)地修補孔，另外一個用途是當零件上有一個曲面能用于單個分模曲面時創(chuàng)建關聯的分模薄體，擴大曲面到成型鑲件的邊界之外以作為分型面步驟6：創(chuàng)建型芯和型腔知識點：型芯和型腔分型搜索產品模型的分型線，創(chuàng)建了分型面后，分別用型腔修剪片體和型芯修剪片體分割成型鑲件，獲得兩個獨立的型腔零件和型芯零件的過程稱為型腔和型芯分型2.2.3 汽車燈罩具體分模步驟1汽車燈罩產品和項目初始化(1)單擊【開始】【所有應用模塊】【注塑模向導】，進入“MoldWizard”模塊。（2）單擊【注塑模向導】工具欄上的“項目初始化”按鈕，打開“打開部件文件”對話框，選擇剛才保存的carlampshampe.prt文件，在彈出的“項目初始化”對話框中選擇“毫米”單位，如圖29所示。單擊【確定】按鈕，系統將自動完成項目的初始化。2定義汽車燈罩模具坐標系（1）單擊【實用工具】工具欄上的“移動WCS”按鈕，選擇“原點”把手，按住鼠標左鍵將其拖動到模型下側外圓角點，如圖30所示。圖30 移動工作坐標系原點圖29 “項目初始化“對話框（2）選擇下拉菜單中的【格式】【WCS】【旋轉】命令，彈出“旋轉WCS繞”對話框，如圖31所示。選中“+XC軸：YCZC”，角度為“90”，單擊【確定】按鈕，完成工作坐標系旋轉。（3）單擊【注塑模向導】工具欄上的“模具CSYS”按鈕，彈出“模具CSYS”對話框，如圖32所示。圖31 “旋轉WCS繞”對話框 圖32 “模具CSYS”對話框（4）在“模具CSYS”對話框中，選擇“鎖定Z值”和“當前WCS”選項，單擊【確定】按鈕完成模具坐標系的設定，如圖33所示。 圖33 模具坐標系位置圖3定義汽車燈罩成型鑲件（1）單擊【注塑模向導】工具欄上的“工件”按鈕，彈出“工件尺寸”對話框，選擇“標準長方體”選項，如圖37所示。在“Z向下移”文本框中輸入“25”，在“Z向上移”文本框中輸入“25”，其余接受“工件尺寸”對話框中的默認設置。（2）單擊“工件尺寸”對話框中的【確定】按鈕，完成成型鑲件的設計，如圖34所示。4型腔布局16單擊【注塑模具向導】工具欄上的“型腔布局”按鈕，出現“型腔布局”對話框，單擊【自動對準中心】按鈕，完成型腔布局，如圖35所示 圖34 “模具CSYS”對話框圖 35 模具坐標系位置圖5創(chuàng)建分型面圖37 自動對準中心圖36 汽車燈罩成型鑲件（1）單擊【模具工具】工具欄上的“擴大曲面”按鈕，將彈出“選擇面”對話框，如圖36所示。（2）在圖形區(qū)選擇產品模型的凸緣表面作為要擴大的曲面，如圖37所示。（3）在彈出的“擴大片體”對話框中設定，勾選“切到邊界”和“作為現有曲面”復選框，同時拖動滑塊來擴大曲面的大小超出預定義的成型鑲件尺寸，如圖38所示。（4）單擊“擴大片體”對話框中的【確定】按鈕，完成擴大曲面的創(chuàng)建，如圖39所示。圖38 “選擇面”對話框 圖39 選擇要擴大的曲面6創(chuàng)建汽車燈罩型芯和型腔（1）單擊【注塑模向導】工具欄上的“分型”按鈕，將彈出“分型管理器”對話框，如圖40所示。18（2）單擊“分型管理器”對話框中的“抽取區(qū)域和分型線”按鈕，彈出“區(qū)域和直線”對話框，選擇“邊界區(qū)域”如圖41所示。（3）單擊 “區(qū)域和直線”對話框中的【確定】按鈕，系統彈出“抽區(qū)域”對話框，如圖42所示。（4）由圖42可見分模零件上面的總數等于型芯、型腔上的面的總數。單擊“抽取區(qū)域”對話框中的【確定】按鈕，完成區(qū)域的抽取。圖40 “分型管理器”對話框 圖41“區(qū)域和直線”對話框 圖42“抽取區(qū)域”對話框（5）單擊“分型管理器”對話框中的“創(chuàng)建型腔和型芯”按鈕，彈出“型腔和型芯”對話框，如圖43所示。圖43 “型芯和型腔”對話框 圖44 “選擇型腔片體”對話框（6）單擊【創(chuàng)建型腔】按鈕，系統彈出“選擇型腔片體”對話框。如圖44所示。（6）單擊“選擇片體”對話框中的【確定】按鈕，完成型腔創(chuàng)建，如圖45所示。（7）采用創(chuàng)建型腔同樣的方法創(chuàng)建型芯。單擊【創(chuàng)建型芯】按鈕，打開“選擇型芯片體”對話框，創(chuàng)建型芯，如圖46所示。（8）選擇下拉菜單中的【文件】【全部保存】命令，保存所有的模具裝配文件，中型腔保存在“carlampshape_cavity_011.prt”文件中，型芯?！癱arlampshape_core_013.prt。 圖45 型腔 圖46 型芯2.3汽車燈罩型芯的數控加工2.3.1汽車燈罩型芯加工思路分析1整體分析汽車燈罩型芯的分型面是由一個平緩曲面。成型面為多個曲面組成的，成型面和分型面之間是清角的，實際上該清角沒辦法通過數控銑加工直接加工到位的，只能加工到盡量小的余量，這樣在后續(xù)鉗工整修時工作量小而且能保證精度。2加工工藝分析對于汽車燈罩型芯，選擇方料作為毛坯，安排工序為“粗加工”“半精加工”“精加工”“殘料清角”。（1） 粗加工首先進行粗加工，將大部分余量切除。粗加工采用型腔銑方式進行加工，走刀方式選擇往復雙向走刀，在步進選擇恒定，距離為15；每層切深最大為1，粗加工的余量為0.5，粗加工選擇直徑為D20R5的圓角刀。（2） 半精加工進行粗加工后，局部區(qū)域還存在較大的加工余量，并存在殘余應力的變形等因素。為了保證精加工的質量，特安排了半精加工，以使周邊保留均勻的加工余量。半精加工采用等高輪廓銑方式進行加工，每層切深最大為0.2，粗加工的余量為0.25，分別選擇直徑為D8R2的圓角銑刀。（3）精加工半精加工后，進行精加工，以使部件達到設計要求。精加工采用固定軸曲面銑方式進行加工，選擇區(qū)域驅動方式。選擇刀具直徑為D4R2的球頭刀，采用平行走刀的方式。“步進”選擇“參與高度”，“高度”設為“0.01”設置主軸轉速為3000rpm，剪切速度為1000mm/min。（4）清角加工對于零件采用大刀具加工后的殘料，選擇一個較小的刀具進行清角加工。采用固定軸曲面銑清根切削驅動方式進行加工，加工采用D2R1的球頭刀進行。選擇“參考刀具偏置”，設置“參考刀具直徑”為4。2.3.2基礎知識點與設計流程 在汽車燈罩型芯數控加工的過程中，主要用到的知識點和設計流程如下表。設計流程與效果圖每步運用到的基礎知識點及相關解釋步驟1：毛坯創(chuàng)建知識點：建模模塊與加工模塊在加工模塊下可以選擇應用菜單下的建模命令進入建模模塊，反之亦然步驟2：工作環(huán)境設定知識點：加工環(huán)境設置 “CAM會話配置”將決定CAM設置的選擇，而“CAM”將決定使用何種操作模塊類型步驟3：粗加工知識點：操作中選擇父級組在各類操作中，也可以用幾何圖標指定操作的加工對象。但在操作對話框中指定的加工對象，只能為本次操作使用步驟4：半精加工 知識點：修剪邊界設置修剪邊界可以使刀具中心加工到毛呸邊緣，如果沒有修建邊界，也可以生成刀軌，但超出毛坯續(xù)上表 步驟5：曲面精加工知識點：固定軸面步長設置擴大曲面功能用于提取體上的面，允許用來動態(tài)地修補孔，另外一個用途是當零件上有一個曲面能用于單個分模曲面時創(chuàng)建關聯的分模薄體，擴大曲面到成型鑲件的邊界之外以作為分型面步驟6知識點：清根切削驅動方式清根切削驅動方法是沿零件表面之間形成的溝槽生成的溝槽生成刀軌，一般用于加工區(qū)的邊緣凹處，已清除前面操作沒有切削到的材料2.3.3汽車燈罩具體數控加工步驟1.毛坯的建立 1，單擊【標準】工具欄的打開按鈕，打開：“打開部分文件”對話框，選擇“光盤文件中的CHAPTAER9/MILLONG/CARAMPSHAPE_CORE_013.PRT”文件，單擊【確定】按鈕，打開文件。2，單擊【標準】工具欄的拉伸按鈕此時拉下菜單，然后選擇【建?！棵睿M入建模模塊。 單擊【標準】工具欄的拉伸按鈕此時拉下菜單【插入】-【設計特征】-【拉伸】命令，彈出拉伸對話框。在【選擇條】工具欄的設計意圖，下拉列表中選擇面的邊選項，在圖形區(qū)選擇實體底面作為拉伸截面，如圖 47在“限制”組框選擇值拉伸方式，在開始距離和終點距離文本框輸入0 50 在布爾組框選擇布爾運算類型為無，單擊【確定】，完成拉伸，如圖48圖47 部件幾何 圖48毛坯幾何選擇下拉菜單中【格式】-【移動至圖層】命令，在圖形區(qū)選擇上一步所創(chuàng)建的毛坯。2.初始化加工環(huán)境單擊【應用程序】工具欄上的【加工】按鈕，或單擊【標準】工具欄上的“起始”按鈕，在彈出下拉菜單選擇【加工】命令，系統彈出加工環(huán)境對話框。如圖49在“CAM會話配置”中選擇“CAM-GENERAL”,在“CAM設置”中選擇“MILL-CONTOUR”單擊【初始化】按鈕，初始化加工環(huán)境。 3粗加工單擊【操作導航器】工具欄上的“程序順序圖”按鈕，操作導航器切換到程序視圖。創(chuàng)建操作單擊【加工創(chuàng)建】工具欄上的“創(chuàng)建操作”按鈕，或選擇下拉菜單中的【插入】-【操作】命令，彈出“創(chuàng)建操作”對話框，如圖50所示。 圖49加工環(huán)境 圖50創(chuàng)建操作 在“創(chuàng)建操作的類型”對話框的類型下拉列表選擇Mill-contour,“操作子類型”選擇第一行第一個圖標“程序”選擇NC-program，刀具選擇NONE,幾何體選擇“MCS-MILL”,在名稱輸入 CAVITY-ROUGH”1 單擊【確定】或者【應用】彈出“行腔銑”對話框，如圖51 圖51型腔銑2.編輯幾何體在幾何體中選擇幾何體選項后的“編輯”按鈕，系統彈出“MILL ORIENT”對話框，如圖示在 mill orient對話框中，選擇幾何體選項后的編輯按鈕，組框中的“安全設置選項”下拉列表中選擇平面選項，然后單擊選擇安全平面按鈕，彈出平面對話框選擇XC-YC對話框。選擇 XC-YC圖標，在偏置文本輸入50將安全設置相對于平面對話框距離為52如圖所示 圖52平面構造1. 選擇幾何體 部件幾何體。單擊“幾何體”組框中“指定部件” 選項后的“選擇或編輯幾何體”按鈕彈出部件幾何體對話框。在過濾方式下拉列表體，在圖形區(qū)選擇區(qū)選擇產品模型，單擊【確定】按鈕，完成部件幾何的創(chuàng)建，如圖53所示。毛坯幾何。單擊“幾何體”組框中“指定毛坯”選項后“選擇或編輯毛坯幾何體”按鈕，彈出“毛坯幾何體”對話框，在“過濾方式”對話框下拉列表選擇體，選擇第2層的毛坯，單擊【確定】按鈕，完成毛坯幾何創(chuàng)建，如圖54修剪幾何體。單擊幾何體組框中“指定修剪邊界”選項后發(fā)“選擇或邊界編輯修剪邊界”按鈕彈出“修剪邊界”對話框。在“過濾器類型”選項下選擇“體”，勾選“忽略島”復選框，修建體為外部，然后在圖形區(qū)選擇產品模型最大邊界線，單擊【確定】按鈕。如圖55 圖53創(chuàng)建幾何 圖54毛坯幾何 圖55修剪幾何2. 創(chuàng)建刀具 在“刀具”組框中，單擊刀具選項后新建按鈕，如圖56。此時，系統彈出心的刀具對話框。 在 新的刀具的對話框中，在類型下拉列表中選擇MILL-CONTOUR,刀具子類型，選擇MILL圖標，在名稱文本中輸入D2OR5,如圖57所示 圖56刀具對話框 圖57刀具子類型單擊新的刀具對話框的“確定“按鈕彈出MILL TOOL-5PARAMETERS對話框，如圖所示，設定“直徑”為20,底邊半徑為5 刀具號為1，其他參數接受默認設置，單擊確定按鈕，完成刀具創(chuàng)建。如圖58所示圖58新的刀具對話框3. 選擇切削模式和切削用量在行腔對話框的刀軌模式下拉列表中選擇往復切削方式，4. 設置切削參數 在行腔對話框中，單擊刀軌設置 組框中參數按鈕，彈出切削參數對話框，進行切削參數設置。 策略選項卡：單擊刀軌設置切削參數按鈕，為自定義“度數”為90，壁清洗，為在終點，在邊上延伸為0毛坯距離為0其他接受默認如圖59 圖59 策略選項卡余量選項卡勾選 用與側面一樣的底面，在部件側面余量文本中輸入0.5，其余接受默認設置，如圖60圖60余量選項卡7設置非切削參數單擊刀軌設置組框中的非切削移動按鈕，彈出非切削對話框，進刀對話框。進刀選項卡：在“封閉的區(qū)域中”組框中進刀類型為螺旋線，直徑為80斜角為10，在開發(fā)區(qū)域組框中，類型為圓弧中類型為圓弧，其他參數接受默認如圖所示618進給刀軌設置組框中的進給和速度按鈕，彈出進給對話框。設置主軸轉速為900RPM，切削速度為800，進刀速度為400，其他默認設置，如圖所示62圖61非切削參數 圖62進給9生成刀具路徑并驗證 在操作對話框中完成參數設置后，單擊該對話框底部操作組框中的生成按鈕，可生成該操作的刀具路徑，然后單擊操作對話框底部的確認按鈕，彈出刀軌可視化對話框然后選擇2D動態(tài)選項卡，然后單擊播發(fā)按鈕，可進行2D動態(tài)刀具切削過程模擬，單擊【確定】按鈕，并關閉型腔對話框。 圖63生成刀具路徑并驗證 4.半精加工 在型銑腔對話框中，單擊刀軌設置組框中的切削參數按鈕，彈出切削參數對話框，進行切削參數設置。 策略選項卡 切削方向為順銑，切削順序為深度優(yōu)先，切削角為用戶定義度數為90，壁為終點，延伸為0毛坯距離為0其他接受默認設置 單擊【確定】或者【應用】按鈕彈出ZLEVEL PROFILE對話框，如圖所示64圖64創(chuàng)建操作2.選擇幾何體部件幾何。單擊“幾何體”組框中“指定部件”選項后的“選擇或編輯部件幾何體”按鈕，彈出”部件幾何體”對話框。在“過濾方式”下拉列表中選擇“體”，在圖形區(qū)選擇產品模型，單擊【確定】按鈕，完成部件幾何的創(chuàng)建，。 修剪幾何。單擊“幾何體”組框中“指定修剪邊界”選項后的。選擇或編輯修剪邊界”按鈕，彈出“修剪邊界。對話框。在?！斑^濾器類型。選項下選擇。體”勾選“忽略島”復選框，“修剪側”為“外部”，然后在圖形區(qū)選擇產品模型量大外邊界線單擊【確定】按鈕，完成修剪邊界的創(chuàng)建如圖所示65。3)創(chuàng)建刀具 圖65 區(qū)域銑削驅動方式 在“刀具”組框中，單擊。刀具”選項后的。新建”按鈕，系統彈出“新的刀具”對話框。在“新的刀具”對話框中，“類型”下拉列表中選擇“mill_cOntour。刀具子類型”選擇“MILL”圈標，在“名稱”文本框中輸入“D8R2”。單擊”新的刀具”。對話框中的【確定】按鈕，彈出“MillingTool-5Para-FlOtelS”對話框。設定“直徑”為“8”，“底圓角半徑”為“2”，“刀具號”為“2”其他參數接受默認設置單擊【確定】按扭，完成刀具創(chuàng)建。(4)設置合并距離和切削深度在“刀軌設置”組框中設置相關參數如下。在“陡峭空間范圍”下拉列表中選擇無”選項。在“合并距離”文本框中輸入1，“最小切削深度”為1，在“全局每刀深度”文本框中輸入“0.2”。(5)設置切削參數 單擊“刀軌設置”組框中的切削對話框，彈出“切削參數”按鈕，彈出“切削加工參數”對話框，設置切削加工參數。策略選項卡，切削方向為 “混合”，“切削順序”為“深度優(yōu)先”，勾選“在邊上延伸，復選框，取消“在邊緣滾動刀具”復選框，其他接受默認設置。如圖所示66。 圖66切削參數(6)設置進給和速度單擊“刀軌設置”組框中的“進給和速度”按鈕，彈出“進給”對話框。設置主軸轉速”為2500rpm，切削速度為“1250”，進刀為“500”，單位為“毫米分鐘（mmpm)”，其他接受默認設置。(7)生成刀具路徑并驗證 在“操作”對話框中完成參數設置后，單擊該對話框底部“操作”組框中的“生成按鈕?？缮稍摬僮龅牡毒呗窂?。然后單擊“操作”對話框底部“操作”組框中的確認按鈕，彈出“刀軌可視化”對話框，然后選擇“2D動態(tài)”選項卡，單擊“播放”按鈕，可進行2D動態(tài)刀具切削過程模擬。如圖67 圖68刀軌可視化單擊“zlevel Profile”對話框中的【確定】按鈕，接受刀具路徑，并關閉“ZIevel Profile，對話框。5曲面精加工單擊【操作導航器】工具欄上的“程序順序視圖”按鈕，操作導航器切換到程序視圖。（1）創(chuàng)建操作 單擊【操作導航器】工具欄上的“創(chuàng)建操作”按鈕，或選擇下拉菜單中的【插入】一【操作】命令，彈出“創(chuàng)建操作”對話框，如下圖所示。 在“創(chuàng)建建操對話框中的“類型”下拉列表中選擇“mill_contour”，“操作子類型，選擇第2行，第1個圖標(FIXED_CONTOUR)，“程序”選“NC_PROGRAM”，“刀具”選擇NONE?！皫缀误w”選擇“MCSMII”，”方法”選擇“MIILFINISH”，在“名稱”文本框中輸入“FIXEDCONTOURFINISH。單擊【確定】或者【應用】按鈕，彈出“固定軸輪廓”對話框，如圖所示69。 圖69創(chuàng)建操作(2)選擇幾何體 部件幾何。單擊“幾何體”組框中“指定部件”選項后的“選擇或編輯部件幾何體”按鈕，”彈出部件幾何體”對話框。在”過濾方式”下拉列表中選擇“體”。在圖形區(qū)選擇產品模型，單擊【確定】按鈕，完成部件幾何的創(chuàng)建。修剪幾何。單擊“幾何體”組框中“指定修剪邊界”選項后的“選擇或編輯修剪邊界”按鈕圈，彈出“修剪邊界”對話框。在“過濾器類型”選項下選擇“體”，勾選“忽略島”復選框，“修剪側”為“外部”，然后在圖形區(qū)選擇產品模型最大外邊界線，單擊【確定】按鈕，完成修剪邊界的創(chuàng)建，如圖所示70。 圖70修剪幾何在“刀具”組框中，單擊“刀具”選項后的“新建”按鈕選項后。系統彈出“新的刀具”對話框。在“新的刀具”對話框中，在“類型”下拉列表中選擇“millcontour，“刀具子類型”選擇“MILL”圖標，在“名稱”文本框中輸“D4R2”， 單擊“新的刀具”對話框中的【確定】按鈕，彈出“Milling t15 Parameters對話框。設定“直徑”為“4”，“底圓角半徑”為“2”，“刀具號”為“3”，其他參數接受默認設置，(4)選擇驅動方式在“固定軸輪廓”對話框中，在“驅動方式組框中的“方法”下拉列表中選取域銑削”，系統彈出“區(qū)域銑削驅動方式”對話框，如圖所示71。圖71區(qū)域銑削驅動方式 “陡峭空間范圍”組框：“方法”選擇“無”在“區(qū)域銑削驅動方式”對話框中設置相關的銑削參數在“陡峭空間范圍”下拉列表中選擇“無”選項?！膀寗釉O置”組框：“圖樣”選擇“平行方式國”；“切削類型為雙復”；切削方向，選擇“順銑”；“步進”選擇“殘余高度”，在“高度”文本框中輸入“001”步距已應用選擇在部件上”?！扒邢鹘恰睘椤坝脩舳x”，“度數”為“45”。單擊【確定】按鈕，返回“固定軸輪廓銑”對話框。 3設置切削參數 單擊“刀軌設置”組框中“切削參數”按鈕彈出“切削參數對話框，設置切削加工參數。 (3)設置切削參數單擊“刀軌設置”組框中的“切削參數”按鈕。彈出切削參數對話框，設置切削加工參數?！安呗浴边x項卡：“切削方向”為“順銑”，勾選“在邊上延伸復選框，并設置“距離為100， 取消“在邊緣滾動刀具”復選框，其他接受默認設置，如圖72。 圖72切削參數 “更多”選項卡：“最大步長”文本框中輸入“001”；取消應用于步距”復選框，勾選優(yōu)化刀軌”復選框，如圖所示73.圖73 最大步長 (4)設置非切削參數 在“固定軸輪廓”對話框中單擊刀軌設置，組框中的“非切削移動”按鈕彈出非切削移動按鈕，彈出非切削運動對話框 如圖74 圖74固定軸輪廓在“傳遞、速”選項卡中的“區(qū)域之間”設置相關參數如下。 分別設置“逼近方法”為“從間隙開始的刀軸”，“安全設置選項”為“自動”。 分別設置“分離方法”為“到間隙的刀軸”，“安全設置選項”為“自動”。 單擊“非切削移動”對話框中的【確定】按鈕，完成非切削參數的設置。 非切削運動參數設置(5)設置進給和速度 單擊“刀軌設置”組框中的“進給和速度”按鈕閣。彈出“進給”對話框。設置“主軸轉速”為3000rpm，切削速度為“1000，進刀為“500，單位為“毫米，分鐘(mmpm)”，其他接受默認設置。(6)生成刀具路徑并驗證 在“操作”對話框中完成參數設置后，單擊該對話框底部“操作”組框中的“生成”按鈕圍，可生成該操作的刀具路徑。然后單擊“操作”對話框底部“操作”組框中的“確認”按鈕兇。彈出“刀軌可視化”對話框，然后選擇“2D動態(tài)”選項卡，單擊“播放”按鈕翻k?？蛇M行2D動態(tài)刀具切削過程模擬。如圖75 圖75 2D模擬 單擊“固定軸輪廓”對話框中的【確定】按鈕，接受刀具路徑，并關閉“固定軸輪廓”對話框。 6清角 (1)復制曲面精加工操作 單擊【操作導航器】工具欄上的“程序順序視圖”按鈕、，操作導航器按刀具路徑執(zhí)行順序列出當前零件的所有操作。先用鼠標選擇“FIXEDCONTOURFINISH操作，然后單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇【復制】命令，復制“FIXEDCONTOURFINISH操作。 先用鼠標選擇“FIXEDCONTOUR INISH操作，然后單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇【粘貼】命令，粘貼剛才復制的“FIXEDCONTOURFINISH操作。先用鼠標選擇“FIXEDCONTOUR_FINISHCOPY”操作，然后單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇【重命名】命令，更改操作名稱為“FOWCUTl_FINISH。 (2)創(chuàng)建刀具 在“刀具”組框中，單擊“刀具”選項后的“新建”按鈕淵，系統彈出“新的刀具”對話框。在 “新的刀具”對話框中，在“類型”下拉列表中選擇“millcontour，“刀具子類型”選擇“MIIL”圖標，在“名稱”文本框中輸入“D2R1”。 單擊“新的刀具”對話框中的【確定】按鈕，彈出“MillingT0015 Parameters對話框。設定直徑為“2”，“底圓角半徑”為“1”，“刀具號”為“4”，其他參數接受默認設置，單擊【確定】按鈕，完成刀具創(chuàng)建。(3)設置驅動方式 在“固定軸輪廓”對話框中，在“驅動方式”組框中的“方法”下拉列表中選取“清根”，系統彈出“清根驅動方式”對話框，如圖所示76 在“驅動設置”組框中的“清根類型”刀具偏置”。“步進”為001。返參數?！案摹吧伞薄按_認”按扭 圖76 清根類型“驅動設置”組框：“圖樣”選擇“平行方式國”；“切削類型為雙向往復國”；切削方向選擇“順銑”；“步進”選擇“殘余高度”，在“高度”文本框中輸入“001”；(4設置切削參數單擊“刀軌設置”組框中的“切削參數”按鈕鲴。彈出切削參數對話框，設置切削加工參數。更多選項卡。(5生成刀具路徑并驗證產生刀具路徑：在操作”對話框中完成參數設置后，單擊該對話框底部“操作”組框中的“生成”按鈕，可生成該操作的刀具路徑。然后單擊“操作”對話框底部“操作”組框中的“確認”按鈕兇。彈“刀軌可視化”對話框，然后選擇“2D動態(tài)”選項卡，單擊“播放”按鈕翻?？蛇M行2D動態(tài)刀具切削過程模擬。如圖所示77 圖77 2D生成刀具路徑驗證單擊“固定軸輪廓”對話框中的【確定】按鈕，接受刀具路徑，并關閉“固定軸輪廓”對話框。7，保存文件選擇下拉菜單中的【文件】-【全部保存】命令，保存數控加工文件。 3 結束語通過這次的畢業(yè)設計，讓我學習到很多方面的知識。我的畢業(yè)設計的題目是電話底座的測繪與建模、模具的生成和模具的加工。電話底座是一個塑料制品，所以它的模具就是塑料模。塑料制品在生活中應用是很廣泛的，在制造業(yè)中占有很重要的位置。 在翻閱資料的過程中，我了解到塑料模質量的好壞直接影響塑料制品的質量及成本。模具設計的合理與否，直接關系到塑件能否成型、塑件質量能否滿足要求、是否經濟，模具型腔的形狀、尺寸、表面粗糙度、澆口的形式、大小、位置、分型面的位置、排氣槽的設置、脫模機構的形式、頂出位置、模具溫度的控制等對塑件的尺寸精度、行位精度、表面粗糙度、以及塑件的物理性能、機械性能、電性能、內應力大小、各向同異性、外觀質量、氣泡、凹痕、焦斑、銀紋、變形等都產生著直接的十分重大的影響。所以模具的設計是很重要的一步。在設計模具的過程中要注意的問題是很多的。建模要完全依照塑料模具的工藝進行。模型設計的時候脫模斜度是必不可少的。這是保證塑料制品從模具中順利取出的關鍵。還有壁厚、不規(guī)則突臺等部件也要按照模具工藝的設計完成。這些部件看似不重要，但是在實際的應用中是很重要的。它們可以保證零件結構的優(yōu)化，達到實際應用的強度等要求。畢業(yè)設計中也又不足之處，由于對工藝方面不是很了解，所以可能出現了很多的錯誤，這些只有在以后的學習工作中積累經驗來彌補不足的地方。參考文獻1 高長銀，吳曉玲，趙輝. 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