江苏技术师范学院模具CADCAM综合实践说明书.doc
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1、第一章第一章 平台的选择平台的选择 1.1 CAD/CAM1.1 CAD/CAM 平台的运用平台的运用 在现代机械制造业中,模具工业已成为国民经济中的基础工业,许多新产品的开发和生产,在很大程度上依赖于模具制造技术,特别是在汽车、轻工、电子和航空等行业中尤显重要2。模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低,已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一,直接影响着国民经济中许多部门的发展。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。CAD/CAM 技术的迅速发展,软件、硬件水平的进一步完善,为模具工业提
2、供了强有力的支持,为企业的产品设计、制造和生产水平的发展带来了质的飞跃,已经成为现代企业信息化、集成化、网络化的最优选择1。1.2 CAD/CAM1.2 CAD/CAM 平台的选择平台的选择 目前,应用最广泛的 CAD/CAM 软件有 Pro/Engineer、CATIA 和 UG 等。这些软件的功能都十分强大。Pro/Engineer 是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统,工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型,如腔、壳、倒角及圆角,您可以随意勾画草图,轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活1。UG 是 Unigraphics 的缩写
3、,这是一个交互式 CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统,它功能强大,可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它在诞生之初主要基于工作站,但随着 PC 硬件的发展和个人用户的迅速增长,在 PC 上的应用取得了迅猛的增长,目前已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。CATIA 是法国达索公司的产品开发旗舰解决方案。作为 PLM 协同解决方案的一个重要组成部分,它可以帮助制造厂商设计他们未来的产品,并支持从项目前阶段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在内的全部工业设计流程,主要运用于汽车、航空航天等领域。本次综合实践是塑料模具的三维造型和加工仿真,综合比较,最终选择Pro/Engin
4、eer 软件作为工作平台。第二章第二章 模具零件的三维造型模具零件的三维造型 本次课程设计的塑料模具共有零件 26 个,为节约篇幅,取定模板为例说明其三维造型过程。2.1 2.1 新建文件新建文件 (1)双击桌面Pro/E 快捷图标,初始界面如图 2-1 所示。图 2-1 初始界面 (2)单击新建文件,在类型框选项中选择“零件”,在子类型框选项中选择“实体”,修改名称为“dingmuban”,勾去“使用缺省模板”,如图 2-2 所示,单击“确定”,单位选择“mmns_part_solid”,如图 2-3 所示,继续单击“确定”进入零件设计界面,如图 2-4 所示。单击“文件”“保存”,及时保存
5、新建文件。如图 2-5 所示。图 2-2 新建文件 图 2-3 选择单位 图 2-4 零件设计界面 图 2-5 保存零件 2.2 2.2 拉伸件的创建拉伸件的创建 (1)设计板类零件。选择右侧工具栏的拉伸工具。单击“拉伸”,在窗口鼠标右击,在弹出的菜单栏中选择“定义内部草绘”,窗口中显示的草绘平面有“FRONT”、“RIGHT”和“TOP”面,选择草绘平面“TOP”,如图 2-6 所示,单击“草绘”,即进入草绘界面,如图 2-7 所示。图 2-6 选择草绘平面 图 2-7 进入草绘界面 单击右工具栏中“创建矩形”按钮,创建矩形,添加矩形关于竖直与水平方向的对称约束,修改矩形尺寸,如图 2-8
6、所示,之后单击按钮,完成草绘,在拉伸特征控制区中输入创建的零件厚度“60”,单击,完成拉伸件的创建,如图 2-10 所示。图 2-8 创建矩形草绘 图 2-10 完成拉伸件的创建 (2)创建导柱孔,销钉孔,螺钉孔。同上述创建板类拉伸件一样,选择右侧工具栏的拉伸工具。单击“拉伸”,在窗口鼠标右击,在弹出的菜单栏中选择“定义内部草绘”,选择拉伸板的上表面作为草绘平面进行拉伸,如图 2-11所示。单击“草绘”,即进入草绘界面。图 2-11 选择草绘平面 单击右工具栏中按钮,进行圆形创建。添加约束,标注尺寸,之后将尺寸全部框选,单击勾去再生后修改尺寸,如图 2-12 所示。单击退出尺寸修改,单击退出草
7、绘界面如图 2-13 所示。图 2-12 修改尺寸 图 2-13 完成草绘 在拉深特征控制区中按下表示为拉伸去除材料,在指定深度下拉栏中选择“拉伸至与所有曲面相交”如图 2-14 所示。单击,完成拉伸去除材料的创建,如图 2-15 所示。图 2-14 特征设置 图 2-15 完成拉伸去除材料 (3)添加修饰螺纹。拉伸的三个孔中,有一个是螺钉孔,必须添加修饰螺纹。单击“插入”“修饰”“螺纹”,弹出的对话框如图 2-16 所示。选择螺纹曲面为螺钉孔内表面,起始曲面为拉伸板的上表面,拉伸方向自上向下,螺纹长度选择至曲面,单击“确定”按钮,选择拉伸板的下表面,螺纹直径为默认值,单击“完成”“确定”。修
8、饰螺纹完成如图 2-17 所示。图 2-16 修饰螺纹对话框 图 2-17 修饰螺纹 (4)孔的镜像。上部操作只完成了孔创建的一部分,由于在该零件中孔呈对称分布,所以其余孔的创建只要通过镜像就可以完成。在导航工具栏中单击“拉伸 2”并按住“Shift”单击“修饰 标识 127”,窗口中选择的部分呈红色高亮显示,如图 2-18 所示。单击右工具栏中镜像按钮,单击选择“FRONT”为镜像平面,单击完成此次镜像操作,如图 2-19 所示。图 2-18 选择需要镜像部分 图 2-19 以“FRONT”面为镜像面 (5)继续单击“拉伸 2”并按住“Shift”单击“修饰标识 129”,以“RIGHT”面
9、为镜像面重复镜像操作,如图 2-10 所示。图 2-20 完成镜像操作 2.3 2.3 旋转件的创建旋转件的创建 定模板中型腔为回转体,所以使用旋转方式创建。(1)单击右工具栏中旋转选项,窗口中右击,在弹出的对话框中选择“定义内部草绘”如图 2-21 所示。选择“FRONT”面进入旋转草绘界面,如图2-22 所示。图 2-21 定义内部草绘 图 2-22 旋转草绘界面 (2)单击创建旋转中心线,单击菜单栏中“草绘”“参照”弹出参照对话框如图 2-23 所示,选择零件上下面作为参照。单击“关闭”退出参照对话框。图 2-23 选择草绘参照对话框 (3)在草绘界面中,一旋转中心线为中心,画出定模型腔
10、形状,添加约束,并标注尺寸,如图 2-24 所示。框选全部尺寸,单击修改选项,弹出修改尺寸对话框后勾去再生,修改相应的尺寸,修改完成后推出,得到的图形如图 2-25所示。单击完成按钮,退出旋转草绘编辑,如图 2-26 所示。图 2-24 尺寸修改的型腔形状 图 2-26 退出旋转草绘编辑 (4)在旋转特征控制区中按下按钮,表示为旋转去除材料,旋转特征控制区如图 2-27 所示。单击完成旋转去除材料的创建,完成后的零件如图2-28 所示。图 2-27 旋转特征控制区 图 2-28 完成旋转去除材料的创建 2.4 2.4 冷却水道的创建冷却水道的创建 在定模板中设有六根冷却水道,关于“FORNT”
11、面成对称分布,采用拉伸去除材料和镜像的方法完成,方法如小节“2.2 拉伸件的创建”相同,在此不做具体叙述。完成后的零件图如图 2-29 所示。图 2-29 完成创建后的定模板 第三章第三章 其他三维零件的造型结果其他三维零件的造型结果 本次课程设计的塑料模具共有零件 26 个,具体零件造型如下图所示。3.1 3.1 板类零件板类零件 本次课程设计的塑料模具中共有板类零件 8 个,其三维造型图如下所示。图 3-1 上模座板 图 3-2 推料板 图 3-3 定模板 图 3-4 动模板 图 3-5 动模支撑板 图 3-6 下模座 图 3-7 推板 图 3-8 推板固定板 3.2 3.2 杆类零件杆类
12、零件 本次课程设计的塑料模具中共有杆类零件 5 个,其三维造型图如下所示。图 3-9 导柱 图 3-10 导套 图 3-11 复位杆 图 3-12 拉料杆 图 3-13 推杆 3.3 3.3 螺钉、销钉类零件螺钉、销钉类零件 本次课程设计的塑料模具中共有螺钉、销钉类零件 7 个,其三维造型图如下所示。图 3-14 上模座内六角螺钉 图 3-15 下模座内六角螺钉 图 3-16 定位销 图 3-17 推板内六角螺钉 3.4 3.4 其他零件其他零件 图 3-18 浇口套 图 3-19 垫块 图 3-20 型芯 第四章第四章 模具零件的装配模具零件的装配 本次课程设计的塑料模具共有零件 26 个,
13、可以配对的零件共有 6 对(不包括螺钉、销钉与板类零件之间的配对,详见该套塑料模具装配图)。为节约篇幅,取该套注塑模具中的定模板和动模板装配过程为例。4.1 4.1 新建文件新建文件 (1)双击桌面Pro/E 快捷图标,打开初始界面。单击“文件”“新建”,在弹出的新建文件对话框中的类型框中选择“组件”,在子类型框中选择“设计”,输入名称为“ZP”,勾去“使用缺省模板”,如图 4-1 所示。图 4-1 新建文件 (2)单击“确定”在新文件选项对话框中选择“mmns_asm_design”,如图4-2 所示。单击“确定”进入装配界面,如图 4-3 所示。单击“文件”“保存”,及时保存新建的文件3。
14、图 4-2 选择单位 图 4-3 进入装配界面 4.2 4.2 调入并装配零件调入并装配零件 (1)单击装配按钮,在弹出的对话框中选择零件“dingmuban”,如图4-4 所示,调入第一个零件,界面如图 4-5 所示。图 4-4 调入零件 图 4-5 调入零件界面 (2)在装配特征控制栏的“自动”下拉菜单中选择“缺省”如图 4-6 所示。单击完成第一个零件的调入,如图 4-7 所示。图 4-6 特征控制栏 图 4-7 完成第一个零件的调入 (3)继续单击装配按钮,开始调入动模板。在弹出的对话框中选择零件“dongmoban”,调入第二个零件,界面如图 4-8 所示。图 4-8 调入第二个零件
15、(4)开始对两个零件进行匹配,首先对动模板的上表面和定模板的上表面配对,在装配特征控制栏中选择“配对”,如图 4-9 所示。图 4-9 两表面的配对 (5)由于两个零件的长宽相同,故只要对齐其中心线如图 4-10 所示,就能完全约束,如图 4-11 所示,单击完成两个零件之间的装配,如图 4-12 所示。图 4-10 两中心线对齐 图 4-11 完全约束状态 4.3 4.3 其他零件的配对其他零件的配对 本次课程设计的塑料模具共有零件 26 个,可以配对的零件共有 6 对,由于零件的装配过程大抵相同,故在此不做详细表述。图 4-19 注塑模具总装配图(1)图 4-20 注塑模具总装配图(2)第
16、五章第五章 加工仿真加工仿真 本次课程设计的塑料模具共有板类零件 8 个,为节约篇幅,取上模座为例说明其加工仿真的过程。5.1 5.1 动模座加工分析动模座加工分析 动模板如图 5-1 所示,其毛坯设计如图 5-2 所示,图 5-3 为动模板毛坯设计线框图。其加工分析如表 1 所示。图 5-1 动模座三维造型图图 5-2 动模座毛坯设计图 5-3 动模座毛坯设计线框图 表 1 加工分析表 加工序列号 被加工面 刀具规(mm)加工方式 主轴转速n(r/min)跨度ap(mm)进给量f(mm/r1 上端面 12 立铣刀 端面铣 2000 8 1.5 2 下端面 12 立铣刀 端面铣 2000 8
17、1.5 3 侧轮廓 100 侧面铣刀 侧面铣削 2000 1.5 4 上表面中心6mm 孔 5 立铣刀 体积块铣削 2000 3 1.9 5 下表面中心10mm 孔 5 立铣刀 体积块铣削 2000 3 2.2 6 表面 4 个9mm 孔 8 立铣刀 体积块铣削 2000 5 1.7 7 表面 4 个5mm 孔 5 立铣刀 体积块铣削 1500 3 1.5 8 下表面 8 个型腔 10 外圆角铣刀 体积块铣削 1500 6 1.5 5.25.2 新建文件新建文件 双击桌面Pro/E 快捷图标,打开 Pro/E 初始界面。单击“文件”“新建”,在弹出的新建文件对话框的类型框中选择“制造”,在子类
18、型框中选择“NC 组件”,输入名称为“smz”,勾去“使用缺省模板”,如图 5-4 所示。单击“确定”,选择单位“mmns_mfg_nc”,如图 5-5 所示,继续单击“确定”进入设计界面,如图5-6 所示。单击“文件”“保存”,及时保存新建文件4。图 5-4 新建 NC 组件 图 5-5 选择单位 图 5-6 进入加工界面 5.3 5.3 加工仿真加工仿真 (1)调入文件。单击调入文件,在弹出的对话框中选择需要加工的零件,如图 5-7 所示。单击“打开”,调入零件,如图 5-8 所示。在特征控制栏中选择放置方式为“缺省”如图 5-9 所示。单击完成零件的调入,如图 5-10所示。5-7 选择
19、加工零件 图 5-8 调入零件 图 5-9 放置待加工零件 图 5-10 完成零件的调入 (2)新建毛坯。单击手工调入毛坯,输入新建名称为“maopi”,选择“伸出项”“拉伸”“实体”“完成”,如图 5-11 所示。鼠标右击,选择定义内部草绘,选择零件上表面作为草绘平面,单击“草绘”进入草绘界面,如图 5-12 所示。图 5-11 新建毛坯图 图 5-12 进入草绘界面 单击“激活”按钮中的“偏移”按钮,在类型对话框中选择“环”,然后选择需要偏移的边,在菜单管理器中不断单击“下一个”直到所需的边呈红色高亮显示,如图 5-13 所示。单击“接受”,输入偏移距离“5”如图 5-14 所示。单击完成
20、偏移设置,如图 5-15 所示。单击完成草绘,如图 5-16 所示。图 5-13 选择偏移对象 图 5-14 设置偏移值 图 5-15 完成偏移的设定 图 5-16 完成草绘 在特征控制栏的选项菜单中,深度“侧 1”、“侧 2”全选为“盲孔”,深度如图 5-17 所示。单击完成毛坯创建,如图 5-18 所示。图 5-17 特征设置 图 5-18 完成毛坯创建 (3)加工仿真。单击菜单栏中“步骤”“操作”,首先在弹出操作对话框中选择机床,之后在“参照”栏中单击“选取”按钮,如图 5-19 所示。单击右工具栏中创建坐标系,如图 5-20 所示。在“操作设置”中选择创建的坐标系,创建退刀平面,如图
21、5-21 所示。完成后单击“确定”完成操作设置。图 5-19 操作设置 图 5-20 设置坐标系 图 5-21 设置退刀平面 铣端面。单击“插入端面铣削步骤”。在弹出的菜单管理中选择“刀具”、“参数”、“坐标系”、“退刀曲面”和“加工几何”选项,单击“完成”。创建一号刀具为端铣刀,如图 5-22 所示,单击“应用”“确定”。参数设置框如图 5-23 所示,设置切削进给为 200,步长深度为 1.5,跨度为 10,主轴转速为2000。图 5-22 设置刀具 图 5-23 设置切削参数 选择前步创建的坐标系为加工坐标系,设置退刀平面值为 20。弹出曲面对话框如图 5-24 所示。图 5-24 铣削
22、曲面设置对话框 单击铣削曲面按钮,开始创建铣削曲面,如图 5-25 所示,选择拉伸方式创建曲面,进入拉伸草绘后激活毛坯上平面,如图 5-26 所示,单击,退出草绘创建。图 5-25 开始创建铣削曲面 图 5-26 创建铣削曲面草绘 选择拉伸方式为“拉伸至指定曲面”,选择曲面完成铣削曲面的创建,如图5-27 所示。单击退出铣削曲面创建。图 5-27 创建铣削曲面 单击曲面对话框中的按钮,继续曲面创建。之后单击曲面对话框中的按钮,完成铣削曲面的创建。单击菜单管理器中的“播放路径”“计算 CL”“屏幕演示”如图 5-28所示,单击“完成序列”完成该次上表面端面铣削的创建。图 5-28 创建铣削曲面



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