模具CAD实验指导书样本.doc

实验十五 模具CADUG NX应用上机实验UG NX CAD应用模块具备强大计算机辅助设计功能。它提供了显式建模、参数化变量化建模，及其复合建模办法，设计过程更灵活，可以建立全有关，参数化模型。在此基本上，UG NX可以很以便地进行产品装配和生成工程图纸。此外，UG NX还提供了冲模、注射模等模具设计功能模块。因而，UG NX特别适合于产品设计和模具开发。本课程安排了建模基本、草图与实体建模、变量化设计、装配、模具型芯型腔设计、简易锻模设计和注塑模设计等系列上机实验。通过这些实验熟悉并掌握UG NX CAD应用模块使用，以及采用UG NX软件进行模具设计基本办法。项目一、UG NX 建模基本（验证型）一、实验目通过NX CAD顾客界面操作，理解NX CAD软件操作与功能概况，掌握NX CAD主界面、基本环境、图层管理等基本操作。通过某机械零件基本体素建模，理解和掌握圆柱、圆锥、长方体、坐标系和布尔运算等基本命令用法。二、实验背景UG NX建模应用（Modeling Application）模块是UG NX CAD重要功能模块。在这个应用模块中可以通过显式建模、参数化建模、变量化建模，及其复合建模办法，建立产品三维实体模型。在建模中可以选取成形特性和特性操作中许多建模命令。圆柱、圆锥、长方体等命令是成形特性中基本体素命令，惯用于生成产品模型毛坯，在此基本上，通过后续成形特性、特性操作和布尔运算等操作完毕产品实体造型。三、实验条件计算机及UG NX软件四、实验环节 1.进入UG NX建模应用界面启动UG NX软件，新建一种名称为 “*_model_1.prt”文献（其中“*”为同窗姓名拼音缩写），并进入【建模】模块，观测菜单和工具栏在进入不同模块变化状况。2.采用基本体素，结合布尔运算和坐标变换进行实体建模，零件如图3-1所示。图15-1 某零件工程图参照教材“模具CADUG NX应用”第三章第二节完毕图3-1所示零件实体建模。3在完毕上述实体建模后，有时间同窗请在第一章第二、三节和综合练习中选取其他基本体素实体造型实例进行练习。项目二、全有关参数化零件设计（设计型）一、实验目1、理解UG NX有关性基本概念；2、学习草图设计与特性建模基本办法；3、掌握UG NX表达式功能用法；4、自行设计一种全有关参数化六角螺帽和螺钉。；二、实验背景UG NX有关性是建立在参数化造型技术和变量化造型技术基本之上。在草图中建立全约束尺寸约束和几何约束是实现有关性必要条件，表达式是实现全有关重要手段。在表达中建立一种核心变量，其他参数或变量用公式办法与核心变量建立联系就可以实现全有关参数化变量化设计。在表达式中修改核心变量后，其他参数或变量按照预定义公式关系自动修改，整个产品实体模型将自动更新。三、实验条件计算机及UG NX软件四、实验环节 （一）建立全有关参数化六角螺帽 图15-2 六角螺帽六角螺帽实体造型如图15-2所示。在建模过程中充分运用了表达式作用：1建立核心变量m(螺纹直径)。 设：m=202建立变量间关系：螺帽高： h=m螺纹孔直径： h_dia=0.85*m3. 建立草图：绘制正六边形和直径为2m外接圆，如图15-3所示。 图15-3 草图先画圆，再几何约束圆心到坐标原点，然后加尺寸：D=2*m。接着画正六边形，施加约束至全约束。4建立几何表达式：在模型空间调节定向视图为俯视图采用测量距离建立几何表达式（见图15-4）:p3(distance measurement(5)5建立三维模型拉伸圆柱体:高度= h如图15-5 a)所示。 图15-4 几何表达式a) 圆柱体b) 倒角距离=几何表达式P3c) 六棱柱与布尔运算图15-5 螺帽毛坯造型6在圆柱体上边沿倒角倒角偏置距离用几何表达式P3如图15-5 b)所示。7拉伸并作布尔交运算拉伸六棱柱：高度= h选取布尔交运算如图15-5 c)所示。8打螺纹孔 孔径： D = h_dia；圆孔定位：点到点；如图15-6所示。 图15-6 螺帽打孔9 建立螺纹特性:主直径 = m；长度 = h；螺距 = m/8；如图15-2所示。10全有关参数化验证打开基准轴,使其可见。修改模数m参数值:m =10，如图15-16 a)所示；m=20，见图15-16 b)；m=40，见图15-16 c)。a) m=10b) m=20c) m=40图15-16 螺帽参数化验证（一）自行设计一种全有关参数化六角螺钉参照上述六角螺帽建模办法和环节，自行设计一种全有关参数化六角螺钉。需要增长变量：螺钉长度：L1；螺纹长度：L2；其他自行设计变量。请各位同窗充分发挥你创新思维和想像力，设计出具备自己独特风格螺钉产品。项目三、UG NX装配建模（设计型）一、实验目1、理解UG NX装配建模基本概念； 2、掌握从底向上装配办法； 3、学习自顶向下装配思想，掌握上下文设计基本办法；4、自行设计一种阀门零部件并完毕装配。 二、实验背景UG NX系统不但可以创立各种零件，通过使用UG NX装配应用功能模块，UG NX系统还可以迅速组合零部件装配件。在装配中组件几何体被虚拟指向装配件，而不是复制到装配件。UG NX重要采用自顶向下建模(Top-down Modeling)和从底向上建模(Bottom-up Modeling)两种办法建立装配。各种零件可以随时被打开和编辑，从而实现上下文中设计(Design in Context)在装配件中编辑组件能力。三、实验条件计算机及UG NX软件四、实验环节 每个零件文献名称按“*_housing_PPP.prt”形式命名，其中“*”为同窗姓名拼音缩写，“PPP”为零部件名称。1自行设计一种如图15-17所示阀门壳体装配零部件，并完毕装配。图15-17 阀门壳体设计规定：(1) 一方面设计阀体，设阀门内直径为50mm。其他尺寸参照图例自行设计，规定感观上相似即可。(2) 阀门上盖板按照自底向下，上下文设计办法进行。(3) 上盖板第一颗紧固螺钉按照自底向下，上下文设计办法进行。其他螺钉采用装配陈列办法生成。2完毕阀芯和阀杆零部件设计与装配。设计规定：阀芯和阀杆部装图如图15-18所示。图15-18 阀芯阀杆部装图(1) 一方面设计阀芯圆片，设其直径为50mm。其他尺寸参照图例和上述阀门壳体自行设计。(2) 阀门轴杆、摇杆和紧固螺帽可灵活采用从底向上或自顶向下办法进行设计。3完毕阀门整体装配。设计规定：阀门整体装配图如图15-19所示。采用从底向上办法完毕图15-17和图15-18所示两个阀门部装件整体装配。图15-19 阀门总装图4生成如图15-20所示阀门装配件爆炸图。图15-20 阀门装配件爆炸图项目四、模具型芯型腔设计（验证型）一、实验目1学习UG NX布尔运算特性操作；2掌握模具型芯型腔设计办法；二、实验背景模具型腔设计是在零件实体建模基本上进行。UG NX支持布尔操作，可以进行布尔差、布尔和、布尔交操作。这种功能模仿了制造模具加工过程，使得在CAD中建模过程更简朴、更真实。在生产薄壁壳形塑件或铸件等成形件时，模具成形零件重要是由型芯和型腔构成。可以在模块实体和成形件模型之间采用布尔运算，获得所需型芯和型腔部件。三、实验条件计算机及UG NX软件四、实验环节 （一）建立某壳体零件三维实体造型 某壳体零件如图15-21所示（单位：英寸）。按如下环节建立零件三维实体造型。图15-21 壳体零件新建壳体部件文献，文献名取为“*_Shell.prt”。1建立主轮廓拉伸特性，单位选用英寸。其草图如图15-22 a)所示，拉伸高度为1。a)b)c)图15-22壳体零件建模环节a) 主轮廓草图 b) 小方孔草图 c) 环形陈列小方孔2 建立零件上方边长为0.5小方孔，其草图及定位尺寸如图15-22 b)所示。注旨在拉伸成形时采用布尔求差运算。3 对小方孔进行环形陈列。执行【引用(Instance)】命令，选用“环形陈列(Circular Array)”，陈列数为6，角度为60。完毕后效果图如图15-22 c)所示。4 对底部边沿进行倒圆。点击【边倒圆(Edge Blend)】命令，选取底部圆弧边和直角边，半径为R0.5。5 进行薄壁抽壳。执行【插入(Insert)】【特性操作(Feature Opration)】【抽壳(Hollow)】命令，选取上表面为开口面，壁厚为0.1。至此完毕壳体零件三维实体造型，最后效果图如图5-7 b)所示。 保存文献“*_Shell.prt”。（二）生成下模块型腔1 建立下模块型腔文献。打开文献 “*_Shell.prt”，另存为“*_Shell Down_Die.prt”。2 运用长方体（Block）特性操作建立下模块坯料。点击【长方体(Block)】命令，选用“原点，边长（Origin,edge lengths）”方式。设长方体模块长、宽、高尺寸为882Inch3。考虑到壳体模型底部圆心位置在坐标原点上，为了使型腔落在在下模块中心，长方体原点坐标为“-4,-4,-1”，长、宽、高分别为8、8、2，“长方体（Block）对话框”中布尔运算选取创立（Create）。长方体生成后，“*_Shell_Down_Die.prt”模型文献中有两个实体：壳体模型和下模块坯料长方体，如图15-23 a)所示。3 布尔运算生成型腔下模块。对壳体模型和下模块坯料执行【求差(Substract)】特性操作，目的体选下模块坯料，工详细选壳体零件，运算结束后下模块如图15-23 b)所示。这时它中部包括型芯某些，可以用于上模块建模。a)b)c)图15-23下模块建模环节a) 下模块坯料与壳体零件 b) 布尔求差后下模块 c) 完毕后型腔下模块4 保存文献“*_Shell_Down_Die.prt”；并另存为“Ex_Shell_Up_Die.prt”。5 再打开文献“*_Shell_Down_Die.prt”，删除模块中型芯某些，获得型腔下模块如图15-23 c)所示。保存文献“*_Shell_Down_Die.prt”。（三）生成上模块型腔1建立上模块模型文献。打开文献“*_Shell_Up_Die.prt”。2生成上模块坯料。执行【长方体(Block)】命令，选用“原点，边长（Origin,edge lengths）”方式。长、宽、高尺寸依然为882Inch3。长方体原点坐标为“-4,-4，1”，或直接选用下模块右上角点；长、宽、高分别为8、8、2，“长方体（Block）对话框”中布尔运算选取创立（Create）。生成效果如图15-24 a)所示。3 布尔运算生成型芯上模块。先删除型腔下模块，再执行【求和(Unit)】特性操作，目的体和工详细分别选上模块坯料和型芯某些，运算结束后上模块如图15-24 b)所示。4 保存文献“*_Shell_Up_Die.prt”。a) 上模块坯料生成b) 布尔求和后上模块图15-24上模块建模环节 (四) 型芯型腔模具装配1 新建壳体模具装配文献 “Ex_Shell_Die_Assm.prt”。2 按从底向上方式分别装配模具部件文献“Ex_Shell_Down_Die.prt”和“Ex_Shell_Up_Die.prt”。3 旋转开模观测型芯型腔模具状况。执行【组件重定位(Reposition Component)】”命令，选取型芯上模块，再选取组件重定位对话框“沿一条线旋转（Rotate about a Line）”选项，如图15-25 a)所示。然后在右上方分模线上选用一点，再选取“-XC”矢量方向作为旋转轴，旋转角度选90度。最后获得开模效果图如图15-25 b)所示。 a) 重定位对话框 b) 旋转开模效果图图15-25 装配开模 保存文献“*_Shell_Up_Die.prt”。项目五、UG NX锻模设计（综合型）一、实验目1掌握UG NX拔模特性操作办法；2学会锻模UG NX设计技术。二、实验背景锻件造型是实体建模中最为复杂。使用CAD构建零件时，不论是什么样零件，它特性决定了使用什么样建模工具。锻件特性涉及：拔模、分模线、倒圆、加强肋等。本项目实验综合运用锻造工艺学和UG NX CAD三维造型技术完毕锻件和锻模设计。三、实验条件计算机及UG NX软件四、实验环节 本项目所要设计圆头连杆锻件如图15-26所示。图15-26圆头连杆锻件图（一） 圆头锻件设计 综合运用UG 建模应用知识和锻造工艺知识完毕圆头锻件设计 （二） 圆头锻件锤锻模设计 参照教材模具CADUG NX应用第10章所简介锻模设计办法，设计圆头锻件锤锻模。项目六、UG NX注塑模设计（综合型）一、实验目1掌握UG/MoldWizard模块重要功能；2学习应用UG/MoldWizard模块设计注射模。二、实验背景MoldWizard是UG NX一种应用软件模块，专门用于注塑模具设计，是一种功能强大注塑模具软件。注塑模具设计中分模、添加模块、镶块、滑块、推杆和定位环，为复杂型芯型腔轮廓创立电火花加工电极，创立模具浇注系统和冷却系统等都可以使用MoldWizard很容易地完毕。本项目实验综合运用塑料模具设计知识和MoldWizard技术完毕自行选取肥皂盒盖注塑模设计。三、实验条件计算机及UG NX软件（包括MoldWizard应用模块）四、实验环节 本项目所要设计塑料件可选用学生自己寻常使用肥皂盒上盖或下盖。（一） 肥皂盒盖塑料件设计 综合运用UG 建模应用知识和塑料产品设计知识完毕肥皂盒盖设计 （二） 肥皂盒盖注塑模设计 参照教材模具CADUG NX应用第8章所简介注射模设计办法，运用UN NX MoldWizard功能模块设计肥皂盒盖注塑模。