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基于UG3.0的連接座三維造型及注塑模具設(shè)計
緒論
模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑料制品在航空、航天、電子、機械、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應(yīng)用，產(chǎn)品對模具的要求越來越高，傳統(tǒng)的模具設(shè)計方法已無法適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求。CAD/CAM/CAE技術(shù)已成為塑料產(chǎn)品開發(fā)、模具設(shè)計及產(chǎn)品加工中這些薄弱環(huán)節(jié)的最有效的途經(jīng)。同傳統(tǒng)的模具設(shè)計相比，CAD/CAM/CAE技術(shù)無論在提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量，還是在降低成本、減輕勞動強度等方面，都具有很大的優(yōu)越性。近幾年，CAD/CAM/CAE技術(shù)在汽車、家電、電子通訊、化工和日用品等領(lǐng)域逐步地得到了廣泛應(yīng)用。
（一）、模具工業(yè)行業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
1、國內(nèi)模具現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著我國產(chǎn)品制造業(yè)蓬勃發(fā)展，模具制造業(yè)也相應(yīng)進入了高速發(fā)展時期。據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，1995年我國模具工業(yè)總產(chǎn)值約為145億，而2003年已達450億左右，年均增長14%。另據(jù)統(tǒng)計，我國（不含臺灣、香港、澳門地區(qū)）現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠點已超過20000家，從業(yè)人員有60萬人，模具年產(chǎn)值在一億以上的企業(yè)已達十多家?？梢灶A(yù)見，我國經(jīng)濟的高速發(fā)展將對模具提出更為大量、更為迫切的需求，特別需要發(fā)展大型、精密、復(fù)雜、長壽命的模具。同時要求模具設(shè)計、制造和生產(chǎn)周期要達到全新的水平。
我國模具制造業(yè)面臨著發(fā)展的機遇，但同時也面臨著更大的挑戰(zhàn)。雖然我國模具發(fā)展還遠遠不能適應(yīng)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，差距和不足依然存在，但我國模具工業(yè)的技術(shù)水平近年來也取得了長足的進步，其發(fā)展也是明顯的，特別是大型、精密、復(fù)雜、高效和長壽命模具上了一個新臺階。大型復(fù)雜沖模以汽車覆蓋件模具為代表，已能生產(chǎn)部分新型轎車的覆蓋件模具。體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級進模的覆蓋面，已從電機、電器鐵芯片模具，擴展到接插件、電子槍零件、空調(diào)器散熱片等家電零件模具。在大型塑料模具方面，已能生產(chǎn)48英寸電視的塑殼模具、6.5K g大容量洗衣機全套塑料模具，以及汽車保險杠、整體儀表板等模具。在精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具等。在大型精密復(fù)雜壓鑄模方面，國內(nèi)已能生產(chǎn)自動扶梯整體踏板壓鑄模及汽車后橋齒輪箱壓鑄模。其他類型的模具，例如子午線輪胎活絡(luò)模具、鋁合金和塑料門窗異型材擠出模等，也都達到了較高的水平，并可替代進口模具。
根據(jù)國內(nèi)和國際模具市場的發(fā)展狀況，有關(guān)專家預(yù)測，未來我國的模具經(jīng)過行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整后，將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢：一是模具日趨大型化；二是模具的精度將越來越高；三是多功能復(fù)合模具將進一步發(fā)展；四是熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高；五是氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具將有較大發(fā)展；六是模具標準化和模具標準件的應(yīng)用將日漸廣泛；七是快速經(jīng)濟模具的前景十分廣闊；八是壓鑄模的比例將不斷提高，同時對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求；九是塑料模具的比例將不斷增大；十是模具技術(shù)含量將不斷提高，中高檔模具比例將不斷增大，這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整所導(dǎo)致的模具市場未來走勢的變化。
2、國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。
近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為600～650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產(chǎn)值達48億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。
隨著時代的進步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具工藝設(shè)計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多15～20萬美元，有的達到 25～30萬美元。我國模具標準件使用覆蓋率只有45％，而國外先進國家模具標準件使用覆蓋率卻已達70%以上。
綜觀模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，國外模具發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1、理論研究的加強和模具的標準化2、模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展3、模具檢測、加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展4、快速經(jīng)濟制模技術(shù) 5、模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速6、模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認同。
（二） UG及其在模具設(shè)計工程中的應(yīng)用
1、UG軟件及其功能特點
（1） UG起源及發(fā)展
Unigraphics（簡稱UG）是世界著名的通用機械CAD/CAM/CAE一體化軟件。它起源于美國麥道(MD)公司，1991年11月并入美國通用汽車公司EDS分部。如今EDS是全世界最大的信息技術(shù)(IT)服務(wù)公司，UG由其獨立子公司UnigraphicsSolutions開發(fā)。UG是一個集CAD、CAE和CAM于一體的機械工程輔助系統(tǒng)，適用于航空航天器、汽車、通用機械以及模具等的設(shè)計、分析及制造工程。該軟件可在HP、Sun、SGI等工作站上運行，自稱安裝總數(shù)近3萬臺。UG采用基于特征的實體造型，具有尺寸驅(qū)動編輯功能和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了CAD、CAE、CAM之間無數(shù)據(jù)交換的自由切換，它具有很強的數(shù)控加工能力，可以進行2軸～2.5軸、3軸～5軸聯(lián)動的復(fù)雜曲面加工和鏜銑。UG還提供了二次開發(fā)工具GRIP、UFUNG、ITK，允許用戶擴展UG的功能。UG自90年初進入中國市場，至今已裝機2000臺套左右。
Unigraphics NX是一種交互式的計算機輔助設(shè)計（CAD），計算機輔助分析（CAE）和計算機輔助制造（CAM）系統(tǒng)，它是Unigraphics系列軟件的最新版本。Unigraphics NX的出現(xiàn)，為Unigraphics系列軟件的推廣開拓出更廣闊的前景。目前，集世界一流的產(chǎn)品設(shè)計，工程分析及生產(chǎn)制造系統(tǒng)與一體的Unigraphics 軟件已廣泛地應(yīng)用于航天航空汽車機械及模具等各個領(lǐng)域。
（2） UG功能特點
UG是世界上先進的CAD/CAE/CAM集成技術(shù)的大型軟件，其功能強大，使用該軟件進行設(shè)計，能直觀、準確地反映零、組件的形狀、裝配關(guān)系，可以使產(chǎn)品開發(fā)完全實現(xiàn)設(shè)計、工藝、制造的無紙化生產(chǎn)，并可使產(chǎn)品設(shè)計、工裝設(shè)計、工裝制造等工作并行開展，大大縮短了生產(chǎn)周期，非常有利于新品試制及多品種產(chǎn)品的設(shè)計、開發(fā)、制造。在新品開發(fā)期間，能通過其強大的功能及時檢查尺寸干涉、計算重量及相關(guān)特性，提高產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量，對復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品裝配工藝、焊接工藝中工序的合理安排有著非常好的指導(dǎo)性。因此，該軟件為工廠提供了一個強有力的新品開發(fā)手段。
在以往的產(chǎn)品設(shè)計中，我們主要采用AUTOCAD軟件。由于其功能有限，三維建模有很大的局限性，產(chǎn)品的最終效果無法很好的體現(xiàn)，用戶常常無法看到準確的三維造型，只有等樣品開發(fā)出來以后再進行產(chǎn)品確認。如用戶對外觀式樣不太滿意，就需要反復(fù)修改模具，甚至有時需要廢掉原有的模具，重新開模，再次進行樣品生產(chǎn)確認。這樣既耽誤了產(chǎn)品開發(fā)周期，又增加了開發(fā)成本。而UG軟件的實體模型功能能夠在設(shè)計階段給用戶提供產(chǎn)品的實體模型用于確認，縮短了產(chǎn)品的確認周期，而且具有復(fù)合式建模工具，允許在需要的時候增加、刪除、抑制、恢復(fù)、改變產(chǎn)品參數(shù)，使修改更加具有靈活性，因此，在產(chǎn)品及模具設(shè)計開發(fā)中起了很大的作用，使用非常方便。
UG軟件的線框造型模塊提供了繪制基本圖素點、直線、圓弧、曲線的操作指令和線的倒角、剪切、編輯、分割等功能，實體造型模塊提供了各種基本幾何元素塊體、圓柱體、錐體和環(huán)體的操作和拉伸實體、旋轉(zhuǎn)實體、縫合、鉆孔、挖槽、凸臺、抽殼、倒圓角、倒斜角、錐臺以及布爾運算的實體相加、實體相減、實體相交等操作，曲面造型模塊可以完成各種規(guī)則曲面、二次曲面及不規(guī)則曲面的生成，在曲面的具體實現(xiàn)上有直紋面、掃描曲面、邊界曲線控制、網(wǎng)格曲線控制、矩形點組控制、曲線拉伸、過渡曲面、延伸曲面、偏置曲面、曲面倒圓、曲面橋接等各種方法。這些命令在造型過程中使用方便，特別是在曲面造型及設(shè)計中起到了重要作用。
“虛擬裝配”（Virtual Assembly）是產(chǎn)品數(shù)字化定義中的一個重要環(huán)節(jié)，在虛擬技術(shù)領(lǐng)域和仿真領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用研究。虛擬裝配技術(shù)在UG軟件中有重要作用。到底什么是虛擬裝配？它的內(nèi)涵是什么？這些至今仍然是人們討論的問題。很多人曾經(jīng)為虛擬裝配進行定義，比較有代表性的有兩個。
??? (1) 虛擬裝配是一種零件模型按約束關(guān)系進行重新定位的過程，是有效分析產(chǎn)品設(shè)計合理性的一種手段。該定義強調(diào)虛擬裝配技術(shù)是一種模型重新進行定位、分析過程。
??? (2) 虛擬裝配是根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計的形狀特性、精度特性，真實地模擬產(chǎn)品三維裝配過程，并允許用戶以交互方式控制產(chǎn)品的三維真實模擬裝配過程，以檢驗產(chǎn)品的可裝配性。該定義著眼于產(chǎn)品物理裝配過程的仿真過程，體現(xiàn)的思想也是一種分析過程。
虛擬裝配是指通過計算機對產(chǎn)品裝配過程和裝配結(jié)果進行分析和仿真，評價和預(yù)測產(chǎn)品模型，做出與裝配相關(guān)的工程決策，而不需要實際產(chǎn)品作支持。該技術(shù)是在虛擬設(shè)計環(huán)境下，完成對產(chǎn)品的總體設(shè)計進程控制并進行具體模型定義與分析的過程。它可有效支持自頂向下的并行產(chǎn)品設(shè)計以及與Master Model相關(guān)的可制造性設(shè)計和可裝配性設(shè)計，以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。
??? 在許多世界級大企業(yè)中被廣泛應(yīng)用的計算機輔助三維設(shè)計（CAD）的高端主流軟件UG（Unigraphics）的裝配模塊就采用了虛擬裝配技術(shù)，即便是在產(chǎn)品設(shè)計的初期階段，所產(chǎn)生的最初模型也可以放入虛擬環(huán)境進行實驗，可以在虛擬環(huán)境中創(chuàng)建產(chǎn)品模型。使產(chǎn)品的外表、形狀、和功能得到模擬，而且有關(guān)產(chǎn)品的人機交互性能也能得到測試和校驗，使產(chǎn)品的缺陷和問題在當時的設(shè)計階段就能被及時發(fā)現(xiàn)并加以解決。
隨著社會的發(fā)展，虛擬制造成為制造業(yè)發(fā)展的重要方向之一，而虛擬裝配術(shù)作為虛擬制造的核心技術(shù)之一越來越引人注目。虛擬裝配的實現(xiàn)有助于對產(chǎn)品零部件進技行虛擬分析和虛擬設(shè)計，有助于解決零部件從設(shè)計到生產(chǎn)所出現(xiàn)的技術(shù)問題，以達到縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本以及優(yōu)化產(chǎn)品性能等目的。
總起來講，UG是先進的CAD/CAE/CAM集成技術(shù)應(yīng)用的大型軟件，其功能強大操作靈活，在機械工程領(lǐng)域的應(yīng)用越發(fā)廣泛，尤其在模具設(shè)計制造方面，更是設(shè)計人員的得力助手，有效地提高了工作效率，減輕了勞動強度。在眾多三維CAD軟件中，UG以其強大的功能長期占據(jù)著業(yè)界的主導(dǎo)地位。
2、UG在注塑模具設(shè)計中的應(yīng)用
（1）UG3.0/Mold Wizard模塊
注塑產(chǎn)品在汽車，日用消費品，電子和醫(yī)療工業(yè)中占據(jù)著重要的地位。UG3.0/Mold Wizard是針對注塑模具設(shè)計的一個過程應(yīng)用，型腔和模架庫的設(shè)計統(tǒng)一到整個連接過程中。UG3.0/Mold Wizard為設(shè)計模具的型腔型心滑塊提升裝置和嵌件提升高級建模工具，最終目的是快速方便地建立與產(chǎn)品參數(shù)相關(guān)的三維實體模具，并將之用于加工。
UG3.0/Mold Wizard用全參數(shù)的方法自動處理在模具設(shè)計中耗時且難做的部分，并且產(chǎn)品參數(shù)的改變將會反饋回模具設(shè)計，UG3.0/Mold Wizard會自動更新所有相關(guān)的模具部件。
UG3.0/Mold Wizard的模架庫及其標準件庫包含有參數(shù)化的模架裝配結(jié)構(gòu)和模具標準件，其中模具標準件包括滑塊和內(nèi)抽芯，可用參數(shù)控制所選用的標準件在模具中的位置，UG3.0/Mold Wizard與如UG3.0/Wave和Unigraphics主模型的強大技術(shù)組合在一起設(shè)計模具。模具設(shè)計參數(shù)預(yù)設(shè)置功能允許用戶按照自己的標準設(shè)置系統(tǒng)變量，比如顏色，層，路徑和初始公差等。UG3.0/Mold Wizard具備以下優(yōu)點：一、過程自動化；二、易于使用；三完、全相關(guān)性。
（2） UG三維技術(shù)在模具設(shè)計及改進中的應(yīng)用
近年來，隨著三維CAD技術(shù)的飛速發(fā)展，使其在機械工程領(lǐng)域的應(yīng)用越發(fā)廣泛。UG是個基于特征化的，全參數(shù)化的輔助設(shè)計軟件，它能實現(xiàn)CAD,CAE,CAM等各種功能，涵蓋機械設(shè)計各個領(lǐng)域，在機械產(chǎn)品的設(shè)計制造及改進過程中起著重要作用。
采用UG軟件技術(shù)，有助于解決零部件從設(shè)計到生產(chǎn)所出現(xiàn)的技術(shù)問題，以達到縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本以及優(yōu)化產(chǎn)品性能等目的。UG不僅在機械設(shè)計制造中有重要應(yīng)用，除此以外，它有許多特點非常適用于模具的設(shè)計及改造：
比如直接建模能夠在已有特征上快速建模，有利于模具的結(jié)構(gòu)改動， 參數(shù)化設(shè)計能快速改動設(shè)計尺寸，可避免繁瑣的尺寸計算； 幾何關(guān)系聯(lián)接能快速建立裝配零件間的對應(yīng)關(guān)系，使一些零件隨關(guān)鍵零件的改動而改動，實現(xiàn)“牽一發(fā)，而動全22身”的效果； 精確的干涉檢查，尺寸測量能讓設(shè)計人員第一時間知道零件間的裝配關(guān)系，了解設(shè)計的效果，避免實際裝配中的干涉； 簡便的三維二維轉(zhuǎn)換及出圖功能能快速完成零件圖的繪制，可以減少重復(fù)勞動，縮小設(shè)計周期； UG強大功能在模具快速改造中有著重要應(yīng)用。
（三） 關(guān)于連接座注塑模具設(shè)計
1 連接座模具設(shè)計思路
通過觀察分析可知，該連接座產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，用于該產(chǎn)品生產(chǎn)的注塑模具結(jié)構(gòu)亦不復(fù)雜。本設(shè)計中，遵循模具設(shè)計的一般步驟，利用UG3.0進行三維造型和注塑模具設(shè)計，重點體現(xiàn)了UG3.0中Mold Wizard模塊在注塑模具設(shè)計中的應(yīng)用。
該連接座注塑模具設(shè)計的思路為：搜集整理有關(guān)資料，通過二維圖對零件進行結(jié)構(gòu)和工藝分析，利用UG NX3.0對連接座零件進行三維造型，并導(dǎo)出二維圖；分析塑件結(jié)構(gòu)及工藝特點，大致確定模具設(shè)計方案，然后利用UG NX3.0的Mold Wizard模塊進行注塑模具的設(shè)計；最后，對模具結(jié)構(gòu)進行虛擬裝配，并導(dǎo)出二維工程圖。
2 連接座模具設(shè)計進度
（1） 了解UG3.0的功能特點及目前國內(nèi)外模具發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間為10天；
（2） 查閱資料，據(jù)零件二維圖分析其結(jié)構(gòu)，并確定設(shè)計方案，所用時間為20天；
（3） 利用UG NX3.0進行連接座產(chǎn)品三維模型設(shè)計，并導(dǎo)出二維工程圖，所用時間為5天；
（4） 利UGNX3.0的Mold Wizard模塊進行連接座注塑模具的設(shè)計，所用時間為15天
（5） 對模具進行虛擬裝配，導(dǎo)出二維工程圖以及材料清單等，所用時間為5天。
第1章 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及注塑工藝分析
零件原始資料： 連接座產(chǎn)品零件圖如下圖所示：
設(shè)計要求：
1．材料：ABS； 2．生產(chǎn)批量：中等批量； 3．未注公差取MT5級精度。
此零件既有通孔又含側(cè)孔，但這一類側(cè)孔可直接在開模方向上成型，不需要側(cè)抽芯，所以此套模具結(jié)構(gòu)比較簡單，成型零件的設(shè)計主要考慮型心的嵌入式處理，也不太復(fù)雜。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，擬定如下工藝方案進行比較分析。
1.1 分型面的選擇
分型面是指模具閉合時動模和定模相配合的接觸平面，也叫做合模面。模具設(shè)計開始的第一步就是選擇分型面的位置。
分型面有多種形式，常見的有水平分型面、階梯分型面、斜分型面、錐分型面和異型分型面。分型面的選擇受塑件形狀、壁厚、成型方法、后處理工序、塑件外觀、塑件尺寸精度、塑件脫模方法、模具類型、型腔數(shù)目、模具排氣、嵌件、澆口位置與形式以及成型機的結(jié)構(gòu)等的影響，其選擇原則是：塑件脫出方便，模具結(jié)構(gòu)簡單型腔排氣順利確保塑件質(zhì)量無損塑件外觀設(shè)備利用合理。
本連接座產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，整體尺寸不大，但軸向型心包緊力大，根據(jù)分型面的確定原則，綜合考慮，該連接座模具分型面應(yīng)設(shè)在零件最大截面處，塑料包緊大型心并留在動模一側(cè)。
1.2 型腔布局
方案一：塑件中等尺寸，批量不大，采用一模一件可以降低模具成本。
方案二：一模兩件對稱布置，生產(chǎn)效率較高，但模具尺寸偏大，制造成本較一模一件高。
方案三：一模四件對稱布置，生產(chǎn)效率較高，但模具尺寸更大，制造成本較高。
通過以上三種方案的分析比較，根據(jù)經(jīng)濟合理的原則，選擇方案一最合適。
1.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計
澆注系統(tǒng)就是指模具中從注塑機噴嘴開始到型腔為止的塑料熔體的流動通道，它在模具中占有非常重要的地位，其設(shè)計合理與否直接對制品的的成型起到?jīng)Q定的作用。
澆注系統(tǒng)一般是由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。當熔融塑料通過澆注系統(tǒng)流入模具的型腔時，塑料首先進入主流道，而后進入分流道，最后通過澆口進入型腔。其作用是使塑料熔體平穩(wěn)且有順序地填充到型腔中，并在填充和凝固過程中把壓力充分傳遞到各個部位，以獲得組織緊密、外形清晰的塑料制件。設(shè)計原則是：（1）排氣良好（2）流程短（3）防止型心和嵌件變形（4）整修方便（5）防止塑件翹曲變形（6）合理設(shè)計冷料穴或溢料槽（7）澆注系統(tǒng)的斷面積和長度應(yīng)盡量取小值。
1.3.1 主流道設(shè)計
該模具中主流道設(shè)計過程中應(yīng)主要考慮以下幾方面問題：（1）主流道截面積的大小最先影響塑料熔體的流速和充模時間，必須恰當設(shè)計主流道截面積直徑，通常，主流道進口端的截面直徑約取4～8mm，熔體流動性好且制品較小時，直徑可設(shè)計得小一些；反之則設(shè)計得大一些。本設(shè)計中取2mm（2）為便于取出主流道凝料，主流道應(yīng)呈圓錐形，錐角約取2o～4o流動性差的塑料可取到6o～10o。（3）主流道出口端應(yīng)有圓角，圓角半徑R約取0.3～3mm或取0.125D2。（4）主流道表壁的表面粗糙度應(yīng)小于Ra0.63～1.25μm（5）在保證制品成型的條件下，主流道長度應(yīng)盡量短，以減小壓力損失和廢料量。（6）主流道進口端與噴嘴頭部接觸應(yīng)做成凹下的球面，以便與噴嘴頭部的球面半徑匹配，否則容易造成漏料，給脫卸主流道凝料造成困難。通常要求主流道進口端凹下的球面半徑要比噴嘴球面半徑大1～2mm，凹下深度約3～5mm。
1.3.2 主流道襯套設(shè)計
由于注塑成型時主流道要與高溫塑料熔體和注塑機噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以一般都不將主流道直接開在定模上，而是將它單獨開設(shè)在一個嵌套中，然后將此嵌套再嵌入定模內(nèi)，該嵌套稱為主流道襯套（或澆口套）。采用主流道襯套以后，不僅對主流道的加工和熱處理以及襯套本身的選材等工作帶來很大方便，而且在主流道損壞后也便于修磨或更換。
1.3.3 定位環(huán)設(shè)計
定位環(huán)與注塑機定模固定板中心的定位孔相配合，其作用是為了使主流道與噴嘴和料筒對中，除了將定位環(huán)與主流道襯套設(shè)計成整體結(jié)構(gòu)之外，也可設(shè)計單個的定位環(huán)形式。
方案一：采用側(cè)澆口，從分型面進料，主流道過長，造成塑料的浪費，同時主流道偏離模具中心，造成壓力中心偏移。
方案二：采用輪輻式澆口，從塑件上端孔進料，加工簡單，澆口容易去除，不影響塑件外觀，模具結(jié)構(gòu)簡單。
通過對以上兩種設(shè)計方案的分析比較，采用第二種方案較好。
1.4 冷卻系統(tǒng)設(shè)計
注塑模具溫度調(diào)節(jié)是采用加熱或冷卻方式來實現(xiàn)的，以確保模具溫度在成型要求的范圍之內(nèi)。就本連接座模具而言，需要設(shè)計冷卻系統(tǒng)。
冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則為：
（1）在保證模具材料有足夠的機械強度的前提下，冷卻水道盡可能設(shè)置在靠近型腔（型心）表面。
（2）在保證模具材料有足夠的機械強度的前提下，冷卻水道應(yīng)安排的盡量緊密。
（3）冷卻水道的直徑應(yīng)優(yōu)先采用大于8mm，并且各個水道的直徑應(yīng)盡量相同，避免由于因水道直徑不同而造成的冷卻液流速不均。
（4）冷卻液在出入口處的溫差，一般希望控制在5°C以下，而精密成型模具，多型腔模具的出入口溫差則要求控制在2～3°C以下，冷卻水道長度在1.2～1.5米以下。
（5）冷卻液在模具匯總的流速，以盡可能高一些為好，但就其流動狀態(tài)來說以湍流為佳。
（6）制品較厚的部位應(yīng)特別加強冷卻。
（7）要充分考慮所用的模具材料的熱傳導(dǎo)率。
該連接座產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，整體尺寸不大，可采取僅在型腔部位建造冷卻管道，用水冷卻即可。結(jié)合產(chǎn)品特點，冷卻管道直徑采用M8，建設(shè)在型芯四周，足以滿足冷卻要求。冷卻系統(tǒng)標準部件可以從UG標準件庫中選取。
1.5 推出機構(gòu)設(shè)計
在注塑成型的每一循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中取出，完成取出塑件這個動作的機構(gòu)就是頂出機構(gòu)，也稱為脫模機構(gòu)。其設(shè)計原則為：（1）頂出機構(gòu)的運動要準確可靠靈活，無卡死現(xiàn)象，機構(gòu)本身要有足夠的剛度和強度，足以克服脫模阻力。（2）保證在頂出過程中塑件不變形（3）頂出力的分布應(yīng)盡量靠近型心，且頂出面積應(yīng)盡可能大，以防塑件被頂壞。（4）頂出力應(yīng)作用在不易使塑件產(chǎn)生變形的部位，盡量避免使頂出力作用在塑件平面的位置上。（5）若頂出部位需設(shè)在塑件使用或裝配的基準面上時，為不影響塑件尺寸和使用，一般使頂桿與塑件接觸部位處凹進塑件0.1mm左右，而頂出桿端面則應(yīng)高于基準面，否則塑件表面會出現(xiàn)突起，影響基準面的平整和外觀。
關(guān)于該模具的推出機構(gòu)設(shè)計有兩種方案可供選擇。
方案一：推桿推出。頂桿脫模是最典型的簡單脫模機構(gòu)，它結(jié)構(gòu)簡單，制造容易且維修方便。
方案二：推管與推桿聯(lián)合推出。該方式脫模，推出平穩(wěn)，但機構(gòu)復(fù)雜，制造與裝配成本相應(yīng)上升。
方案三：推件板推出。此零件相對深度大，塑件包緊型芯的力很大，為了平穩(wěn)頂出，在分型面處用推件板推出，這樣塑件不容易發(fā)生頂出變形。
綜合分析以上三種方案，以第三種為最好。
第2章 產(chǎn)品造型設(shè)計
此類零件雖然既含有通孔又含有側(cè)孔，但零件整體結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，根據(jù)任務(wù)書中所給零件二維圖及相關(guān)尺寸要求，在保證滿足使用要求的前提下，根據(jù)便于模具設(shè)計及生產(chǎn)制造的原則，產(chǎn)品造型過程如下：
1、在Windows環(huán)境下，依次選擇單擊【開始】→【程序】→【NX3.0】→【NX3.0】命令，進入UG NX3.0的操作界面。
2、單擊【新建】按鈕，彈出【新部件文件】對話框，然后輸入新文件名LJZ，單位選擇【毫米】，單擊【OK】按鈕.
3、在【應(yīng)用程序】工具條中單擊【建?！堪粹o，進入建模環(huán)境界面。
4、在【成型特征】工具條中單擊【草圖】按鈕，進入二維草圖繪制模塊。
5、在懸浮的工具條中選擇XC-YC面，單擊【確定】按鈕，進行二維草圖繪圖。
6、根據(jù)設(shè)計任務(wù)書中產(chǎn)品原始數(shù)據(jù)，繪出如下圖所示的二維輪廓。
7、完成二維輪廓繪制后，單擊【完成草圖】按鈕，返回實體編輯狀態(tài)。
8、移動光標選擇上步所繪制的輪廓呈高亮顯示，然后在【成型特征】工具條中單擊【回轉(zhuǎn)體】按鈕，通過旋轉(zhuǎn)特征構(gòu)建成實體，完成旋轉(zhuǎn)特征后構(gòu)建的實體如下圖所示：
10、在【成型特征】工具條中單擊【草圖】按鈕，進入二維草圖繪制模塊。
11、在懸浮的工具條中選取XC-YC平面，單擊【確定】按鈕，三維繪圖區(qū)轉(zhuǎn)為二維繪圖狀態(tài)，繪制如下圖所示的草圖輪廓。
12、完成輪廓繪制后，單擊【完成草圖】按鈕，返回實體編輯狀態(tài)。
13、移動光標選擇上步繪制的輪廓呈高亮顯示，然后在【成型特征】工具條中單擊【拉深】按鈕，在對話框中起始點輸入0，結(jié)束值輸入17；拉伸方向選擇+ZC方向，布爾運算選擇“差”，點擊確定完成操作過程，得到的如下圖所示的結(jié)構(gòu)體。
14、再次在【成型特征】工具條中單擊【草圖】按鈕，進入二維草圖繪制模塊。選擇XC-ZC平面作為草繪平面，單擊確定，繪出如下圖所示的草圖輪廓：
15、選取草圖輪廓進行拉伸，拉伸距離為3，沿Z軸正方向，單擊確定完成拉伸操作；
16、在【特征操作】工具條中單擊【并集】按鈕，合并旋轉(zhuǎn)體和拉深體.
17、在【特征操作】工具條中單擊【面倒角】按鈕，對拉伸體的上表面的三條邊和兩條豎直邊倒圓角，圓角半徑為1。
至此，整個產(chǎn)品造型完成，至此，整個連接座產(chǎn)品造型設(shè)計完成，在【文件】工具欄中單擊【保存】按鈕，將構(gòu)建的產(chǎn)品保存到文件夾中。
創(chuàng)建完成的連接座產(chǎn)品三維實體模型如下圖所示：
第3章 連接座注塑模具設(shè)計
UG3.0/Mold Wizard遵循模具設(shè)計的一般規(guī)律，使用UG3.0/Mold Wizard進行模具設(shè)計的一般流程為：
（1）建立適合模具設(shè)計原型的實體模型。
（2）觀察分析實體模型的出模斜度和分型情況。
（3）設(shè)計模具的分型面、模腔布局、內(nèi)嵌件、推桿、澆口、冷卻系統(tǒng)和電極。
（4）初始化項目名稱、加載實體模型和單位。
（5）確定拔模方向、收縮率和成型鑲件。
（6）修補開放面。
（7）定義分型面。
（8）加入標準模架、推桿、滑塊、內(nèi)抽芯和內(nèi)嵌件。
（9）最后設(shè)計澆口、流道、冷卻系統(tǒng)、電極、建腔和列出材料清單。
利用UG3.0/Mold Wizard模塊進行注塑模具設(shè)計，在設(shè)計過程進行前須明確：Mold Wizard需要以一個Unigraphics的三維實體模型作為模具設(shè)計原型；（1）如果有一個實體模型不是Unigraphics的文件格式，則必須轉(zhuǎn)換成Unigraphics的文件格式或重新用Unigraphics造型。（2）如果一個實體模型不適合模具設(shè)計原型，則需要用Unigraphics標準的造型技術(shù)編輯該模型。
通過對連接座零件結(jié)構(gòu)及工藝分析可以知道，用于成型該產(chǎn)品的模具結(jié)構(gòu)較簡單，成型零件的設(shè)計主要考慮型心的嵌入式處理，設(shè)計過程并不復(fù)雜。根據(jù)UG3.0注塑模具設(shè)計的一般原則，該連接座注塑模具設(shè)計過程如下。
3.1 裝載產(chǎn)品
UG3.0/Mold Wizard中模具設(shè)計的第一步是加載產(chǎn)品并初始化項目。通過單擊加載產(chǎn)品按鈕，從彈出的【打開部件文件】對話框中選擇產(chǎn)品文件。
在項目初始化對話框中應(yīng)首先設(shè)置本設(shè)計方案所使用的單位。默認的單位在Mold Wizard安裝目錄中的mold-defauft文件中設(shè)置，可用記事本等文本編輯工具打開該文件，用戶可以根據(jù)所需的工作情況設(shè)定不同的單位。
方案路徑在項目初始化對話框中的路徑文本框中設(shè)置，具體路徑可以通過瀏覽目錄來設(shè)置。如果路徑設(shè)置末端指定的目錄不存在，系統(tǒng)將自動創(chuàng)建該目錄。
在項目初始化對話框中的【部件材料】下拉列表中選擇產(chǎn)品材料，并設(shè)定該材料的收縮率。選擇【編輯材料】選項，打開Excel文件中的材料清單，在此可以添加材料名稱和收縮率，以及更改材料的收縮率。
單擊項目初始化對話框的【確定】按鈕，UG3.0/Mold Wizard將用UG裝配模塊自身的復(fù)制功能生成一個默認的裝配結(jié)構(gòu)的拷貝結(jié)構(gòu)。此時，在【裝配導(dǎo)航器】中顯示系統(tǒng)自動產(chǎn)生的模具裝配結(jié)構(gòu)，單擊模具裝配導(dǎo)航器中的+號，展開其子裝配樹，在【裝配導(dǎo)航器】中顯示完整的模具裝配結(jié)構(gòu)。
UG3.0/Mold Wizard自動將這個克隆的裝配結(jié)構(gòu)保存為cup_top.模具設(shè)計過程是在這個克隆的裝配結(jié)構(gòu)中進行的，這個裝配結(jié)構(gòu)是用Unigraphics NX的高級裝配和Wave連接器所提供的部件間參數(shù)關(guān)聯(lián)功能建立的，專用于管理復(fù)雜的模具裝配。模具裝配結(jié)構(gòu)中包含top、cool、fill、misc、layout等節(jié)點。
其操作過程如下：
1 在Windows環(huán)境下，依次單擊【開始】→【程序】→【NX3.0】→【NX3.0】命令，進入UG NX3.0的操作界面。
2 在主菜單欄的【應(yīng)用】中選擇【注塑模向?qū)А棵?，調(diào)出【模具向?qū)А抗ぞ邨l。
3 單擊【裝載產(chǎn)品】按鈕，調(diào)出連接座產(chǎn)品文件，在【投影初始化】對話框中【單位】選擇毫米，【項目名】改為“MOLD”，【部件材料】選擇PS，收縮率為1.0060，單擊【確定】按鈕。
3.2 模具坐標系
定義模具的坐標系在模具設(shè)計中非常重要。UG3.0/Mold Wizard中規(guī)定坐標系原點位于模架的動模板和定模板接觸面的中心，一般定義XC-YC平面在模具裝配的分模面上，ZC軸的正方向為頂出方向，YC正向指向材料厚度較大的方向。
在定義模具的坐標系前確定產(chǎn)品坐標系的位置，如下圖所示，否則，通過動態(tài)坐標系選項進行調(diào)整。
單擊【模具CSYS】按鈕，彈出【模具CSYS】對話框，選中【鎖定Z值】復(fù)選框，單擊【確定】按鈕
在【模具CSYS】對話框中，設(shè)置模具坐標系與工作坐標系相匹配。在此對話框中可以用于以后重新定義模具坐標系，或?qū)⒛＞咦鴺讼刀x在產(chǎn)品中心，鎖定按鈕用于重新定義模具坐標系時，鎖定某個坐標平面。
3.3 設(shè)定收縮率
模具的型心以及型腔的尺寸必須比產(chǎn)品尺寸略為放大一些，收縮是作用到收縮產(chǎn)品上的一個比例因子去補償當冷卻時產(chǎn)品材料的收縮。
UG3.0/Mold Wizard將所產(chǎn)生的放大后的產(chǎn)品造型命名為“Shrink part”，此造型將用于定義模具的型心和型腔。單擊收縮按鈕，彈出編輯比例對話框，對零件設(shè)置收縮率，該模具中設(shè)定其收縮率為1.006。
3.4 設(shè)定工件
UG3.0/Mold Wizard用一個比產(chǎn)品體積略大的材料容積包容產(chǎn)品，通過分模工具使其成型，作為模具的型腔和型心。單擊工件按鈕，彈出工件尺寸對話框，在該對話框頂部選擇“標準長方體”，定義方式選擇“距離容差”；
在對話框中設(shè)置工件尺寸為：在【工件尺寸】欄內(nèi)X-，X+，Y-，Y+，Z-，Z+均輸入偏距值20；X向長度：85，Y向長度：115，Z向下移：45，Z向上移：70；單擊【確定】系統(tǒng)自動裝載產(chǎn)品。裝載產(chǎn)品后得到的效果圖如下圖所示：
3.5 零件修補
在模具設(shè)計時假如產(chǎn)品模型中充滿間隙和孔的幾何體，則運用模具工具創(chuàng)建有效的修剪片體。
該連接座模具中既有通孔又含側(cè)孔，需要進行實體補片操作。但側(cè)孔可進行補片操作，亦可不補。至于通孔則屬于簡單孔，其修補可以通過分型操作里的補片操作進行自動修補。
3.6 分型
UG3.0/Mold Wizard【分型】的功能有：（1） 識別分型邊緣或產(chǎn)品的最大輪廓線。（2） 從分型線到成型鑲件外沿之間片體。（3） 自動查找并用片體修補簡單開放孔。（4） 識別產(chǎn)品的型腔面和型心面。（5） 用之前所產(chǎn)生的片體和提取所識別的型腔面，型心面修剪成型鑲件，完成型芯和型腔。
分型過程具體操作步驟如下：
1、單擊【分型】按鈕，在【分型管理器】對話框中單擊【創(chuàng)建/刪除補片曲面】按鈕，點擊【自動補片】，對零件通孔進行自動補片。完成自動補片后得到的效果圖如下：
2、單擊【分型】按鈕，在【分型管理器】對話框中單擊【編輯分型線】按鈕，選擇【自動搜索分型線】，再點擊【頂出方向】，選擇+Z向，點擊【應(yīng)用】。系統(tǒng)搜索出分型線后點擊【轉(zhuǎn)換對象】，再點擊【自動轉(zhuǎn)換過渡對象】，點擊【確定】得到如下圖所示分型線：
點擊【確定】并后退至分型管理器對話框。此時，在【分型管理器】對話框中，分型線前的框內(nèi)有“√”出現(xiàn)，表示分型線創(chuàng)建成功。
3、在 【分型管理器】對話框中單擊【創(chuàng)建/編輯分型面】按鈕，在第一選擇方向選擇+X方向，點擊確定，在彈出的對話框中選擇“全部鎖定，調(diào)整比率為50，單擊確定，得到的剪切片體如下圖所示：
4、在【分型管理器】對話框中單擊【抽取區(qū)域和分型線】按鈕，抽取分型區(qū)域，在【區(qū)域和直線】對話框中選擇邊界區(qū)域，在【抽取區(qū)域】對話框中選擇【確定】完成操作過程。
此時，在【分型管理器】中，【型腔區(qū)域】和【型芯區(qū)域】前的框內(nèi)有“√”出現(xiàn)，表示型腔，型心區(qū)域抽拔成功。
5、在【分型管理器】中單擊【創(chuàng)建型芯和型腔】按鈕，分別進行型腔和型心的創(chuàng)建。
首先單擊【創(chuàng)建型腔】查看分模結(jié)果，符合要求依次點擊確定，然后點擊【創(chuàng)建型芯】完成型芯的創(chuàng)建。
成功分型后，分別得到如下圖所示的型腔和型芯效果圖：
型腔三維效果圖
型芯三維效果圖
6、在成功創(chuàng)建型腔和型芯后，在【型芯和型腔】對話框中點擊【后退】按鈕，返回至【分型管理器】對話框，其各項內(nèi)容如下圖所示：
此時，分型操作過程完成，關(guān)閉【分型管理器】對話框即可。
3.7 添加模架
UG3.0/Mold Wizard包含有電子表格驅(qū)動的模架庫，這些庫中的模架和標準件可以加入到模具的裝配中，還可以依用戶需要擴展這些庫，進行客戶化。
在模架庫對話框中標準模架目錄包含DME、Hasco、Futaba（公制）和Ommi（英制）等標準模架系列。在這些目錄中便可為模具選擇一套合適的模架。在選擇模架時應(yīng)為冷卻系統(tǒng)和流道等留出空間。
對話框中【TYPE】下拉列表框列出所提供的標準模架的類型，其中數(shù)據(jù)由注冊文件控制，還可以依用戶需要擴展這些庫，進行客戶化。
模架索引列表中所示的尺寸是所選的標準模架在X-Y平面投影的有效尺寸，系統(tǒng)將根據(jù)多腔模布局確定最合適的尺寸作為默認選擇。
在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【模架】按鈕，模架類型選擇FUTABAS公司的SB系列模架，根據(jù)實際情況設(shè)置參數(shù)，如下圖所示：
完成操作過程后點擊【確定】按鈕，系統(tǒng)自動加載模架。模架成功添加完成后的效果圖如下圖所示：
3.8 添加標準部件
單擊標準件工具欄，打開【標準件管理】對話框，在此對話框中可以調(diào)用常用的各種模具標準件的參數(shù)庫，可以在調(diào)出后進行適當?shù)男薷娜缓笾苯又萌氩季址中秃蟮墓ぷ鳝h(huán)境中形成模具裝配結(jié)構(gòu)。在【Catalog】下拉列表中，列出相應(yīng)的標準件類型。在【分類】下拉列表中提供過濾功能以縮小標準件列表顯示的范圍。默認設(shè)置為All Standard。
標準件列表位于【Catalog】下拉列表之下，標準件的類型和種類可以通過分類中的過濾選項進行控制。
1 在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【標準部件】按鈕，添加定位圈。在目錄中選取FUTABA_MM，分類選擇Locating Ring Interchangeable，TYPE選取M_LRB類型，定位圈的尺寸設(shè)置按默認標準值，點擊確定，系統(tǒng)自動添加定位圈。
2 在【注塑模向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【標準部件】按鈕，添加主流道襯套，在目錄中選取FUTUBA_MM，在TYPE中選取Sprue Bushing，類型選擇SBB系列。在尺寸欄里修改尺寸HEAD HEIGHT=15,CATALOG_DIA=10,O=2,CATALOG_LENGTH=33.724，TAPER-1.5；然后點擊確定，系統(tǒng)自動添加主流道襯套。
定位圈和主流道襯套添加完成后的效果圖如下圖所示：
3.9 冷卻系統(tǒng)設(shè)計
冷卻系統(tǒng)的設(shè)計在模具設(shè)計過程中是很重要也很關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，在UG3.0/Mold Wizard中，該選項可以對模具結(jié)構(gòu)中所使用的冷卻水道進行建立和修改。管道設(shè)計功能提供了設(shè)計冷卻管道的工具，標準件的功能可以讓用戶選擇標準管道形式和冷卻管道的相關(guān)標準件。
UG3.0/Mold Wizard的管道設(shè)計功能為用戶提供了設(shè)計管道的工具，得以在模具裝配中交互式地創(chuàng)建冷卻管道。選項【平衡】和【非平衡】的區(qū)別在于管道被創(chuàng)建在哪個部件中。平衡設(shè)計是將管道創(chuàng)建在PROD部件中，顯示在所有模腔布局鑲件中。非平衡設(shè)計則在Cool部件中創(chuàng)建管道，Cool部件中的管道被整個模腔裝配共享。在【冷卻管道設(shè)計】對話框中管道設(shè)計步驟有兩步：（1） 定義引導(dǎo)路（2） 產(chǎn)生冷卻管道。
在這套模具中首先要考慮的是水嘴應(yīng)該開在模架的哪個面上，經(jīng)過比較，水嘴可以開在模架的前面。
冷卻系統(tǒng)的具體設(shè)計過程如下：
單擊【冷卻】按鈕，對型腔進行冷卻系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置，設(shè)置的參數(shù)根據(jù)模具實際情況及標準件選擇原則，按照提示依次設(shè)置。
1、首先隱藏其他部件，使型腔單獨顯示，調(diào)整視圖為前視圖方向。單擊【冷卻】按鈕，冷卻水管直徑選取M8，修改管道長度為100，其他設(shè)置按照默認值。參數(shù)設(shè)置完成后，單擊【確定】按鈕，系統(tǒng)提示選擇添加標準部件平面。選擇前面（前視圖方向）定位冷卻水孔。坐標位置分別為：（-30，-12，0），（30，-12，0）。
單擊確定完成前視圖方向冷卻水孔的創(chuàng)建。
2、調(diào)整視圖方向為右視圖方向，單擊【冷卻】按鈕后，設(shè)置標準件參數(shù)，管道直徑取M8，長取35mm，確定后，系統(tǒng)提示選擇添加標準部件的平面，選擇右側(cè)面，然后定位冷卻孔，坐標為（-45，-11.33292977，0），單擊【確定】→【取消】；再次單擊【冷卻】按鈕，設(shè)置標準件參數(shù)，管道長取80mm，確定后選取右視圖方向定位長水道冷卻水孔坐標（38.5，-11.33292977，0），單擊【確定】，完成右側(cè)冷卻水孔的創(chuàng)建。
3、調(diào)整模具視圖方向為左視圖方向，單擊【冷卻】按鈕，繼續(xù)對型腔進行冷卻系統(tǒng)的設(shè)計，設(shè)置標準件參數(shù)，管道直徑取M8，長取35 mm；確定后系統(tǒng)提示選擇定位標準部件平面，選取左視圖平面，坐標設(shè)定為（45，-12，0），單擊【確定】，完成左側(cè)冷卻水孔的創(chuàng)建。
4、調(diào)整模具視圖方向為前視圖方向，創(chuàng)建兩條短的冷卻水道。單擊【冷卻】按鈕，設(shè)置標準件參數(shù)，管道直徑選取M8，長取18mm，選取模具前面定位冷卻水孔，坐標設(shè)置為（10，-12，0）和（-10，-12，0）。至此，型腔部分冷卻水道創(chuàng)建完成，效果圖如下：
5、添加型腔板的冷卻水道，在型腔板上布置冷卻水道與型腔上已經(jīng)布置的水道相連接，實現(xiàn)冷卻水的循環(huán)流動。為操作方便， 通過【裝配導(dǎo)航器】，顯示型腔板，調(diào)整視圖方向為前視圖方向，單擊【冷卻】按鈕，設(shè)置標準件參數(shù)，管道直徑取M8，長取83.596，單擊【確定】，然后選取前面定位冷卻水孔，坐標為（10，-12，0）和（-10，-12，0），確定后，系統(tǒng)完成型腔板部分冷卻水道的創(chuàng)建。效果圖如下：
6、為冷卻水道的端部添加喉塞，在SUPPLIER中選取DME，按標準件參數(shù)設(shè)置，完成后，依次選取型腔部位需要添加喉塞的五個部位，完成添加喉塞添加后的效果圖如下：
7、為了防止模具漏水，需要添加防水墊圈，通過裝配導(dǎo)航器使型腔板和型腔單獨顯示，單擊【冷卻】按鈕，選擇型腔板的前面兩個冷卻水孔，再在冷卻系統(tǒng)對話框中選擇O-RING，單擊【確定】添加防水圈，添加防水圈后的效果圖如下圖所示：
8、繼續(xù)單擊【冷卻】按鈕，在型腔板的水道上添加水嘴，在冷卻系統(tǒng)管理對話框中選擇CONNECTOR_PLUG，SUPPLIER中選取HASCO，單擊確定按鈕，水嘴添加完成。完成的冷卻系統(tǒng)整體效果圖如下
3.10 澆注系統(tǒng)設(shè)計
通過對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及注塑工藝分析可知，澆注系統(tǒng)采用輪輻式澆口。選擇大型芯的上表面作為流道分布平面。
單擊模具向?qū)Чぞ邫谏厦娴牧鞯腊粹o,彈出【流道設(shè)計】對話框，在對話框中設(shè)置參數(shù)。選擇定義引導(dǎo)線，定義方式選擇手動設(shè)置，選擇圓型腔，參數(shù)A=8，B=90，點擊【應(yīng)用】；再點擊繼續(xù)進行流道設(shè)計，橫截面選擇拋物線型截面，到引導(dǎo)線串的Z向距離為46，流道位置為型芯，注塑冷料位置為兩端，點擊【確定】。
在【模具向?qū)А抗ぞ邨l中單擊【澆口】命令，彈出【澆口設(shè)計】對話框，在對話框中設(shè)置參數(shù)為：選擇平衡澆口，位置選擇型芯，類型選擇rectangle,尺寸設(shè)置為：L=3，H=0.5，B=0.5，OFFSET=0，點擊【確定】，依次在四個方向上添加澆口，得到的效果圖如下：
3.11 成型部件修剪
該模具采用推件板頂出，型芯需要修剪以與推件板相配合。其修剪過程如下：
3.11.1 小型芯修剪
通過裝配導(dǎo)航器，選擇型芯，使其為工作部件，并將其設(shè)為顯示部件。轉(zhuǎn)化視圖方向為俯視圖方向，進入草圖程序，首先繪制如下圖所示的直徑為6的圓。
單擊完成草圖，對以上草圖進行拉伸操作，沿+Z向，拉伸起始值為-45，結(jié)束值為3；
再次進入草圖編輯模塊，與剛才繪制的直徑為6小圓同圓心，繪出直徑為10的圓，如下圖所示：
點擊確定，退出草圖，返回實體編輯狀態(tài)，拉伸直徑為10的圓，沿+Z方向起始值為-45，結(jié)束值為-40。
3.11.2 大型芯修剪
視圖方向選擇俯視圖，單擊草繪進入草圖編輯狀態(tài)，繪出如下圖所示輪廓：
單擊完成退出草繪，進入實體編輯狀態(tài)，選擇剛才輪廓進行拉深操作，沿+Z方向拉深起始值為0，結(jié)束值為-45。
在特征操作工具表中選擇裁剪命令，在彈出的目標實體對話框中選擇原型芯單擊確定，在再次彈出的裁剪體對話框二中選擇拉伸操作時繪制的曲線，單擊確定，系統(tǒng)彈出裁剪方向?qū)υ捒?，點擊【默認方向反向】按鈕，單擊確定生成如下圖所示型芯結(jié)構(gòu) 。
運用布爾操作中【并】命令，分別將小型芯中凸臺部分和原來拉伸部分合并在一起，將大型芯拉伸體和裁剪剩余部分合并在一起，完成型芯修剪操作。
3.11.3 型腔修剪
對于型腔的固定，該模具采取在型腔上建階梯凸臺方式。在裝配導(dǎo)航器中選擇型腔，使其成為工作部件并使其為顯示部件。調(diào)整視圖方向為俯視圖方向，進入草繪環(huán)境，繪出如下圖所示的草圖輪廓。
單擊完成草繪，退出草繪環(huán)境。點擊拉伸，選擇上面草繪輪廓，沿+Z方向拉伸，拉伸起始值為60，結(jié)束值為70，然后合并拉伸體和原結(jié)構(gòu)體。得到的型腔如下圖所示。
3.12 建腔
該選項可以獲得模塊或其他標準件在模板中的安裝位置。操作過程中先點擊工具欄，然后選擇目標體和工具體，完成建腔操作。
本設(shè)計中建腔操作過程如下：
3.12.1 型腔板建腔
在裝配導(dǎo)航器中選擇型腔板，使其為工作部件。同時使型腔顯示，隱藏其余所有部件。
在【裝配】工具條中單擊【幾何鏈接器】按鈕，捕捉型腔建臺時外側(cè)的矩形輪廓，單擊確定。選中該輪廓進行拉伸操作，拉伸方向沿+Z方向，拉伸起始值為0，結(jié)束值為-10，布爾運算選擇【差】，單擊確定；再次通過裝配工具條中【幾何鏈接器】捕捉型腔建臺時內(nèi)側(cè)矩形輪廓，單擊確定。選擇該輪廓進行拉伸操作，拉伸方向沿+Z方向，起始值為0，結(jié)束值為-60，布爾操作選擇【差】，單擊確定完成型腔板建腔操作，其結(jié)果如下圖所示：
3.12.2 澆注系統(tǒng)建腔
點擊【創(chuàng)建腔體】按鈕，【目標體】定模板，點擊【確定】按鈕，【刀具體】選擇定位圈，點擊【確定】按鈕，完成定模板與定位圈建腔。
點擊【創(chuàng)建腔體】按鈕，【目標體】定模板，定模型腔板，型腔，點擊【確定】按鈕，【刀具體】選擇主流道襯套，點擊【確定】按鈕。
點擊【創(chuàng)建腔體】按鈕，【目標體】主流道襯套，點擊【確定】按鈕，【刀具體】選擇定位圈，點擊【確定】按鈕，完成澆注系統(tǒng)建腔。
3.12.3 冷卻系統(tǒng)建腔
點擊【創(chuàng)建腔體】按鈕，【目標體】型腔和型腔固定板，點擊【確定】按鈕，【刀具體】選擇冷卻系統(tǒng)中的冷卻水道，喉塞，防水圈，水嘴，點擊【確定】按鈕，完成冷卻系統(tǒng)建腔。
3.12.4 型芯固定板和推件板建腔
點擊【創(chuàng)建腔體】按鈕，【目標體】選擇型芯固定板和推件板，點擊【確定】按鈕，在【腔體管理】對話框中選擇實線，【刀具體】選擇型芯，點擊【確定】按鈕，完成建腔操作。
3.13 添加螺釘
由于該模具結(jié)構(gòu)是單型腔，所以對型芯和型芯固定板的連接采用螺釘連接，根據(jù)實際情況按標準件設(shè)置參數(shù)。
調(diào)整視圖，顯示支撐板，單擊【標準部件】按鈕，選擇螺釘，在目錄中選取DME，參數(shù)設(shè)置將長度修改為30，尺寸欄里面PLATE LENGTH取30；在彈出的選擇平面對話框中選擇支撐板，點擊確定，系統(tǒng)完成螺釘添加。
點擊【創(chuàng)建腔體】按鈕，【目標體】型芯固定板和推件板，點擊【確定】按鈕，【刀具體】大，小型芯，點擊【確定】。完成螺釘添加后的效果圖如下：
至此，整個連接座模具設(shè)計完成，其結(jié)果如下圖所示：
第4章 模具結(jié)構(gòu)的虛擬裝配及二維工程圖
近20年來的實踐證明，將信息技術(shù)應(yīng)用于新產(chǎn)品研制以及實施途徑的改造，是現(xiàn)代化企業(yè)生存、發(fā)展的必由之路。同時，人們逐步認識到先進的產(chǎn)品研制方法、手段以及實施途徑，實際上是產(chǎn)品研制質(zhì)量、成本、設(shè)計周期等方面最有利的保證。以波音公司為例，在數(shù)字化代表產(chǎn)品——波音777的展示中，不像以往那樣重點宣傳新型飛機本身性能如何優(yōu)越，而是強調(diào)他們充分利用數(shù)字化研制技術(shù)以及產(chǎn)品研發(fā)人員的重新編隊等方面。波音777飛機項目順利完成的關(guān)鍵是依賴三維數(shù)字化設(shè)計與綜合設(shè)計隊伍（238個Team）的有效實施，保證飛機設(shè)計、裝配、測試以及試飛均在計算機上完成。研制周期從過去的8年時間縮減到5年， 其中虛擬裝配的工程設(shè)計思想在研制過程中發(fā)揮了巨大的作用。
該連接座模具利用UG3.0/Mold Wizard模塊進行自動裝配。在主體結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后，經(jīng)虛擬裝配后得到的效果圖如下：
利用UG NX的實體建模模塊創(chuàng)建的零件和裝配體主模型，可以引用到UG的工程圖模塊中，通過投影快速地生成二維工程圖。由于UG NX的工程圖功能是基于創(chuàng)建的三維實體模型的投影所得到，因此工程圖與三維實體模型是完全相關(guān)的，實體模型進行的任何編輯操作，都會在二維工程圖中引起相應(yīng)的變化。這是基于主模型的三維造型系統(tǒng)的重要特征，也是區(qū)別于純二維參數(shù)化工程圖的重要特點。
在UG NX系統(tǒng)中創(chuàng)建工程圖，首先進入工程圖模塊，接著定制工程圖紙，然后添加視圖，最后進行尺寸，形位公差和表面粗糙度等的標注。該模具裝配圖二維工程圖圖紙采用A0，無須進行尺寸及公差標注。導(dǎo)出的二維工程圖如圖所示（見裝配圖附圖）。
第5章 模具零件清單導(dǎo)出
材料清單也稱BOM表功能，是基于模具裝配，用Unigraphics NX的裝配—部件列表功能產(chǎn)生一與裝配信息相關(guān)的部件列表。
該選項將當前模具結(jié)構(gòu)中的標準件的型號，尺寸等信息列表匯總。材料清單中部件列表格式的屬性已經(jīng)由標準件和模架的供應(yīng)商定義，也可以由用戶定制，在列表中加入或刪除一些信息。
在對話框的上部為列表窗口，在此記錄了部件的所有信息。列表窗口下部為文本編輯區(qū)域，其中【NO.】是序號信息，該項不能刪除?！綫TY】文本框顯示部件的數(shù)目?！綜ATALOG】文本框記錄部件的Catalog信息，該值由部件中Catalog屬性提供?！維UPPLIER】、【MATERIAL】和【描述】引用部件供應(yīng)商和材料的信息，而【描述】是用戶添加的個性化描述。MW NO.文本框所顯示的值對每個部件是唯一的，當不見被刪除時，該值將不再被使用，該值記錄在MW_ITEM_EM屬性中. 【Stock Size】文本框記錄部件的尺寸,該值由屬性MW_STOCK_SIZE提供. 【PART NAME】文本框記錄部件的名稱,該項不能刪除.在【Stock Size】對話框中可以定義編輯部件的加工尺寸。
1 單擊【材料清單】按鈕，查看材料清單。
2 在對話框中單擊【導(dǎo)出Excel】按鈕，將材料清單導(dǎo)出為電子表格文件。
3 在【文件】菜單中選擇【關(guān)閉】、【全部保存并關(guān)閉】命令，保存所有數(shù)據(jù)并關(guān)閉，完成模具的設(shè)計
結(jié)束語
本課程設(shè)計是我們進行完了三年的模具設(shè)計與制造專業(yè)課