UG压铸模具设计6.doc

3.12.4 深腔压铸模具零件设计以如图3-217所示的箱架压铸件为例，根据3.23.10，进行深腔压铸模具零部件设计与建模：图3-217 箱架压铸件（1） 模具分型面设计与动、定模的划分：以该压铸件底部大端面为模具分型面，凸模设置在动模部分，凹模设置在定模部分；凹模底部设置一个大型芯，并在大型芯中设置三个小型芯，以成型该压铸件顶部。（2） 浇注系统与溢流排气系统设计：模具浇注系统采用外侧浇口。为了改善充填条件，侧浇口设置在定模部分，横浇道设置在动模部分，浇口与横浇道之间采用60的过渡斜角，以保证金属液顺利进入较深的型腔；溢流排气系统设置在定模部分，并在型腔上部和两侧采用较长的溢流槽，以增加溢流排气效果，改善金属液充填流态和模具热平衡。（3） 推出机构的选择与设置：为简化模具结构，该模具采用推杆推出机构。推杆布置在凸模周围和横浇道等部位，并尽可能使得作用的推出力均衡；在动模镶块周边设置四个复位杆，以保证推出机构复位的可靠性和准确性。（4） 模具成型零件设计与建模：采用3.4.3动、定模镶块创建方法，以及3.6压铸模具凹模、凸模和型芯创建方法，创建的动、定模镶块与定模型芯如图3-218221所示： 图3-218 动模镶块 图3-219 定模镶块 图3-220 定模大型芯 图3-221 定模小型芯（5） 推出机构零件设计与建模：采用3.4.2和3.8.6建模方法，创建的固定板、推板、推杆、复位杆、导向元件和紧固元件等推出机构零件如图3-222229所示： 图3-222 固定板 图3-223 推板 图3-224 推杆 图3-225 横浇道推杆 图3-226 复位杆 图3-227 推出导柱 图3-228 推出导套 图3-229 紧固螺钉（6） 导向机构零件设计与建模：为保证该压铸模具的动模与定模正确定位和导向，并方便压铸件脱模，将导柱安装在定模板上，导套安装在动模板上。采用3.4.1和3.10建模方法，创建的导柱、导套如图3-230231所示： 图3-230 动模导套 图3-231 定模导柱（7） 动模结构件的创建：根据该模具的动模结构形式，采用3.4和3.11的建模方法创建的动模结构件如图3-232237所示： 图3-232 动模板 图3-233 支撑板 图3-234 动模座板 图3-235 支撑块 图3-236 动模紧固螺栓 图3-237 限位钉（8） 定模结构件的创建：根据该模具的动模结构形式，采用3.4和3.11的建模方法创建的动模结构件如图3-238241所示： 图3-238 定模板 图3-239 定模座板 图3-240 定模浇口套 图3-241 定模紧固螺栓3.12.5 弯销抽芯压铸模具零件设计以如图3-242所示罩壳压铸件为例，根据3.23.10，进行深腔压铸模具零部件设计与建模：图3-242 罩壳压铸件模型（1） 模具分型面设计与动、定模的划分：以该压铸件底部端面为模具分型面；为便于压铸件脱模，减少脱模过程中压铸件变形，成型该压铸件内轮廓表面的大型芯设置在动模部分，成型该压铸件外轮廓表面的凹模型腔设置在定模部分，成型该压铸件顶部圆孔的型芯设置在定模型腔底部，由设置在定模的活动型芯成型该压铸件侧孔。（2） 浇注系统与溢流排气系统设计：模具浇注系统采用外侧浇口。为了改善充填条件，浇注系统的浇口与横浇道设置在动模部分，浇口与横浇道之间采用60的过渡斜角，以保证金属液顺利进入较深的定模型腔；溢流排气系统设置在定模部分，在型腔上部和一侧采用较长的半圆形溢流槽，以增加溢流排气效果，减少脱模阻力。（3） 推出机构的选择与设置：该压铸件为薄壁圆筒形压铸件，动模型芯包紧力较大，为减少脱模阻力引起的压铸件变形和开裂，该模具采用推板推出机构。（4） 抽芯机构的选择与设置：该压铸件侧孔靠近定模型腔底部，脱模力较大，因此，该模具采用弯销抽芯机构，且弯销设置在动模，活动型芯和滑块设置在定模。（5） 模具成型零件设计与建模：根据步骤（1）（4）的设计结果，采用3.4.3动、定模镶块创建方法，以及3.6压铸模具凹模、凸模和型芯创建方法，创建的动、定模成型零件如图3-243247所示： 图3-243 动模型芯 图3-244 动模镶块 图3-245 定模镶块 图3-246 定模活动型芯 图3-247 定模型芯（6） 动模结构件的创建：根据该模具的动模结构形式，采用3.4和3.11的建模方法创建的动模结构件如图3-248255所示： 图3-248 动模板 图3-249 支撑板 图3-250 动模座板 图3-251 弯销 图3-252 动模锁紧块 图3-253 导向柱 图3-254 动模板导向套 图3-255 支撑板导向套（7） 定模结构件的创建：根据该模具的定模结构形式，采用3.4和3.11的建模方法创建的动模结构件如图3-256260所示： 图3-256 定模板 图3-257 定模座板 图3-258 定模板导向套 图3-259 浇口套 图3-260 定模锁紧块（8） 其它结构件的创建：采用3.4建模方法，可完成动定模紧固螺栓、定位销、限位螺钉等零件的创建，如图3-261266所示： 图3-261 动模板限位螺钉 图3-262 导向套限位螺钉 图3-263 动模紧固螺栓 图3-264 定模紧固螺栓 图3-265 锁紧块紧固螺栓 图3-266 斜销紧固螺栓3.12.6 双斜销抽芯压铸模具零件设计以图3-267所示电源盒壳体压铸件为例，进行双斜导柱抽芯压铸模具零部件设计与建模：图3-267 电源盒壳体压铸件（1） 模具分型面设计与动、定模的划分：为保证该压铸件脱模，根据最大外轮廓原则，以该压铸件中心平面为模具分型面，如图3-268所示；成型该压铸件分型面上半部分外轮廓的凹模型腔和成型顶部凸台圆孔的型芯设置在动模，成型该压铸件分型面下半部分外轮廓的凹模型腔设置在定模。 图3-268 电源盒壳体压铸模具分型面（2） 辅助分型面设计与活动型芯的设置：由于该压铸件圆形内表面轮廓脱模方向和矩形内表面轮廓脱模方向相互垂直，且与外轮廓脱模方向垂直，因此，应分别在圆形和矩形内表面轮廓的端部创建两个相互垂直的辅助分型面，并将成型该压铸件内轮廓表面的两个大型芯设计成活动型芯，以消除该压铸件脱模运动的干涉。（3） 抽芯机构设计：根据步骤（1）、（2）设计结果，该模具采用沿水平和垂直方向的两个相互垂直的斜销抽芯机构，成型该压铸件内轮廓表面的两个活动型芯分别设置在动模抽芯机构的滑块上，两个斜销分别设置在定模的相应位置。（4） 浇注系统与溢流排气系统设计：为了改善合金液的充填条件，模具浇注系统采用外侧扇形浇口。浇注系统的浇口与横浇道设置在动模部分，浇口与横浇道之间采用45的过渡斜角，以保证金属液顺利进入动模型腔和定模型腔；为了便于模具的清理，溢流排气系统设置在动模部分。（5） 推出机构的选择与设置：由于两个抽芯机构消除了该压铸件的大部分脱模阻力，压铸件外轮廓脱模阻力相对较小，因此，为简化模具结构，该模具采用推杆推出机构，推杆主要布置在压铸件凸台圆孔周围和横浇道的相应部位，并在动模相应位置设置复位杆。为防止推杆与活动型芯干涉，在推出机构的推板上应设置预复位螺栓孔，使之与压铸机的推出、预复位杆相连接，实现推出机构预复位。（6） 模具成型零件设计与建模：采用3.4.3动、定模镶块创建方法，以及3.6压铸模具凹模、凸模和型芯创建方法和3.9滑块创建方法，创建的动定模成型零件和抽芯机构成型零件如图3-269273所示： 图3-269 动模镶块 图3-270 定模镶块 图3-271 动模型芯 图3-272 圆形活动型芯 图3-273 矩形活动型芯（7） 动定模结构件的创建：根据该模具的动定模结构形式，采用3.4和3.11的建模方法创建的动模结构件如图3-274279所示： 图3-274 动模板 图3-275 支撑板 图3-276 动模座板 图3-277 定模板 图3-278 定模座板 图3-279 定模浇口套（8） 其它模具零件的创建：采用3.4建模方法，可完成动定模紧固螺栓、定位销、限位螺钉、固定板，以及动定模导向元件和推出机构导向元件等零件的创建。其中，创建的具有预复位作用的推出机构的推板、复位杆、推杆，以及抽芯机构的定位元件、斜销和锁紧块等零件如图3-280291所示： 图3-280 推板 图3-281 推杆 图3-282 浇注系统推杆 图3-283 复位杆 图3-284 水平定位钉 图3-285 垂直定位钉 图3-286 垂直弹簧 图3-287 垂直限位板 图3-288 垂直抽芯斜销 图3-289 水平抽芯斜销 图3-290 垂直抽芯锁紧块 图3-291 水平抽芯锁紧块3.1 思考题（1） 压铸模具由哪几个部分组成? 它们之间的相互关系如何？（2） 如何采用UG NX4.0用户自定义特征创建压铸模具的凸凹模？（3） 如何根据压铸件特征创建压铸模具分型面？（4） 根据压铸件结构划分动定模时，应考虑那些因素？（5） 压铸模具各组成机构及其零件的设计应遵循那些原则？（6） 如何确定压铸模具成型零件的尺寸？（7） 对照3.12实例，练习压铸模具主要零件的建模操作。（8） 在UG NX4.0环境下，对如图所示汽车铝合金压铸件的模具结构进行分析，并完成模具零件的创建。汽车铝合金壳体压铸件第4章 UG压铸模具装配建模在实际的压铸模具开发过程中有一个把模具零件装配成部件（子装配），再把部件装配成压铸模具的过程。UG压铸模具装配过程是通过UG装配模块，在模具零部件间建立装配关系，快速将压铸模具组合成一个统一的整体。在UG压铸模具装配过程中，通过UG配对条件在压铸模具部件之间建立约束关系，来确定压铸模具部件在产品中的空间位置。模具零件被装配引用，而不是被复制到装配体中。无论如何编辑模具零件，整个模具的装配部件都保持关联性，当某个模具零件被装配修改后，则引用它的装配部件自动更新。4.1 UG NX4.0装配4.1.1 UG NX4.0装配功能UG NX4.0装配模块是UG集成环境中的一个应用模块。它提供了并行的自底向上装配、自顶向下装配和混合装配的产品开发方式。其中，自底向上装配是指在生成单个零件的基础上，通过给定相配零件之间的配对约束关系，得到装配体的过程；自顶向下装配是指在装配环境中创建相关零部件，从装配顶级向下产生子装配和零件的装配设计过程；混合装配是一种自底向上装配和自顶向下装配相结合的装配方法。通过UG NX4.0装配模块，既可以将基本零件或子装配体组装成更高一级的总装配体，也可以先设计总装配体，然后再拆成子装配体和单个零件。同时，可以通过在每个部件中建立引用集，指定装配中所需要的对象。装配模型生成后，可以建立装配件的分解视图（爆炸视图）。UG NX4.0采用虚拟装配方法，通过在各个组件之间创建装配关系来建立相互之间的配合关系，装配模型和零件设计完全双向关联。在UG NX4.0装配环境下，零件以逻辑对齐、贴合、偏移等方式灵活地配对和定位，并保持关联性。可以在装配中安放零件或子装配件，并定义不同零件或组件间的参数关系；也可以进行零件的设计和编辑，而零件设计修改后装配模型的零件会自动更新。UG NX4.0装配体的参数化建模还可以描述各零部件之间的配合关系。这种体系结构允许建立非常庞大的产品结构，并为各设计者之间共享，使产品开发组并行工作。4.1.2 UG NX4.0装配界面双击UG NX4.0图标，打开UG界面。选择菜单命令【文件】【新建】，系统将弹出如图4-1所示的【新部件文件】对话框，给定创建模型的路径和文件名，在【单位】选项组中选择【毫米】单选按钮，单击OK按钮创建一个新的装配模型文件，如图4-2所示： 图4-1 新建装配模型文件 图4-2 打开装配模型文件若对于已有的装配模型进行操作，则在UG界面选择菜单命令【文件】【打开】，系统将弹出如图4-3示的【打开部件文件】对话框，选定打开的模型文件，单击OK按钮打开一个装配模型文件，如图4-4所示。 图4-3 进入装配建模环境 图4-4 装配界面选择菜单命令【起始】【装配】，系统将进入装配环境，弹出装配工具栏，如图4-5所示：图4-5 装配工具栏在装配环境中选择菜单【装配】命令，弹出如图4-6、4-7所示的下拉菜单，利用菜单栏或工具栏中的各选项，可进行相关装配操作。 图4-6 装配命令 图4-7 装配信息命令4.1.3 UG NX4.0装配术语与定义1. 装配部件（Assembly Part）UG装配部件是由零件和子装配构成的部件，是一个指向零件和（或）子装配件的指针的集合，也是一个包含组成件（或组件）的部件文件。在UG中是采用虚拟装配进行装配建模的，虚拟装配是管理几何体而不是生成几何体，它通过使用指针，而不是零件中的实际几何体。其优势是：（1） 装配的RAM需求减少； （2） 因为不需要编辑基本几何体，装配的显示被简化； （3） 由于通过指针（引用），共享同一个几何体的数据，所以对零件的编辑与修改都能反映在引用那个零件的装配中，装配会自动更新；（4） 能定义装配中部件之间的位置关系。 2. 子装配（Subassembly）UG子装配是在更高一层的装配件中作为组件的一个装配。子装配是一个相对概念，任何一个装配部件可在更高装配中用作子装配。3. 组件（Component）组件是由一个从装配内的组件对象指向到的部件文件或主模型。组件可以是单个部件(即零件)，也可以是一个子装配。实际几何体被存储在零件的部件文件中，装配仅仅是引用而不是考贝。4. 组件对象（Component Objects）组件对象是一个从装配部件链接到部件文件或主模型的指针实体。在一个装配中每一个组件仅仅含有一个指针指向它的主控几何体(引用组件部件),一个组件对象记录的信息是：部件名称、层、颜色、线型、线宽、引用集和配对条件。5. 单个零件(Piece Part)单个零件是指在装配外存在的零件几何模型，既可以添加到一个装配中去，也可以单独存在，但它本身不存在下级组件。6. 自顶向下装配（Top-Down Assembly）自顶向下装配是指在装配中创建与其它部件相关的部件模型，是从装配部件的顶级向下产生子装配和零件的方法。自顶向下装配是先在结构树的顶部生成一个装配，然后下移一层，生成子装配和组件（或部件）。7. 自底向上装配(Bottom-up Assembly)自底向上装配是先创建部件几何模型，再组合成子装配，最后生成装配部件的装配方法。8. 混合装配（Mixing Assembly）混合装配是根据设计的需要，将自顶向下装配与自底向上装配混合运用的方法。如先创建几个主要部件的主模型，再将其装配到一起，然后在装配中设计其他部件。可以在两种模式之间任意切换。9. 主模型（Master Model）主模型根据虚拟装配的思想，提出主模型的概念。主模型是供UG各模块共同引用的部件模型。主模型的特点是可以被工程图、装配、加工、机构分析、有限元分析等模块引用。实施主模型的好处是在压铸模具开发过程中，相互关联的不同应用模型可以访问同一个几何体。主模型修改，相关应用模块自动更新数据。4.1.4 UG NX4.0装配部件的类别1. 显示部件（Display Part）在屏幕图形窗口中显示的组件、子装配部件和装配部件都称为显示部件。在UG的主界面中，显示部件的文件名称显示在图形窗口的标题栏上。有以下几种常用方法可以改变显示部件：（1） 单击装配工具栏中转为显示部件命令，或选择【装配】【关联控制】【设置显示部件】下拉菜单命令如图4-8所示，弹出选择对象工具条，在图形窗口上单击即可；（2） 用鼠标右键单击欲选部件，在弹出的快捷菜单中选择显示部件命令即可；（3） 在装配导航器中用鼠标右键单击欲选部件，在弹出的快捷菜单中选择显示部件命令即可。 图4-8 设置显示部件 图4-9 设置工作部件2. 工作部件（Work Part）正在创建或编辑的几何对象的部件称为工作部件。工作部件的文件名称显示在图形窗口的标题栏上。工作部件可以是显示部件，也可以是包含在显示部件中的任一部件。如果显示部件是一个装配部件，此时，工作部件以其自身的颜色显示以示加强，其它部件变灰色以示区别。有以下几种常用方法可以使某个部件变成工作部件：（1） 单击装配工具栏中转为工作部件命令，或选择【装配】【关联控制】【设置工作部件】下拉菜单命令如图4-9所示，弹出选择对象工具条，在图形窗口上单击即可；（2） 用鼠标右键单击欲选部件，在弹出的快捷菜单中选择工作部件命令即可；（3） 在装配导航器中用鼠标右键单击欲选部件，在弹出的快捷菜单中选择工作部件命令即可。4.2 UG NX4.0装配体的创建4.2.1 UG NX4.0装配体组件的添加UG NX4.0将已经存在的组件添加到装配体工作部件中，创建装配体的操作过程为：（1） 新建文件，设置合适的工作界面环境，进入装配模块；（2） 选择【装配】【组件】【添加现有组件】命令，或单击【装配】工具栏上的添加现有组件按钮，弹出【选择部件】对话框，如图4-10、4-11所示；（3） 单击【选择部件文件】按钮，弹出【部件名】对话框，选择相应文件，单击【确定】按钮，弹出【添加现有部件】对话框，如图4-12、4-13所示；（4） 接受默认参数设置，单击【确定】按钮，弹出【点构造器】对话框，提示指定位置点，如图4-14所示；（5） 指定位置点后，将已有组件添加到装配体工作部件中；（6） 重复以上操作，将多个组件逐一添加到装配体工作部件中；（7） 打开装配导航器，检查装配结构，根据需要进行装配结构的编辑。其中，选择部件对话框分为三个区域：（1） 选择部件文件：表示从磁盘中选取未载入计算机内存的部件；（2） 选择已加载的部件：表示选取已载入到计算机内存的部件；（3） 部件名：表示通过键入部件名选取已载入计算机内存的部件。 图4-10 添加现有组件命令 图4-11 选择部件对话框 图4-12 部件名对话框 图4-13 添加现有部件对话框 图4-14 点构造器对话框添加现有部件对话框包括如下选项：（1） 多重添加：为组件多处添加选项；（2） 组件名：该选项默认值是组件的文件名，该名称可以修改；如果一个组件装配在同一个部件的多个位置，可以通过指事实上的组件名称来区别不同位置的同一个组件；（3） 引用集：该选项默认是“Entire Part”，表示加载整个部件；（4） 定位选项：该选项中的“绝对”表示按绝对定位方式确定部件在装配中的位置，“配对”表示按配对条件确定部件在装配中的位置，“重新定位”表示部件加到装配中后重新定位；（5） 图层选项：该选项中的“工作层”表示将部件放置在装配部件的工作层，“原来的”表示仍保持部件原来的层位置，“指定层”表示将部件放置到指定层中(可在其下方的文本框中输入指定层号)。 采用下列两种方法，可以确定部件在装配中的目标位置：（1） 在弹出点构造器对话框中输入点的坐标值来定义所装配的组件在装配中的位置；（2） 在图形窗口中任意选中一点后，用装配约束来定位，此时图形窗口中就显示出所加入的部件。4.2.2 UG NX4.0配对条件UG NX4.0装配建模的最大优势在于能建立部件之间的参数化关系。运用配对条件可以建立装配中各组件之间的参数化、相对位置和方位的关系。配对条件由一个或多个配对约束组成，配对约束限制了组件在装配中的自由度。若组件全部自由度被限制，称为完全约束；有自由度没有被限制，则称久约束，在UG NX4.0装配中充许久约束存在。选择【装配】【组件】【贴合组件】命令，或单击【装配】工具栏上的配对组件按钮，弹出【配对条件】对话框，如图4-15、4-16所示，该对话框是由配对条件树、配对类型、选择步骤、以及过滤器、预览、错误列表和更改约束等其它相关选项组成。当装配约束不完整时，单击【更改约束】按钮，弹出的【更改约束】对话框，如图4-17所示，可进行平移、旋转、重定位等操作，调整装配约束。 图4-15 贴合组件命令 图4-16 配对条件对话框 图4-17 更改约束对话框1. 配对条件树配对条件树位于配对条件对话框对话框的上部分，如图所示。配对条件树是用图形表示装配中各组件的配对条件和约束关系。配对条件树有根节点、条件节点和约束节点三种节点类型，每类节点都有对应的弹出菜单，用于产生和编辑配对条件与配对约束。（1） 根节点由工作部件的名称组成，通常是装配和子装配的名称，由于工作部件是唯一的，所以根节点只有一个。选择根节点后有两个菜单选项，如图4-18所示： 创建贴合条件：产生一个空的配对条件，该配对条件后可以修改； 创建被抑制的贴合条件：产生一个空的并抑制的配对条件。利用抑制配对条件可以更新约束。图4-18 根节点菜单选项（2） 条件节点条件节点是根节点的子节点，显示组件的配对条件，由三部分组成：1） 展开/拆叠：用于显示和隐藏组成配对条件的配对约束；2） 检查框：可以抑制和解除已抑制的组件；3） 配对条件名：显示出与组件相配对的参照对象。选择条件节点后，弹出一个菜单，如图4-19所示，其菜单选项说明如下：1） 高亮显示：高亮显示相配对对象和方向矢量。其下级菜单说明如下： 从和至：高亮显示相配组件和基础组件； 至：高亮显示基础组件； 不带方向：高亮度或低高亮度显示方向矢量； 关：低高亮度显示配对对象和方向矢量。2） 显示/移除自由度: 选择该选项，可在约束后显示或移去剩余自由度的符号；3） 抑制贴合条件/取消抑制贴合条件：选择该选项，或抑制/解除已抑制的配对条件；4） 删除：选择该选项，则删除配对条件；5） 从命名：选择该选项，则更改配对条件名。 图4-19 条件节点菜单选项 图4-20 约束节点菜单选项（3） 约束节