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1、 成 都 工 业 学 院 毕 业 设 计 （论 文） 设计（论文）题目：基于UG的玩具汽车外壳的三维设计与数控加工 系 部 名 称： 机电工程系 专 业： 数控技术 班 级： 11422 学 生 姓 名： 周荣幸 学 号： 07 指 导 教 师： 杨显宏 二O一四 年 五 月 摘要 本课题是基于UG的玩具汽车的三维设计与数控加工。本文首先解释了为什么会选用UG来进行零件的造型设计，在众多三维设计软件中，UG软件有什么优势。然后对玩具汽车进行三维造型设计，列出设计过程中的注意事项和遇到的问题。 由于本模型是塑料模型，设计模具时选用注塑模具。模具设计的基本步骤为加载部件、初始设置、分型前的准备、创
2、建分型线、创建分型面、抽取型芯型腔区域、创建型芯和型腔。整个过程有两种方法。一种是手动分型，利用建模环境自带的命令完成分型。另一种是自动分型，用开始命令里的注塑模向导来按照提供的步骤来分型。随后是对型芯和型腔的加工。利用UG软件对零件的加工，生成刀轨，并导出程序在宇龙数控仿真上模仿真实加工。加工工艺编制需要对零件的材料，加工内容等特性进行分析。对在数铣加工的部分编写加工工艺卡片，和工序卡片。对不能数铣加工的部分，设计电极，采用电火花成型加工。关键词：UG、三维建模、分型、工艺、电极设计、刀路设计、宇龙仿真Abstract This topic is the 3D design and NC m
3、achining of the toy car based on UG. Design this paper explains why UG was selected in many parts, 3D design software, UG software has what advantage. Then the three-dimensional modeling design for toy cars, and the problem encounteredin the design process of the considerations listed. Because the m
4、odel is a plastic model selection of injection mold, mold design. The basic process of die design for load components, initial setting, type of preparation, create parting line, create parting surfaces, extraction of core and cavity area, to create the core and cavity. The whole process has two kind
5、s of methods. A manual type, using the modeling environment with the command finished typing. Another is the automatic classification, with start wizard injection command to follow the instructions provided to typing. Then is the processing of the core and cavity. The parts of the processing using U
6、G software, tool path generation, and export procedures in the Yulong NC simulation imitating the real machining. The preparation processing of parts of the material, carries on the analysis processing characteristics. The number of milling part of the preparation of machining process card, and proc
7、ess card. The number of not milling machining parts, design of electrode, using edm.Keywords: UG, 3D modeling, classification, process, electrode design, tool path design, Yulong simulation 目录摘要2第一章 概论51.1 简介51.2对汽车加工的基本要素51.3 汽车材料及性能61.4课题的任务及技术81.5课题的目的及意义9第二章 玩具汽车外壳的三维设计102.1 UG软件的介绍102.2 零件的测绘10
8、2.4 完成主要零件的公母模设计15第三章 玩具汽车主要零件的制造工艺设计193.1、型芯的数控加工工艺设计193.2、型腔的数控加工工艺设计263.3、主要零件的公母模零件的电极设计28第四章 主要零件的铣加工仿真294.1 仿真加工的目的和分类304.2加工程序304.3宇龙仿真软件31第五章 绘制产品与相应的工程图355.1、绘制工程图的主要步骤35第六章 结论与探究38主要参考文献39第1章 概论1.1 简介中国的电动玩具车在经过多年的市场培育和宣传后，同时现在随着技术的不断的发展，新产品的不断出现，电动玩具车已成为男孩子们玩具中最主力的玩具。其中主要的原因如下：首先是家庭轿车的普及带
9、动玩具模型车市场，现在我国轿车家庭普及率在城市只有10%左右。随着家庭轿车的普及，车的概念不断深入孩子们的脑海中，因此会带来比较大的需求，同时也是由于家庭轿车的普及，也将会带动相关玩具模型车市场的扩大，而现在按比例生产的电动玩具车已经成为车模发烧友的收藏。其次是文化创意将推动玩具车市场进一步扩大。玩具是形象创意重要的衍生品。由动画片带动相关的玩具的热销仍然是屡试不爽的市场手段。在电动玩具车行业中动画片汽车总动员的播出，曾经极大地带动电动玩具车和模型车等相关玩具的销售。最后一个原因是儿童玩具市场需求是弹性的，儿童玩具商品有它的自己的特性，与其他的商品有着一定的区别，儿童玩具的市场需求是弹性的、同
10、时又有着极大的拓展空间，并不是就像人们常说的市场蛋糕，一方吃多了另一方就减少。2009年，中华人民共和国迎来六十华诞。中国已从一个落后的农业国发展国家成为工业化中期国家，而中国的玩具行业也从传统老厂发展为世界玩具制造工厂，又从世界制造玩具工厂向创造工厂积极迈进。而玩具行业的不断转型也预示着中国模具行业的明天将更加灿烂辉煌。玩具电车注射模具已成为当今注射模制造行业最为复杂的模具之一，是玩具电车结构件制造的难点，引起了相关尖端工程技术人员的高度重视。保证整体外观的前提下，产品设计一定要充分考虑生产的加工工艺性。首先，厚度要保证均匀，外形要简洁，结构应简单，这样才有利于注射成型时熔体的流动和塑件的收
11、缩。其次，尽量不要设计孔一类的形状结构，不能避免此类结构时，孔一定要倒圆角。此外，表面的装饰设计要考虑注塑的缺陷和二次加工，可以用巧妙的装饰来掩盖产品的一些制造缺陷。玩具电车外壳注射模具设计的关键点在于浇道、浇口的形式、位臵选择，排气系统的设计、塑件的推出方式、模具的强度以及加工制造中的抛光工艺，浇注系统设计是否合理不仅关系到外壳的性能、结构、尺寸、外观等质量问题，还对塑件所用塑料的利用率、成型生产效率有直接影响，是其模具设计的重要环节。 1.2对汽车加工的基本要素玩具汽车外壳的工艺特点是：对尺寸精度、形状精度、位置精度要求不高，对表面粗糙度和外表造型的美观，合理性有较高要求 。玩具汽车外壳表
12、面由大量曲面构成，因此建模过程中对曲面命令中有较高要求。而为了降低模型分型的难度，和加工的方便，在建模过程中应当尤其考虑到结构合理性，保证曲面质量。加工时结合实际加工时的批量、生产条件、零件工艺要求，适当选择加工工序和加工方式。加工顺序的安排应遵循以下原则:1、先粗后精原则。先安排粗加工，再安排半精加工，最后安排精加工；2、 先主后次原则。次要表面加工工作量小，又常与主要表面有位置精度要求，所以一般安排在主要表面的半精加工后，精加工之前进行。如键槽、紧固用的光孔、和螺纹孔等表面的加工；3、 先面后孔原则。先加工用作定位的平面和孔的端面，然后加工孔；4、 基面先行原则。用作精加工的表面，要先加工
13、出来。1.3 汽车材料及性能（1）、材料的选用玩具汽车外壳的材料是塑料。塑料是指在玻璃态下使用的高分子材料，是工程中应用最广泛的高分子材料。塑料按应用范围分为通用塑料和工程材料。通用塑料是指产量大、价格低、用途广的常用塑料，多用作生活用品、包装材料、或性能要求不高的工程制品；工程塑料是指具有较高的强度、刚度、韧性和耐热性，并主要用作机械零件和工程构件的材料。塑料按照行为分为热塑性和热固性塑料。热塑性塑料属线性结构，可重复加热塑制成形，其制品强度、刚度、耐热性较差，但韧性较高；热固性塑料属体形结构，不能加热塑制成形，其制品强度、刚度、耐热性较高，但脆性较大。本玩具汽车外壳使用热塑性性工程材料。常
14、用热塑性塑料的名称、特性和用途如表1-1所示表1-1常用热塑性塑料的名称、特性和用途尼龙（PA） 强度高（b=5683MPa),突出的耐磨性和自润滑性，耐热性不高，但芳香尼龙有高的耐热性 尼龙6、66、610、1010用于小型耐磨几件，如齿轮、凸轮、轴承、衬套等；铸造尼龙（MC）用于大型机件，如齿轮、凸轮、轴承、叶轮等聚甲醛（POM） 强度高（b=5368MPa），刚性、硬度和耐磨性好，摩擦系数小，耐疲劳性好，但耐热性差，易老化 用于汽车、机床、化工、仪表等耐疲劳、耐磨机件和弹性零件，如齿轮、凸轮、轴承、叶轮等聚碳酸酯（PC） 强度高（b=6670MPa），韧性和尺寸稳定型号，耐热性好，透明性好，但化学稳定性差，易裂 高精度构件及耐冲击构件，如齿轮、蜗轮、防弹玻璃、飞机挡风罩、座舱盖，以及作为高绝缘材料使用ABS塑料 兼有以上三者有点，还有可电镀性。改变组成比例可调节性能，适应范围广 广泛用于机械、电器、汽车、飞机、化工等行业，如齿轮、轴承、仪表盘、机壳机罩、机舱内装饰板和窗框等结构
