汽车活塞托架论文

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1、 一 绪论模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑料工业的迅速发展以及塑料制品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用，产品对模具的要求越来越高，传统的模具设计方法已无法适应产品更新换代和提高质量的要求。CAD/CAM/CAE 技术已成为塑料产品开发、模具设计及产品加工中这些薄弱环节的最有效的途经。同传统的模具设计相比，CAD/CAM/CAE 技术无论在提高生产率、保证产品质量，还是在降低成本、减轻劳动强度等方面，都具有很大的优越性。近几年，CAD/CAM/CAE 技术在汽车、家电、电子通讯、化工和日用品等领域逐步地得到了广泛应用。（一） 、模具工业行业现状和发展趋势1、国

2、内模具现状和发展趋势随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。近年来，随着我国产品制造业蓬勃发展，模具制造业也相应进入了高速发展时期。据中国模具工业协会统计，1995 年我国模具工业总产值约为 145 亿，而 2003 年已达 450 亿左右，年均增长 14%。另据统计，我国（不含台湾、香港、澳门地区）现有模具生产厂点已超过 20000 家，从业人员有60 万人，模具年产值在一亿以上的企业已达十多家。可以预见，我国经济的高速发展将对模具提出更为大量、更为迫切的需求，特别需要发展大型、精密、复杂、长寿命的模具。同时要求模具设计、制造和生产周期要达到全新的水平。我国模具制造业

3、面临着发展的机遇，但同时也面临着更大的挑战。虽然我国模具行业发展迅速，但还远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存在很大的不足，主要表现在以下几个方面:第一，体制不顺，基础薄弱。 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用，私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中，但总体来看，体制和机制尚不适应市场经济，再加上国内模具工业基础薄弱，因此，行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术方面。 第二，开发能力较差，经济效益欠佳.我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合 1 万美元，国外模具工业发达国家大

4、多是 1520 万美元，有的高达 2530 万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。 第三，工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率和 CAD/CAM 应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原 二 零件结构及工艺分析零件原始资料为：产品零件图如下图所示： 设计要求：1材料：PS； 2生产批量：中等批量； 3未注公差取 MT5 级精度。此零件只有通孔，所以此套模具结构比较简单，成型零件的设计主要考虑型心的嵌入式处理，也不太复杂。根据零件的

5、结构特点，拟定如下工艺方案进行比较分析。1、分型面的选择分析零件结构可知，分型面应设在零件最大截面处，塑料包紧大型芯留在动模一侧。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。方案二：一模两件对称布置，生产效率较高，但模具尺寸偏大，制造成本较一模一件高。方案三：一模四件对称布置，生产效率较高，但模具尺寸更大，制造成本较高。通过以上三种方案的分析比较，根据经济合理的原则，选择方案一最合适。3、浇注系统设计方案一：采用侧浇口，从分型面进料，主流道过长，造成塑料的浪费，同时主流道偏离模具中心，造成压力中心偏移。 方案二：采用轮辐式浇口，从塑件上端孔进料，加工简单，浇口容易

6、去除，不影响塑件外观，模具结构简单。通过对以上两种设计方案的分析比较，采用第二种方案较好。三 产品造型设计本产品重点是产品设计的先后顺序，也是设计思路。首先必须使用回转体功能创建产品的主 体特征，然后在使用拉伸体功能添加特征和切除特征，最后使用阵列功能创建阵列特征。同时通过学习本范例应基本掌握产品的设计思路，以及回转体功能和阵列功能的综合利用。(一) 造型过程：1在 WINDOWS 环境下，依次选择【开始】/【程序】 【NX3.0】命令进入 UGNX3.0 欢迎界面2在【标准】工具条中单击新建按钮，弹出【新建部件文件夹】对话框，在【文件名】输入框中输入新文件名 design_1,在【单位】选项

7、中选中【毫米】单位按钮，然后单击【OK】按钮3在【应用程序】工具条中单击【建摸】按钮，进入建摸环境界面。4在【成型特征】工具条中单击【草图】按钮，弹出悬浮工具条，接着依次单击【YC-ZC平面】按钮和确定按钮进入草绘界面，然后绘制如图所示的草图5在【草图生成器】工具条中单击【完成草图】按钮或在键盘上按下 CTAL+Q 组合键退出草绘界面并返回到建摸界面。6在【成型特征】工具条中单击【回转】按钮，弹出对话框，创建回转特征：（1）选中旋转截面（2）方向选 ZC 正方向（3）起始值为 0 结束值为 360 （4）然后应用、确定7选择屏幕上的草绘截面和基准平面，接着 MB3 并保持，出现推断式快捷菜单，

8、然后移动鼠标至【隐藏】按钮隐藏选中图素。8在成型特征工具条中单击【草图】按钮，弹出悬浮工具条，然后双击 Z 轴坐标轴使其改变坐标方向，然后点确定9进入草绘截面后，绘制草图轮廓如图所示: 10 在键盘上按下 CTRL+Q 组合键退出草绘界面并返回到建摸界面11 在【成型特征】工具条中单击拉伸按钮，弹出拉伸对话框，创建拉伸特征【注意合并和求差 结束值为 612 在【成型特征】工具条中单击【草图】按钮，弹出悬浮工具条，接着参照操作步骤8 创建草绘平面。然后绘制草图如图13 在键盘上按下 CTRL+Q 组合键退出草绘界面并返回建摸界面 14 在【成型特征】工具条中单击拉伸按钮，弹出【拉伸】对话框，创建

9、拉伸切除特征，15 在【特征操作】工具条中单击【实例特征】按钮，弹出【实例】对话框，创建阵列特征，1 环形阵列 2 选中阵列对象 3 选一般 4 点和方向 5 选 ZC 正方向 6 确定 7 创建引用 选是，完成后如图：16 完成 并保存四、汽车活塞托架注塑模设计 （一）转载产品1 在【应用程序】工具条中单击注塑模向导按钮，调出【注塑模向导】工具条2 在【注塑模向导】工具条中单击【项目出始化】按钮，弹出【打开部件文件】对话框，调出 desian_1.prt 文件，并设置随后出现的【项目出始化】对话框参数：投影单位选毫米部件材料选 PS 收缩率 1.00603. 在键盘上按下 CTRL+M 组合

10、键进入建摸界面4. 在【实用工具】工具条中单击【动态 WCS】按钮，将坐标向 ZC 方向移动并饶 YC 轴旋转1 选择 ZC 轴上的箭头，并设置移动距离为 25 2 单击 ZCYC 平面上的旋转定点，设置其旋转角度 180 3 单击 MB2 确定5 在【注塑模向导】工具条中单击模具坐标按钮，弹出【模具坐标】对话框 选（锁定Z 值）当前 WCS6 在【注塑模向导】工具条中单击【工件】按钮，弹出【工件尺寸】对话框，创建毛坯工件，设置参数为： 标准长方体 工件尺寸为 X- 25.0000 X+175.0000 Y- 25.0000 Y+ 25.0000 Z-25.0000 Z+55.0000 X 向

11、长度：175.000 Y 向长度：175.000 Z 向上移：55.000 Z 向下移：25.0007 单击确定按钮后系统自动加载工件8在【注塑模向导】工具条中单击【型腔布局】按钮，弹出【型腔布局】对话框，设置型腔布局： 选 自动对准中心。（二） 汽车活塞托架分模过程1在【注塑模向导】工具条中单击【分型】按钮，弹出【分型管理器】对话框，然后单击【创建/删除补片曲面】按钮，对零件进行自动补面，操作过程为 1 循环搜索方法 选自动 2 点击 自动修补2在【分型管理器对话框中选中【补片面】前的复选框，表示补面创建成功3在【分型管理器】对话框中单击【编辑分型线】按钮，生成零件分型线， 操作过程为：1

12、自动搜索分型线 2 顶出方向选 ZC 正方向4在【分型管理器对话框中单击【创建/编辑分型面】按钮，弹出【创建分型面】对话框，生成零件分型面，操作过程为： 1 创建分型面 2 选 有界平面 然后点确定 5在【分型管理器】对话框中单击【抽取区域和分型线】按钮，弹出【区域和直线】对话框，抽取分型区域，操作工程为： 抽取区域方法 选 边界区域 确定 边界边6在【分型管理器】对话框中单击【创建型腔和型芯】按钮，弹出【型芯和型腔】对话框，进行型腔、型芯的创建，操作过程为：1 自动创建型腔型芯 2 后退，完成后如图所示： 在【注塑模向 单击确定5选择型腔的正表面，然后定位冷却孔，定位孔 XC、YC、ZC、坐

13、标为（65，15.5，0）结果如图所示： 6在【注塑模向导】工具条中单击【冷却】按钮，在【目录】选项卡中选择 PIPE-THREAD 参数中的 M8，然后在【尺寸】选项卡中将 HOLE-2-DEPTH 和 HOLE-1-DEPTH 参数值改为 70，单击【确定】7选择型腔的正表面，然后定位冷却孔，定位孔 XC、YC、ZC、坐标为（-65，15.5，0）8在【注塑模向导】工具条中单击【冷却】按钮，在【目录】选项卡中选择 PIPE-THREAD 参数中的 M8，然后在【尺寸】选项卡中将 HOLE-2-DEPTH 和 HOLE-1-DEPTH 参数值改为 70，单击【确定】9选择型腔的后表面，然后定

14、位冷却孔，定位空 XC、YC、ZC 坐标为（65，15.5，0）10在【注塑模向导】工具条中单击【冷却】按钮，在【目录】选项卡中选择 PIPE-THREAD 参数中的 M8，然后在【尺寸】选项卡中将 HOLE-2-DEPTH 和 HOLE-1-DEPTH 参数值改为15，单击【确定】按钮11选择型腔的上表面，然后定位冷却孔，定位孔 XC、YC、ZC 坐标为（-15，-65，0）和（15，-65，0） 。 12 在键盘上按下 CTRL+B 组合键，隐藏型腔部件13在【注塑模向导】工具条中单击【冷却】按钮，对冷却系统的端部进行喉塞的放置，操作过程为 ： 1 选择放置位置 2 目录 PIPE-PLU

15、G SUPPLIER：DME PIPE-THREAD：M1014在【注塑模向导】工具条中单击冷却按钮，完成其余冷却系统端部的喉塞创建。15在键盘上按下 Shift+Ctrl+U 组合键，然后选中型腔并单击 MB3，在弹出的快捷菜单中选择【转为工作部件】命令16在【应用程序】工具条中单击【建摸】按钮，进入建摸模块。17在【特征操作】工具条中单击【边倒角】按钮，弹出【边倒角】对话框，对型腔的 4 条直角边进行倒圆角，圆角半径为 R12，操作过程为：1 选倒圆角 2 设置半径为 12 18设计 A 板冷却系统，打开【装配导航器】 ，在 mole_top_000 目录下选中mold_moldbase_

16、mm_019 目录中的 mold_fixhalf_022 中的 mold_a_plate_024 复选框，隐藏其余的部件，并通过单击 MB3，选择转为工作部件命令，将 A 板转换为当前工作部件。19在 A 板中抽出型腔区域，在【成型特征】工具条中单击【草图】按钮，弹出悬浮工具条，接着依次单击【XC-YC 平面】按钮和【确定】按钮进入二维草图模块，绘制如图所示草图轮廓。20在键盘上按下 Ctrl+Q 组合键退出草绘界面并返回到建摸界面21选择第（19）步绘制的草图轮廓，接着在【成型特征】工具条中单击【拉伸】按钮，弹出【拉伸】对话框，通过拉伸特征切除实体，操作过程为： 1 结束值设置为 55 2 选 ZC正方向 3 差补 22参考型腔冷却系统的构建操作步骤，在【注塑模向导】工具条中单击【