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[资料分享] 注塑模具设计—电视导光柱

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发表于 2012-8-1 13:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
        一、引言
4 _% M" X8 Z4 e: a8 W( m' G' @9 {        NX是紧密集成的面向制造业的CAD/CAM/CAE/CAID高端软件,不仅被当今许多世界领先的制造商用来从事概念设计、工业设计、详细的机械设计以及工程仿真等工作,在模具制造行业,尤其是注塑模具CAD/CAM/CAE领域更是被广泛应用。本文以电视导光柱为例,探讨了NX在模具设计、制造领域实现CAD/CAM/CAE一体化中的应用。+ Y$ e2 j* a4 a- h: ~, Q
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         二、注塑模具CAD
' L: q& S- U6 `2 m. r$ ~. ^         在NX平台上进行模具CAD,一般包含以下几个方面:% Z7 D: g8 u3 j; Y6 |( @2 {
         1. 产品的3D建模
. s: b8 j2 J. i! B- d. K        从客户接来的资料,通常是产品的2D图纸,所以必须首先把产品的3D模型建立起来,才能进行后续工作。NX有丰富的建模工具,不但继承了传统的实体造型技术、曲面造型技术,也吸收了参数化建模的优势,从而形成自己独特的“复合建模”特征。其中实体造型使用NX的modeling模块中的Form Feature工具条中的命令,曲面造型使用FreeForm Feature工具条上的按钮,参数化建模则可用Sketch模块和Expression表达式来完成。综合运用这些造型工具,可以精确、快速地建立产品的三维模型。对于本文的电视导光柱,只要使用Form Feature工具条,便可以造出如图1所示的三维模型。
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" u" ?( w; H" l          1.jpg 3 B2 e3 R. \/ N8 @* q% Y! M/ D

/ W$ T" J! ]2 o3 w! z7 \         2.模具设计+ U  v: s+ b6 K- l
        模具设计的内容包括:确定型腔腔数、分模、选择模架、动模部分详细设计以及定模部分详细设计等。这一阶段的任务既可以使用基本的NX造型和编辑工具来完成,也可以使用基于知识的智能化模具设计工具ugMoldWizard。UGMoldWizard是高度自动化的注塑模具设计系统,它的用户界面友好,内嵌许多高级模具设计师的模具设计知识,能够极大提高模具设计的效率。    ; x1 f( W" ]4 \  ]/ I6 w
        因导光柱零件尺寸较小,可确立一模四腔的设计方案,并采用普通的圆形截面流道潜水进腔,设计得到的模具动模型腔和定模型腔如图2、3所示。
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/ ^. H+ X4 d) C# ?         3.装配
3 t; C% L' v: t  e) G        装配方法有自顶向下(top-down)和自底向上(bottom-up)两种。较常用的是自顶向下,即先在一个主模型文件中将所有的组件画好,然后应用Assemblies\Component\Creating将它们逐一分离装配。NX的装配文件中不包含实际组件几何体,但组件几何体文件被虚拟指向装配文件。当在装配中要对组件几何体进行编辑时,必须应用Assemblies\Context Control\Set Work Part将当前工作组件设为需要编辑的组件文件名。在每个装配中,有时为了表达方便,还可以建立爆炸图(Exploded Views)。爆炸图弥补了装配图表达的不足,为进行产品零件的组装,工作原理的介绍,装配关系的分析,提供了清楚而便捷的工具。爆炸图完全独立于装配,并且无论各个零件的相对位置如何变化,都不会增加文件的存储空间。装配好后模具的爆炸图如图4所示。
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1 ^# F7 |9 Y  t         4.工程图设计
9 b- r1 T. m7 N! |3 N         NX的2D图设计比较简单,进入专门的2D设计模块Drafting之后,便可以直接将3D模型任意方向的视图直接加入设好的图纸,还可以根据需要,增加一些剖视图、辅助视图、局部视图、轴侧视图来帮助表达,而这些只要在(Drawing\Addview…)所对应的对话框内便可以全部完成。NX的2D图绘图员的主要任务是在尺寸及公差的标注上,这些标注都有专门的工具条来协助完成。值得注意的是,NX的工程图和3D设计模型是相互关联的,即如果设计模型改变,工程图也随之更新,以维护系统的统一性。
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: G0 W5 c+ a# |2 n. {& S+ j        三、注塑模具CAM
  K; t8 L6 o. o: M        CAM是利用前面产生的模具几何模型来生成NC加工程序,这是将模具进行数控加工前的准备。基本操作程序如下:先以前面的设计模型为基础,适当建立毛坯等辅助模型来共同构成加工模型,然后进入NX的CAM系统设计加工程序。NX的CAM系统包含四个模块交互式)加工参数输入模块、刀具轨迹生成模块、3D动态仿真模块和后置处理模块。利用NX生成NC程序的一般步骤是:用户根据加工对象的结构特征、加工环境的实际要求(如机床的性能和参数、刀具等)和加工工艺的实际特点,交互输入加工参数,再进一步生成刀具路径及路径文件(刀具位置源文件CLSF)。CLSF文件经过后置处理模块的处理后,便可以生成数控机床所能直接识别的NC程序。8 G) s) T6 s, {# E& j) B/ V

1 ~  m- |0 `8 Z        四、注塑模具CAE
) W. `* K( Z) m: N5 V        采用的CAE软件是moldflow公司推出的MPA(MoldflowPartAdviser),在NX平台上有与MPA的接口,可以在NX平台上直接打开MPA。MPA所能接受的文件格式有许多种,这里选用*.Stl类型的文件,它可以应用NX的Export命令输出相应的零件模型。
/ E( g3 S& E/ ^! }& u9 g; }- e8 xMPA在设计过程中的作用主要体现在:8 U6 B4 N- J) j; A
        1.优化注塑工艺。通过分析和模拟,可以帮助确立最佳的注塑压力、时间和温度;* C! r9 v( ~2 p/ H0 ]
        2.优化产品和模具结构。将设计原型在电脑上仿真,帮助预见各种塑料缺陷,通过改变产品或模具的结构,可以消除或减少这些缺陷,减少测试次数或不必经过实体测试,从而节省测试所需的资金和时间;3 W) j- t- S: j" p; A  X
       3.模拟注塑模填充、保压、冷却的过程。图5是注塑填充过程的模拟图,它形象地表达了熔融塑料填充型腔的过程,可以帮助查找分析塑料缺陷,并对成型时任意位置熔融塑料流经的时间、压力和流体前端温度做出定量评估。
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5 a* o5 d0 `7 F               5.jpg % V* |4 A( O- t# ?) b6 G

7 f( f( s$ a3 ~+ i8 {! @        五、结束语# T1 N. P  ]$ `3 y% g4 ?' {
        当今世界市场竞争激烈,用户需求日益多样化和个性化,设计和制造技术迅速发展。制造企业为了适应这一发展,提高产品竞争力,降低成本,采用优秀的设计制造软件势在必行。NX作为当今制造业内应用较为广泛的高端软件,不仅具有一般CAD软件的CAD和CAM的集成,更具有与著名的注塑模具分析软件MoldFlow的接口,从而实现注塑模具CAD/CAM/CAE的一体化。
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发表于 2012-8-2 10:06 | 显示全部楼层
路过, 顶一下!~~
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发表于 2016-4-2 22:19 | 显示全部楼层
轻轻武器额为日期
+ n" K% ]$ l# V$ ?+ b
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发表于 2016-5-20 16:19 | 显示全部楼层
我用UG做设计,我骄傲!
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