【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 UG NX對(duì)零件進(jìn)行三維造型和模具裝配設(shè)計(jì)，繪制模具的裝配圖和一系列零件圖。對(duì)主要成型零件，制定零件加工工藝卡，應(yīng)用CAM對(duì)成型零件進(jìn)行粗精加工程序編制，進(jìn)行模具凹型腔仿真加工，采用合理的加工工藝路線，對(duì)模具的裝配工藝進(jìn)行分析，編寫(xiě)模具裝配工藝流程。畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告手機(jī)充電器后蓋塑件成型CAE及模具設(shè)計(jì)制造第1部分 模流分析報(bào)告第1部分 模流分析報(bào)告 基礎(chǔ)理論知識(shí) 注塑模CAD/CAE/CAM技術(shù)1. 注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)組成 CAD/CAE/CAM系統(tǒng)是一門(mén)綜合技術(shù)。CAD/CAE/CAM 的含義分別是：CAD(Computer Aided Design) ——計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；CAE(Computer Aided Engineering) ——計(jì)算機(jī)輔助工程；CAM(Computer Aided Manufacturing) ——計(jì)算機(jī)輔助制造。目前，市場(chǎng)上CAD/CAE/CAM軟件、硬件品種繁多，但現(xiàn)在還沒(méi)有一套專業(yè)的、集成化的注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)。絕大多數(shù)企業(yè)使用的CAD/CAE/CAM系統(tǒng)是企業(yè)根據(jù)自身的技術(shù)特點(diǎn)、資金情況，從市場(chǎng)上采購(gòu)合適的CAD/CAM通用機(jī)械軟件和專業(yè)的注塑模CAE分析軟件配套集合而成的。一套注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)一般由硬件系統(tǒng)和相應(yīng)的軟件系統(tǒng)組成的，如圖11所示。注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)注塑模CAD/CAE/CAM軟件系統(tǒng)專業(yè)應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件輔助軟件注塑模CAD/CAE/CAM硬件系統(tǒng)輔助設(shè)備數(shù)控加工設(shè)備計(jì)算機(jī)圖11 注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)基本組成2 注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的運(yùn)用過(guò)程及特點(diǎn) 注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)是一個(gè)有機(jī)的整體，整套系統(tǒng)與企業(yè)的人才、技術(shù)相結(jié)合，最終將決定企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。其中的技術(shù)因素主要是企業(yè)在模具方面多年積累的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和技巧。（1）傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造過(guò)程 傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造過(guò)程如圖12所示。產(chǎn)品設(shè)計(jì)和模型構(gòu)建模 具 設(shè) 計(jì)模 具 制 造試 模、修 模注 塑 生 產(chǎn)制圖工具、基本加工設(shè)備、注塑機(jī)、設(shè)計(jì)制造人員圖12 傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)制造過(guò)程1）產(chǎn)品設(shè)計(jì)和模型構(gòu)建。模具設(shè)計(jì)人員根據(jù)用戶提供的資料（一般包括三種類型的資料，第一種是產(chǎn)品樣件，第二種是圖紙，第三種既有產(chǎn)品樣件又有圖紙，但需要修改樣件模型），構(gòu)建產(chǎn)品模型，繪制詳細(xì)的產(chǎn)品圖紙，計(jì)算加工材料的收縮率，為模具設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。2）模具設(shè)計(jì)。根據(jù)上述產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)果來(lái)確定注塑機(jī)型號(hào)、型腔數(shù)量、型腔排列、分型面和抽芯機(jī)構(gòu)等，同時(shí)要設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及導(dǎo)向系統(tǒng)等，確定模架等標(biāo)準(zhǔn)件，選用模具材料，繪制模具裝配圖和主要零部件圖紙。3）模具制造。在模具裝配圖及零部件圖繪制完成之后，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，經(jīng)過(guò)一系列的加工、制造和裝配過(guò)程，完成模具的制造。4）試模、修模。在模具制造裝配完成之后，需在事先選定的注塑機(jī)上進(jìn)行試模。如果試模順利，就要對(duì)產(chǎn)品形狀、尺寸進(jìn)行校驗(yàn)，檢查產(chǎn)品與設(shè)計(jì)要求的符合程度；如果在試模時(shí)發(fā)現(xiàn)模具本身存在問(wèn)題，那么模具就要送回模具車間進(jìn)行修模處理，直到試模成功，打出合格的產(chǎn)品。修模、試模是一個(gè)十分繁瑣、復(fù)雜的過(guò)程。在許多情況下，還涉及到模具設(shè)計(jì)方案的修改，需要對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行較大的改動(dòng)，造成反復(fù)的修模、試模。需要注意的是，反復(fù)的修模會(huì)造成模具內(nèi)部質(zhì)量的變化（如出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力等），導(dǎo)致模具的整體性能降低，致使塑料制品質(zhì)量不能達(dá)標(biāo)，存在著模具全部報(bào)廢的可能性。（2）基于CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造過(guò)程 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造方法存在著諸多弊端。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益發(fā)展，CAD/CAE/CAM技術(shù)在現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，使用該技術(shù)不僅能夠提高一次試模成功率，而且可以使模具設(shè)計(jì)和制造在質(zhì)量、性能及成本上都有很大程度的提升。圖13所示為使用CAD/CAE/CAM技術(shù)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)與制造的基本過(guò)程。YESNONOYES模具經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模具加工（CAM）試 模 生 產(chǎn)實(shí)物樣件或工程圖紙三維造型（CAD）產(chǎn)品真實(shí)感效果評(píng)價(jià)模具設(shè)計(jì)（CAD）模具工程分析（CAE）圖13 基于CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造1）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)由硬件和軟件組成。硬件包括計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備。軟件包括系統(tǒng)程序、專業(yè)應(yīng)用程序和各種輔助程序。注塑機(jī)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過(guò)程主要包括以下兩個(gè)環(huán)節(jié)。① 在樣品或圖紙基礎(chǔ)上利用CAD軟件進(jìn)行三維造型。② 在真實(shí)感效果評(píng)價(jià)滿意的基礎(chǔ)上進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。2）計(jì)算機(jī)輔助工程分析（CAE）。CAE技術(shù)是一門(mén)以CAD/CAM技術(shù)水平的提高為發(fā)展動(dòng)力，以高性能計(jì)算機(jī)和圖形顯示設(shè)備為發(fā)展條件，以計(jì)算力學(xué)中的邊界元、有限元、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及模態(tài)分析等方法理論為基礎(chǔ)的一項(xiàng)較新的技術(shù)。注塑成型過(guò)程中，塑料在型腔中的流動(dòng)、成型與材料的性能、制品的形狀尺寸、成型溫度、成型速度、成型壓力、成型時(shí)間、型腔表面情況和模具設(shè)計(jì)等一系列因素有關(guān)。因此，對(duì)于新產(chǎn)品或一些形狀復(fù)雜、質(zhì)量和精度要求較高的產(chǎn)品，即使是具有豐富經(jīng)驗(yàn)的工藝和模具設(shè)計(jì)人員，也很難保證一次性成功地設(shè)計(jì)出合格的模具。利用CAE技術(shù)，在模具基本設(shè)計(jì)完成之后，進(jìn)行注塑成型分析，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的缺陷，從而保證模具設(shè)計(jì)的合理性，提高模具的一次試模成功率，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。注塑成型CAE分析的內(nèi)容和結(jié)果為模具設(shè)計(jì)和制造提供可靠、優(yōu)化的參考數(shù)據(jù)，其中主要包括：① 澆注系統(tǒng)的平衡，澆口的數(shù)量、位置和大小。② 熔接痕的位置預(yù)測(cè)。③ 型腔內(nèi)部的溫度變化。④ 注塑過(guò)程中的注射壓力和熔融料體在充填過(guò)程中的壓力損失。⑤ 熔融料體的溫度變化。⑥ 剪切應(yīng)力、剪切速率。根據(jù)CAE分析結(jié)果，可以判斷模具及其澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否合理，判斷是否合理主要依據(jù)如下基本原則：① 各流道的壓差要小，壓力損失應(yīng)基本一致。② 整個(gè)澆注系統(tǒng)要基本平衡，即保證熔融料體要同時(shí)到達(dá)，同時(shí)充填型腔。③ 型腔要基本同時(shí)充填完畢。④ 充填時(shí)間要盡可能短，總體注射壓力要小，壓力損失也要小。⑤ 熔接痕和氣穴位置合理，不影響產(chǎn)品質(zhì)量。3）計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）。計(jì)算機(jī)輔助制造就是借助計(jì)算機(jī)完成制造過(guò)程的各項(xiàng)任務(wù)，包括生產(chǎn)工藝準(zhǔn)備和制造過(guò)程。注塑模CAM的主要功能包括： ① 由計(jì)算機(jī)完成整個(gè)模具生產(chǎn)的工藝過(guò)程設(shè)計(jì)。② 由計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行模具車間現(xiàn)場(chǎng)管理。③ 完成從模具產(chǎn)品的幾何模型到工藝模型的轉(zhuǎn)換。④ 加工程序的自動(dòng)編制。⑤ 利用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行模具零件的自動(dòng)加工。⑥ 利用仿真技術(shù)測(cè)試數(shù)控刀具軌跡，檢測(cè)是否存在過(guò)切及或加工干涉現(xiàn)象。（3）注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的特點(diǎn) 隨著CAD/CAE/CAM技術(shù)在模具行業(yè)的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)、制造方法必將被取代，該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1）縮短模具設(shè)計(jì)與制作周期。CAD系統(tǒng)內(nèi)容豐富并且功能強(qiáng)大，CAD數(shù)據(jù)庫(kù)存有大量模具標(biāo)準(zhǔn)件信息。專業(yè)的CAD系統(tǒng)還可以提供模具設(shè)計(jì)的專家輔助系統(tǒng)，其中包含各類經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)和常用設(shè)計(jì)方法，可以減少設(shè)計(jì)人員因經(jīng)驗(yàn)不足而花費(fèi)的時(shí)間，從而大大簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程。電子化的計(jì)算機(jī)圖紙，不僅可以隨時(shí)修改，而且可以方便地輸出，大大縮短設(shè)計(jì)周期。數(shù)控機(jī)床加工的高效率是一般機(jī)床或鉗加工不能比擬的。2）提高模具質(zhì)量。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)提供的專家設(shè)計(jì)系統(tǒng)，包含大量的綜合技術(shù)信息和理論背景知識(shí)，為設(shè)計(jì)人員提供了可靠的科學(xué)依據(jù)。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)合理的人機(jī)交