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1、毕业论文(设计)香皂盒的注塑模具设计诚信声明本人郑重声明 : 本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的， 在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名 : 年 月 日毕业设计任务书设计题目 : 香皂盒的注塑模具设计系部: 机械工程系 专业: 机械电子 学号: 112012332 学生: 指导教师 (含职 称): 讲师 专业负责人 : 1( 设计的主要任务及目标该题目主要完成市场中常见的香皂盒注塑模具设计加工，具体内容主要包括 :1、完成香皂盒建模。2、完成对应模具。3、完成模具的数控代码，实现加工模拟。已知: 自行解决香皂盒实物模型，参数自行测量2(设计的基本要求和内
2、容(1) 、认真阅读任务书，通过查阅相关文献资料，在了解课题研究目的意义及 现状等基础上，构建设计方案并进行充分论证，并撰写开题报告 ;(2) 、建立相关模型，熟悉相关软件 ;(3) 、在三维模型基础上完成模具模型和加工模拟 ;(4) 、毕业设计说明书 ;3( 主要参考文献1 张悦刊,钟佩思,赵国强,黄雪涛. 基于 Pro/E 的注塑模具设计与数控加工研 究J.煤矿机械,2007,02:75-77.2 周建安.UG注塑模具设计与数控加工应用J.深圳职业技术学院学报,2007,02:14-17.3 李艳艳.基于UG的注塑模具研究D.华北电力大学，2012. 4（进度安排 设计各阶段名称 起 止
3、日 期阅读任务书，通过查阅资料，撰写开题报告并2014 年 11 月至 2014 年 12 月 1进行开题答辩 ;建立相关模型，熟悉相关软件 ; 2015 年 1 月至 2015年 3 月 2中期答辩 ; 2015 年 4月至 2015年 5 月 3完成模具和模拟加工 ; 2015 年 5 月至 2015年 6 月 4 撰写设计说明书，准备毕业答辩 2015 年 6 月 5 审核人 : 年 月 日香皂盒的注塑模具设计摘要: 本次所做的是香皂盒的注塑模具设计，在此次模具设计过程中，设计路 线如下 : 香皂盒的三维模型设计 ， 香皂盒模具的三维设计以及模具数控模拟加 工。本次设计主要借助于软件PR
4、O/ENGINEE对香皂盒模型进行了合理分析，创建了香皂盒的三维模型，设计了模型分模面和香皂盒模具，并评估了零件的 合理性，缩短了设计周期，以期设计出所要求的模具。最后利用软件 UG NX8.0 进行数控模拟加工。关键词：Pro/ENGINEER，UG NX8.Q注塑模具，模拟加工Injection Mold Design of Soap BoxAbstract: This subject is to design the injection mold of soap box. In the process of the mold design, there are three steps I
5、 need to do. Firstly, I designed thethree-dimensional model of the soap box. Secondly, I completed three-dimensional mold of the soap box. Finally, I finished the mold NC machining simulation. The design of mold the main with the help of the software PRO / ENGINEER model for soap box for a reasonabl
6、e analysis, and I created the three-dimensional model and mold of soap box. In order to make the perfect design, I finished the design of model parting surface, and assessed the reasonableness of the parts, shorten the design cycle.Then, I completed NC machining simulation of the soap box mold with
7、the software UG NX8.0.Keywords: Pro/ENGINEER, UG NX8.0, Injection mould, Simulation processingI 目录 1 绪 论 1 1.1注塑模具设 计的意义及目 的 1 1.2 软件Pro/ENGINEER 2 1.3软件 UGNX8.0 2 2 注塑模具理论 3 2.1 注塑模具设计流程 32.2 数控加工基础知识 3 2.3数控技术概述 3 3 模具设计及模拟加工 1 3.1香皂盒三维模型 4 3.2 香皂盒下盖模型的模具设计 5 3.2.1 新建模具文件 5 3.2.2 调入香皂盒下盖模型 6 3.2.3
8、 下盖模收缩率设 10 3.2.4 创建香皂盒下盖的毛坯文件 10 3.2.5复制分型曲面设计 15 3.2.6 复制曲面边线的延伸 19 3.2.7 分割香皂盒下盖模具体积 快 22 3.2.8抽取香皂盒下盖模具元件 25 3.3制模与开模演示 25 3.3 制模与开模演示 26 3.3.1 成型后香皂盒下盖制模元 件 26 3.3.2香皂盒下盖凹模凸模开模演示. 273.4 保存香皂盒下盖模具文件 31 3.5香皂盒上下盖模具模拟加工 32 3.5.1 将香皂盒模具文件调入 UGNX8.0 323.5.2 模拟加工香皂盒下盖模具/ 33 4 总结 44 参考文献 45 致谢 47II太原工
9、业学院毕业设计1 绪论1.1 注塑模具设计的意义及目的在现代生活中，随着科学技术的迅速发展，我们生活中使用的物品更新也越来 越快。生产生活当中，很多的东西都需要用到模具成型。因此，模具生产对于模型 有很大影响，很多产品对其模具的生产要求也越来越高。塑料产品的生产很大部分是离不开其模具的制造，由于塑料产品具有一定的形 状，所以生产塑料制品需要将其液态原料注入模具，然后冷却成型。因此模具对塑 料制品的制造具有相当大的影响，所以对产品模具的设计要求是需要相当高的。只 有高质量的模具才能生产出我们生活使用中要求的优质产品，而产品模具不仅要求 生产效率高，而且要求模具结构合理，制造容易，成本低廉。模具是
10、制造业中的一种非常常见的制造工具，它的作用是引导液态塑料原料的 流动，使之称为我们所需要的形状。用模具制造物品优点很多，不仅生产效率高， 材料消耗低，而且生产成本低廉。所以，利用模具生产产品使用愈来愈广泛，也愈 来愈得到人们的认可。模具制造行业在我国占据重要位置，而且塑料模具的制造又是这个行业中的不 可或缺的一脉。随着高分子化学技术的发展以及高分子合成技术、材料改性技术的 进步，愈来愈多的具有优异性能的高分子材料不断涌现，从而促使塑料工业飞跃发 展。模具设计过程一般是设计收缩率、毛坯尺寸、型腔布局，然后进行模具填充、 制模，最后在利用软件进行模具的模拟数控加工。在生产塑料制品的过程中，我们应该
11、注重模型模具的生产工艺以及生产路线， 还有高质量的生产设备，这是生产高质量的模具所需要的必备因素。只有设计出优 秀的塑料模具加工工艺和加工方案，才能生产出高质量高品质的塑料制品，我们的 生活才能享受到高科技的福利。想要高效率的生产模具必须配备优秀的生产设备， 随着生活中塑料制品的使用越来越频繁，对成型塑料制品的模具也提出了更高的要 求，促使塑料模具不断的向前发展。在现代化工业生产过程中，非常多的工业产品需要利用其模型模具来进行大量 高效率的生产，各行各业中都有很多的产品制造所依赖模具来生产。随着现代化的 推进，我国的模具制造业发展非常迅速，不仅我们生活中的塑料制品越来越多而且 其品种也非常广泛
12、。由此可见，塑料模具制造业在我国国民生产生活当中1太原工业学院毕业设计起到非常大的作用。对于当前全球模具制造行业中，模具的主要出口国是美 国，日本，法国，瑞士等国家。而我国的出口量却远不如前面几个国家，我国所需 要提高的是模具制造技术，提出更好的设计方案，完成优秀的生产工艺，这样才能 提高我国的模具出口量。因此，研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促 进国民经济的发展有着特别重要的意义。1.2 软件 Pro/ENGINEER软件Pro/Engineer是美国参数技术公司(PTC)旗下的一款三维软件。该软件以 参数化著称，是参数化技术的最早应用者，该软件在当前设计行业中的使用率非常 高。P
13、ro/Engineer作为当今世界机械 CAD/CAE/CA领域的新标准而得到业界的认 可和推广，是现代生活中的主流设计软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重 要位置。本次设计中运用到的是该软件的建模和模具设计及制模模块。1.3 软件 UG NX8.0UG(Unigraphics NX) 是 Siemens PLM Software 公司出品的一个产品工程解决 方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。Unigraphics NX 针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供了经过实践验 计算机辅助设计与计算机辅助制造 ) 证的解决方案。它是一个交互式 CAD/CAM(
14、系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。本次设计中运 用到的是该软件的模拟数控加工模块。2太原工业学院毕业设计2 注塑模具理论2.1 注塑模具设计流程在利用 Pro/Engineer 5.0 进行模具设计之前，需要对模具设计的前期工作做 好充分准备，一般包括对所要生产制品的相关信息要清楚，同时要根据制品来选择 合适的材料、生产工艺、设备以及采用何种模具结构等。这些都必须在进入 Pro/Engineer 5.0 模具设计之前准备好，也就是所谓的成型所料制品任务书及模 具设计任务书的拟定。主要步骤有：成型塑料制品任务书，塑料制品的工艺分析, 成型设备的选择，塑料模具的结构方案等。2
15、.2数控加工基础知识完成一个零件的模型创建之后，即可加工生成这个零件，加工方式有车加工、 磨加工、铣加工、转孔加工和线切割加工等。UG提供了数控编程功能模块，可以满足各种加工要求并生成数控加工程序。数控编程功能模块可以提供用户交互编制 数控程序，处理车加工、磨加工、铣加工、转孔加工、和线切割加工等的刀具轨 迹。2.3数控技术概述数控技术是用数字或数字信号构成的程序，对设备的工作过程实现自动控制的 一门技术，简称数控(Numerical Control ，NC)。数控技术综合运用了微电子、计 算机、自动控制、精密检测、机械设计和机械制造等技术的最新成果，通过程序来 实现设备运动过程和先后顺序的自
16、动控制，位移和相对坐标的自动控制。3太原工业学院毕业设计3模具设计及模拟加工3.1香皂盒三维模型香皂盒下盖模型如图3-1-1图3-1-1香皂盒下盖模型香皂盒上盖模型如图3-1-2图3-1-2香皂盒上盖模型4太原工业学院毕业设计3.2香皂盒下盖模型的模具设计321（新建模具文件（1）打开软件Pro/ENGINEER新建一个制造模块，选择模具型腔，不使用缺省 模板，名称改为xiagaimo（不可使用中文），点击确定，如图3-2-1。 弹出新文件选项，选择 mn单位，点击确定，如图3-2-2。件r 1 ti|rJ片曲哪* Utt由左叫垃m旦沖1 xia=ic|曰图3-2-1 “新建”对话框图3-2-
17、2选择mn单位5太原工业学院毕业设计3.2.2.调入香皂盒下盖模型(1)进入模具设计模块后，单击“模具/铸件制造”中的“选取零件”按钮，弹 出“打开”对话框。选择如图3-2-3所示的xiagaimo.prt文件，单击“打开”， 弹出“创建参照模型”对话框，如图 3-2-4。圍在合话中凶克面:-z=x弋工低目录 聲网上邻居2册菽夹_J=- 口3蛙刚侃-丫岂匚pt EJ 曲|003： jk_ pirt _iF：工 j： pr：I匕盘皿土鱼二一七兰1LJYT：h-：Liprt-| sf5in&i；,r ;图9-2-3选取零件(2)在“参照模型类型”中选择“按参照合并”单选按钮，名称改为xiagaim
18、o，点击确定。此时，参照模型出现在工作窗口中图3-2-4 “创建参照模型”对话框6太原工业学院毕业设计(3)弹出的“布局”对话框如图3-2-5所示图3-2- 5 “布局”对话框单击“参照模型起点与定向”文本框左侧的按钮，弹出XIAGAIMO_REF浮动参照模型，如图3-2-6 。图3-2- 6 “参照模型起点和方向”文本框太原工业学院毕业设计在如图3-2-7的菜单管理中，选择“获得坐标系类型”的动态菜单命令,此时浮动参照模型出现了坐标系，如图3-2-8图3-2-7动态菜单命令图3-2-8参照模型8太原工业学院毕业设计Z轴方向, 按住鼠标滚轮，移动XIAGAIMO_RE浮动框中的参照模型，观察
19、设置Z轴为指向开模方向。本设计中，选择以 X轴为旋转轴，设置“值”为90， 如图3-2-9，点击确定。(5)此时观察到参照模型浮动框中Z轴指向开模方向，返回“布局对话框，单 击确定，选择菜单中“完成/返回”命令，完成参照模型调入。9太原工业学院毕业设计323.下盖模收缩率设置(1) 单击“模具/铸件制造”工具栏中的“按比例收缩”按钮，弹出“按比例收 缩”对话框，如图3-2-10。单击“公式”选项组中的“ 1+S按钮，单击坐标系左 侧按钮，在工作窗口中选取参照模型中的模型坐标系。图3-2-10 “按比例收缩”对话框(2) “类型”选项组中的复选框默认为选中状态，同时在“收缩率”文本框中 键入材料
20、的收缩率(在本次设计中选用ABS材料的收缩率0.005)，单击确定，完成 参照模型收缩率的设置。3.24 创建香皂盒下盖的毛坯文件(1)单击“模具/铸件制造”工具栏中的“自动工件”按钮，弹出自动“工件” 对话框，“工件名”采用系统默认的设置，如图3-2-11所示。此时“模具原点”选项组以下均为灰色，不能点选。这时，在工作窗口中选中参照模型坐标系，模型 坐标系显示为红色。同时，“模具原点”选项组下方的选项被激活，表示可以进行 下方命令设置。太原工业学院毕业设计图3-2-11 “自动工件”对话框(2)单击“形状”选项组中的“标准矩形”按钮，“单位”下拉列表框采用系统默认设置。在“整体尺寸”选项组中
21、，分别输入X,Y,+Z,-Z 4个方向的尺寸，用以设置毛坯工件尺寸。单击“确定”按钮，如图3-2-12所示。图3-2-12毛坯工件11太原工业学院毕业设计(3) 单击模型树下的“显示”按钮，在下拉菜单中单击选取“层树”命令，如图3-2-13所示iTJ XIAGMMO ASM 口 MOLD.RiGHTZ7 MAjNART|NG_PLN Z7 W1OLD_FRONT MQLD_DEF_C5YS+ )QAGAIlV10_REf.PR7剥QJ1 n斶D阵虑凹 y几何ud图3-2-13模型树选择下列表中的XIAGAIMO_RE选项，如图3-2-14所示。在模型树窗口中显示的是参照模型的基准特征，按住Ct
22、rl键，依次选择参照模型的基准面和基准轴层割*工畫去I1肿击?F7PRT AlLD7M PLN+ 仁7 51 _PRT_DEF_DTM_PLTJPRT AU AXBPRT ALL CURVESq 04-_PRT,ALt._DTM,PNT* Q_PRT_ALL_DTW_C5S * +;耐Q 05.R7.DE F_DTM_CSS召壬1_PRT_ALL_5URFS星庫性-.一图3-2-14层树选中之后，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单栏中选择“隐藏”命令。此 时，工作窗口中的参照模型基准面和基准轴消失，如图3-2-15所示。单击模型树下的“显示”按钮，在下拉菜单中选择“模型树”命令。返回到模型树的最初
23、工作 状态。12太原工业学院毕业设计图3-2-15参照模型基准轴和基准面消失(5) 将这些操作特征显示在模型树下面。单击模型树下的“设置”按钮，在弹出的下拉菜单中选择“树过滤器”命令。在弹出的“模型树项目”对话框的“显示”选项组中选中“特征”选项，如图 3-2-16所示，单击“确定”。此时，模型 树中出现模具模型的基准特征。图3-2- 16 “模型树项目”对话框13太原工业学院毕业设计(6) 为操作方便，应使毛坯工件显示为线框模型，而参照模型仍然为着色模 型。在主菜单中选择“视图”下的“视管理器”菜单命令，弹出“视图管理器”对 话框，如图3-2-17所示。选择“样式”标签，单击“新建”按钮，采
24、用系统默认 的样式名称StyleOOO1 ,按Enter键后，弹出“编辑：STYLE0001对话框，如图 2-18所示。图3-2-17 “视图管理器”(7) 单击“显示”选项卡，选中默认的“线框”单选按钮，单击屏幕中的毛坯工件，单击“完成”按钮，再单击图 3-2-18中的“关闭”按钮|F.WI一显示展显示SSX图 3-2-18“编辑”对话框14太原工业学院毕业设计完成毛坯的线框显示如图3-2-19图3-2-19毛坯线框显示325.复制分型曲面设计复制下盖外表面，并填补破孔。对于下盖的破孔，可以通过“复制”命令将下 盖模破孔填平，然后在下盖内外表面交界处通过复制延伸的方法形成一个平面作为 分型面
25、。(1)为了方便对下盖模外表面进行复制，将工件进行遮蔽，如图3-2-20所示,基准显示平面开关关闭。*TJ X1AGA1M0.ASM口 MOL .RIGHT口 MAIN PARTIN 5 PM再生nMCLCJ.FROhTMOLD_DEF_CYh ；IX1AGA1MO_WRK.PRT图3-2-20模型树15太原工业学院毕业设计在菜单管理器中选择“特征” “模具模型类型”“型腔组件”菜单命令，如图3-2-21所示。在弹出的“特征曲面”菜单中选择“曲面”菜单命令，如图3-2-223-2-所示。在弹出的“曲面选项”菜单中选择“复制”“完成”菜单命令，如图 23所示。4模晨WfiE樽昌載餐壬孚完戒/返回
26、模尋埒证豆宜罠辱ISWL坯谨r.直慎頁元览右哥理远!弊劉牛图3-2- 21 “复制”图3-2- 22 “模具” 图3-2- 23 “型腔组 件”Ctrl进入复制控制面板，如图3-2-24所示。单击“选取项目”，按住 键，逐个选取香皂盒下盖外表面曲面，选取时注意不要遗漏细小曲面。16太原工业学院毕业设计图3-2-25所选取面9-26 所 单击图2-24中的“选项”按钮，打开“选项”下拉菜单，如图示。填充扎曲面图3-2- 26 “选项”对话框17太原工业学院毕业设计键，选取选中“排除曲面并填充孔”单选按钮，单击“选取项目”，按住CtrlF盖模外表面需要填补破孔的面，如图3-2-27所示图3-2-2
27、7所要填补的面18太原工业学院毕业设计326.复制曲面边线的延伸(1)在模型树窗口下方选取毛坯工件特征，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单 中选择“取消隐藏”命令，工作窗口出现毛坯工件，用以完成轮廓线向工件表面进 行延伸的操作。(2)在菜单管理其中选择“特征”“模具模型类型”“型腔组件”菜单命令，如图3-2-21所示。在弹出的“特征操作”下拉菜单中选择“曲面”菜单命令，如”中选择“延伸”命令，如图3-2-29 所示。 此时，工作窗口上方弹出如图3-2-30所示的延伸控制面板，在下滑面板中 首先选取“边界边”选项，单击“细节”按钮，弹出“链”对话框1 II 叭 H吕4四就 .vrrttMLdh P0
28、0 _| R*HPIlBi F rjidii t * F #4 7 I*-1 -m -7 31 1*! i* Ifl图3-5- 57 “新建”对话框(2) 进入加工环境。在标准条上，选择“开始” “加工”命令，进入加工环境，选择“ mill_plannar ”选项，单击“确定”按钮，如图3-5-58所示图3-5- 58 “加工环境”对话框333-5-太原工业学院毕业设计(3) 设置坐标系和安全平面。隐藏毛坯零件，打开“工序导航器”， 59所示。MCSMILL图3-5- 59 “工序导航器”对话框右键单击“ MCS_MIL”节点，选择“编辑”命令。弹出“ Mill Orient ”对话 框，如图
29、3-5-60所示，单击“ CSYS对话框”按钮，弹出“ CSYS对话框，单击“CSYS对话框中的“确定”按钮。图3-5- 60 “ CSYS对话框34太原工业学院毕业设计在“ Mill Orie nt ”对话框中单击“平面对话框”按钮，弹出“自动平面”对话框，设置“距离”为“ 10”，单击“确定”按钮，如图3-5-61所示图 3-5- 61 “Mill Orient ” 对话框(4) 创建刀具。创建立铣刀。单击“插入”工具条中的“创建刀具”按钮，打MILL”按钮，创建立铣开“创建刀具”对话框，单击“刀具子类型”选项组中的 刀，单击“确定”，如图3-5-62所示。图3-5- 62 “创建刀具”对
30、话框35太原工业学院毕业设计打开“铣刀-5参数”对话框，如图3-5-63所示，设置“直径”的参数为5, 单击“确定”按钮。创建球形铣刀刀具更一盘鱼更齊関例A尺寸图3-5- 64 “参数”对话框单击“插入”工具条中的“创建刀具”按钮，打开“创建刀具”对话框，选择 球形刀具，设置参数如图3-5-65所示。单击“确定”。刀具SflA图3-5- 65 “球形铣刀”对话框36太原工业学院毕业设计(5) 创建型腔铣削工序。在“插入”工具条中单击“创建工序”按钮，打开3-5-66所示的“创建工序”对话框。图3-5- 66 “创建工序”对话框在“创建工序”对话框中的“类型”下拉列表框中选择“mill_c on
31、 tour ”选项，在“工序子类型”选项组中单击“ CAVITY_MILL按钮，在“刀具”下拉列表 中选择“铣刀-5”选项，单击“确定”按钮后，弹出“型腔铣”对话框。如图 3- 5-67所示。图3-5- 67 “型腔铣”对话框37太原工业学院毕业设计(6) 在“型腔铣”对话框中，单击“选择或编辑部件几何体”按钮，打开“部 件几何体”对话框，单击“确定”。再单击“选择或编辑切削区域”按钮，打开 “切削区域”对话框，选择所有加工面，单击“确定”按钮，退出“切削区域对话框”。如图3-5-68所示LH1*生赳* 44图3-5- 68 “切削区域”对话框(7) 生成刀路。在“型腔铣”对话框中的“刀轨设置
32、”选项组中进行参数设置，切削模式选择“跟随部件”选项，单击“操作”选项组中的“生成”按钮，系 统自动生成刀轨，单击“确定”。如图 3-5-69所示。图3-5-69生成刀轨38太原工业学院毕业设计(8) 进行精加工。在上面步骤 05中，选择“ ZLEVEL_PROFILE_COPY_CO按Y钮，选择“球形铣刀”，单击确定，如图 3-5-70所示。图3-5-70精加工工序然后重复上述 步骤，生成刀路如图3-5-71所示图3-5-71生成刀轨39图 5-13太原工业学院毕业设计(9) 刀轨验证。选择工序，打开“工序导航器”，按住 Ctrl键，依次选择创建的加工工序，如图3-5-72所示囚工序导航器-
33、程序験序nr_FF;OWJ却未冃回对话框，单击“播放”按钮，系统演示所有刀轨，如图图3-5-73刀轨演示图3-5- 72 “工序导航器”对话框演示刀轨。单击“操作”工具条中的“确认刀轨”按钮，弹出“刀轨可视化”3-5-73 所示。40太原工业学院毕业设计(10) 创建后处理。单击“操作”工具条中的“后处理”按钮，打开如图3-5-74所示的“后处理”对话框，选择“ MILL_3_AXIS选项，单击“确定”。图3-5- 74 “后处理”对话框系统弹出“信息”文本对话框如图 3-5-75所示，可以查看其中的程序信息。图3-5- 76 “信息”对话框太原工业学院毕业设计车间文档。单击“操作”工具条中的“车间文档”按钮，打开“车间文档”对话框，如图3-5-77所示，选择“ TEXT的文件图3-5-
