中耳乳突炎手术费用基于UG的玩具汽车外壳三维设计毕业设计论文

2021年2月24日发(作者：充气娃娃声音试听)
















































成

都

工

业

学

院


毕

业

设

计

（论

文）














设计（论文）题目：
















系

部


名

称：
专








业：
班








级：
学

生


姓

名：
学








号：
指

导


教

师：










































基于
UG
的玩具汽车外壳的

三维设计与数控加工












机电工程系















数控技术










11422




















周荣幸




















07





















杨显宏



















































二
O
一四

年

第

1
页

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，< br>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











第

2
页






Abstract



This topic is the 3D design and NC machining 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 encountered
in the design process of the considerations listed.





Because
the
model
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
kinds
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 UG 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 process 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














第

3
页


目录

摘要
....................................... .................................
2

第一章

概论

.
.................. .................................................. .................................................. ..............
5
1.1
简介

.
.................................................. .................................................. ............................
5
1.2
对汽车加工的基本要素

.
............... .................................................. ..................................
5
1.3
汽车材料及性能

.
......................... .................................................. ...................................
6
1.4
课题的任务及技术

.
................. .................................................. ........................................
8
1.5
课题的目的及意义

.
................. .................................................. ........................................
9
第二章

玩具汽车外壳的三维设计

.
........ .................................................. ..................................
10
2.1 UG
软件的介绍

.
......................... .................................................. ....................................
10
2.2
零件的测绘

.
.................. .................................................. ..............................................
10
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

.
..... .................................................. .......................
19
3.1
、型芯的数控加工工艺设计

.
............. .................................................. ...........................
19
3.2
、型腔的数控加工工艺设计

.
............. .................................................. ...........................
26
3.3
、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

.
...................... .................................................. ........................
29
4.1
仿真加工的目的和分类

.
...................... .................................................. ........................
30
4.2
加工程序

.......................... .................................................. ..............................................
30
4.3
宇龙仿真软件
..................... .................................................. ...........................................
31
第五章

绘制产品与相应的工程图

.
......... .................................................. ...................................
35
5.1
、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

4
页


第一章

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，< br>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，
第

5
页


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
（
σ
b
=56
～
< br>尼龙
6
、
66
、
610
、
1010
用于小
83MPa),
突出的耐磨性和
型耐磨几件，
如齿轮、
凸轮、
轴承、
自润滑性，耐热性不高，
衬套等；铸造尼龙（
MC
）用于大型
但芳香尼龙有高的耐热
机件，如齿轮、凸轮、轴承、叶轮
性


聚甲醛

等


强
度
高
（
σ
b
=53
～
用于汽车、机床、化工、仪表等
68MPa
）
，刚性、硬度和耐
耐疲劳、 耐磨机件和弹性零件，如
第

6
页


（
POM
）

磨性好，摩擦系数小，耐
齿轮、凸轮、轴承、叶轮等

疲劳性好，但耐热性差，
易老化


聚碳酸酯

（
PC
）


强
度
高
（
σ
b
=66
～
高精度构件及耐冲击构件，
如齿
70MPa
）
，韧性和尺寸稳定
轮、
蜗轮、
防弹玻璃、
飞机挡风罩、
型号，耐热性好，透明性
座舱盖 ，
以及作为高绝缘材料使用

好，但化学稳定性差，易
裂


ABS
塑料


兼有以上三者有点，还

广泛 用于机械、电器、汽车、飞
有可电镀性。改变组成比
机、化工等行业，如齿轮、轴承、
例可调节性能，适应范围
仪表盘、机壳机罩、机舱内装饰板
广


聚砜
PSU
和窗框等结构


良好的综合力学性能，

用于较高温度的结构件，如齿
突出的耐热性和抗蠕 变
轮、叶轮、仪表外壳、以及电子器
性，还有可电镀性，但耐
件中的骨架、管座、积分 电路板等

有机溶剂差，易裂

有机玻璃

（
PMMA
）


聚四氟乙烯

（
FIFE)

透光好，强度较高（
σ
b

用于透明和较高强度的零件、
装
汽车的座窗等

=66
～
70MPa
）
，但不耐磨

饰件，如光学镜片、标牌、飞机与

卓越的耐热、耐寒性。

用 于化工、电器、国防等方面，
极强的耐腐蚀性，被称为
如超高频绝缘材料、
液氢输送管 道
“塑料王”
。
但强度低
（
σ
b
的垫圈、软管等< br>
=15MPa
）
，刚性差，成形
性差

根据表中所列各种材料的性能，本玩具汽车选用
ABS
塑料。

ABS
的成型工艺：

1
、
ABS
在成型加工前，
大都要作干燥处理：
用烘箱以
80
～
85
℃烘
2< br>～
4
小时或用
干燥料斗以
80
℃烘
1
～2
小时；

2
、注射温度在
160
～
220< br>°
C
之间；

3
、对于薄壁、长流程、小浇口制品，注射压力 可达
130
～
150Mpa
，而厚壁、大
浇口制品只需
70
～
100Mpa
即可；

4
、为了获得内应力较小的制品， 保压压力不宜过高，以
60
～
70Mpa
为宜；

5
、注射速度以中、低为宜；

6
、模具温度在
60
°
C
左右；

第

7
页


（
2
）、产品的结构和质量分析

本产品是供玩耍的玩具，该制品要 求有高的耐气候性和优良的集合稳定性，
要求材料有良好的塑性和韧性，材料均匀。

该产品用于玩具汽车的外壳，所以要求外表光顺，兼具美观，没有缺陷、毛
刺、斑点、及熔接痕。

塑料产品公差等级选用与产品的用途有关，
塑料精度等级选用应该合理，
应
在满足要求的前提下尽量选低等级。

1
、尺寸精度：我们设计的玩具电车外壳所选 塑件材料为
ABS
，参考资料三
P25
表
2-5
常用材料模 塑件公等级和选用，选定塑件的等级为：
IT5
。

塑件的表面质量是指塑 件的表面缺陷、
表面光泽性和表面粗糙度。
其中决定塑件
的表面粗糙度的主要因素是模 具成型零件的表面粗糙度。
这里将塑件的外表面粗
糙度定为：
Ra
：
1.6
。

2
、壁厚：塑件制品的壁厚是重要的结构要素，热塑性塑料制品的 壁厚一般在
1mm
～
4mm
，
制品的最小壁厚与塑料材料的流动性有 关。
塑件的壁厚应根据塑件的
使用要求来确定。市场上玩具电车外壳一般在
1mm～
2mm
之间，在此选择壁厚为
2mm
。

3
、脱模斜度：根据所选材料
ABS
与玩具电车外壳的尺寸特点，选择的脱模斜度
为< br>1
°

4
、加强肋：加强肋应设计的矮一些，多一些，深而狭窄的沟槽 会给模具加工带
来困难，高而厚会使加强肋所在处的壁厚不均，易形成缩孔和表面缺陷。
5
、
圆角：
制品的各连接处均应有半径不小于
0.5
～
1mm
的圆角。
在不影响塑件使
用的前提下应尽量取大些。
一般外圆弧半径应 是壁厚的
1.5
倍，
内圆角半径应是
壁厚的
0.5
倍，这里 将外圆弧半径定为
2.25mm
，内圆角半径为
0.75mm
。

1.4
课题的任务及技术


（
1
）
、课题的任务

1
、完成零件的测绘与三维造型设计；

2
、完成产品的主要零件的公、母模设计；

3
、
完成产品的主要 零件的公、
母模零件的数控加工工艺分析，
只定相应的工艺
规程；

4
、完成产品的主要零件的公、母模零件的相应的电极设计；

5
、
完成产品的主要零件的公、
模模零件的刀路设计和生产相应的数控加工程序；

6
、绘制产品与相应零件的工程图；

7
、撰写毕业设计论文（或说明书）
。


第

8
页


（
2
）、技术

通过此类毕业设计 ，
是学生掌握较复杂机械零件的三维设计与制造方法，
要
达到以下目的：
< br>1
、综合运用三年来的所学完成零件的测绘与三维造型设计，培养查阅文献与计
算机辅助 设计能力；

2
、利用三维设计软件中的模具设计模块与电极模块分别完成产品的主要 零件的
公、母模设计与拆分相应的电极，培养其产品的模具设计能力与电极设计能力；

3
、利用三维设计软件中的计算机辅助制造模块完成产品的主要零件的公、母模
零件的刀路设 计和生产相应的数控加工程序，培养其数控编程能力；

通过毕业设计论文（或说明书）的撰写，培养科技论文撰写能力。

1.5
课题的目的及意义

对国内经济研究现状表明，
制造技术是各 国经济竞争的重要支柱之一，
经济
的成功在很大程度上得益于先进的制造技术，
中国更 是制造大国。
而欧美国家于
2012
年重返制造业的举动使中国在内的亚洲国家的制造 业受到了严峻的考验，
亚洲渐渐失去廉价劳动力等优势。
而面对欧美的先进的制造技术的，处于弱势的
我国需迎难而上，
积极发展先进技术，
培养高科技技术人才。
而上升的劳动力成
本和政治压力并非是改变平衡的因素，
真正的破坏将来自于一系列以指数化速 度
发展的技术，这些技术包括自动化技术，
3D
打印和纳米技术，可以预见，与下一代机器人相比，
中国正在从事的制造、
组装业将变得极其的效率地下，
机器人< br>将会比人工更廉价，
而数控技术行业作为一种先进自动化制造手段，
应该受到足
够的重视和发展。
中国的数控技术和一些欧美国家相比仍处于落后阶段，
它的发
展直接 影响到中国制造业竞争力。
数控技术也数控装备也是制造工业现代化的重
要基础。
这个 基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，
关系到
一个国家的地位。
所 以我们有必要对数控技术进行迫切的发展。
要让数控技术成
为第一生产力，关键是让设计人员都 会会用数控系统。

第

9
页




第二章

玩具汽车外壳的三维设计

2.1 UG
软件的介绍

Unigraphics
（简称
UG
）
。
UG
NX
6
是集
CAD/CAM/CAE
于一体的
3D
参数化软
件，
是当今世界最先进的计算机辅助设计、
分析和制造软件之一，
它涵盖了产品
设计、
工程和制造中的全套开发流程，
为客户提供了全面的产品全生命周 期解决
方案，是当今最先进的产品全生命周期管理软件之一。

UG
NX
6
作为一款
CAD/CAM/CAE
集成系统，具有强大的功能，具体介绍如 下。

（
1
）
、产品设计：利用零件建模模块、产品装配模块和工程 图模块，可以建立各
种复杂结构的三维参数化实体装配体模型和部件详细模型，
并自动地生成工 作图
纸；
设计人员之间可以进行协同设计；
可应用于各种类型产品的设计，
并 支持产
品的外观设计以及产品的虚拟装配和各种分析，省去了制造样机的过程。

(2 )
、产品分析：利用有限元方法，对产品模型进行受力、受热和模态分析，从
云图颜色上直观地 表示受力或者变形等情况。利用结构分析，可以分析产品的

实际运动情况和干涉状态，并可以分析产品运动的速度。

(3)
、产品加 工利用加工模块，可以根据产品模型或者装配体模型模拟产生刀具
路径，自动产生数控机床能接受的数控 加工指令代码。

(4)
、
产品宣传利用
NX
的可视化渲 染可以产生逼真的艺术照片、
动画等，
可以直
接在上发布产品模型，以便于企业宣传。

2.2
零件的测绘


根据实物，利用游标卡尺、尺子、圆规等，外加目测等完成零件的测绘，并绘


（

图
2-1
草图）

第

10
页


制出零件草图，如图
2-1
所示


2.3
三维设计过程及常用的命令解析

本课题的重心和基础是模型的三维设 计，
产品三维设计的好坏直接影响到后
续分型、加工、仿真。就是说这个在三维设计过程中不仅 要设计出产品，还必须
保证产品的质量过关、结构合理。而建模的质量和
UG
命令使用 的熟练程度密切
相关。在
UG
中，为了实现一个操作，往往可以使用多种不同的命令， 但最快捷
的方式往往只有一种。所以在
UG
设计中我们要在熟能生巧的基础上灵活运用 ，
举一反三。
UG
软件中有大量的命令，
在设计过程中要多尝试使用。
UG
拥有强大、
完善的功能的同时，
还提供了人机对话的功能，
这在很大程 度上减少了操作的难
度。

对该产品的形体分析，在设计中初步采用点—线—面—实体的方法建模。

首先打开< br>UG
，新建建模环境，更改名称和文件保存路径，名称保存的文件夹应
以字母命名，然后 单击确定如图
2-2
。


（图
2-2
新建建模）

（图
2-3
创建草图对话框）

进入到建模环境后，
单击草图进入到草图环境，
在弹出的创建草图对话框选取草
图的基本平面，单击确定按钮或鼠标中键。如图
2-3
在画草图前分析产品结
构为严格的中间对称结构，于
是设计过程中只需设计

产品的一半，然后使用镜像命
令即可。

在开始设计前，需要熟悉


第

11
页



（图
2-4
图层管理对话框）

图层管理其的应用。
合理 的使用图层可以很大程度上提高效率，
和操作的条理性。


一般来说，
1~20
层实体（
Solid Bodies
）
，
21~40
草图（
Sketchs
）
，
41~60
曲
线（
Curves
）

，
61~80
参考对象（
Reference Geometries
）

，
81~100
片体
（
Sheet Bodies
）
，
101~120
工程图对象（
Drafting Objects
）
。

点击图层设置命令即可进入到图层设置对话框，如图< br>2-4
。工作图层一栏可
以选择，也可以输入新图层。带有
work
标 志的
图层就表示当前工作图层。
则当前所有操作都将
保存在该图层。如（图
2 -4
）
，红勾的表示该图
层内容可见，
若要设置为不可见则单击鼠标左键取消该图层勾选。

在草图环境中使用配置文件、
直线、
圆弧等
命令构建基本曲线，并添加尺寸、形状约束。如
图
2-5
。

（

图
2-5
配置文件命令）

在草图环境中， 所有操作只能在选定的平
面上进行。若要绘制空间交叉曲面，则应另建
草图，另选平面。

本产品仅仅依靠平面上执行的命令是远
远不够的，还会用到大量的空间曲线命令。而
曲线的基础是点

。在草图环境下，或者单击
完成草图进入到建模环境下单击点命令 ，进入
到点对话框。如图
2-6
类型一栏可以选择捕捉
的点的方式。坐标一栏 选择“相对
WCS
”则输
入的坐标值是相对于当前坐标的相对坐标；选
择“绝 对”则输入的坐标是相对绝对坐标
ACS
的坐标值。相对坐标可以进行旋转、移动等操
作，而绝对坐标是固定不变的。

（图
2-6
点对话框）

创建曲线的方法有很多种，
以数学形式定义的曲线主要包括直线 和二次曲线
（圆弧、圆、椭圆、双曲线、抛物线等）
。由其他几何体计算而定义的曲线主要包括抽取曲线、交线、投射曲线、偏置曲线、桥接曲线、曲线缠绕
/
曲线展开、
简 化曲线、以及曲线连接等。构造曲线主要包括样条曲线、螺旋线、以及规律线
等。

因为该产品多是光滑过渡的
曲面，因此要求曲线的连接要光

第

12
页


（图
2-7
曲线框架）

顺，所以设计中多采用样条曲线结合桥接曲线的方法产生相切连续的曲线。

当产品主 要面的曲线创建完毕后，如图
2-7
，就可以开始创建曲面。曲面创
建也是至关重要的 一步，
使用正确的命令和技巧会影响到整个产品的质量。
在创
建前应对产品进行分析。
原则是先创建主要大面，
一些次要面可以通过倒圆、
桥
接等方式创建。本产品 应用到面的命令主要有以下几个：

1
、通过曲线网格。点击“通过曲线网格”命令进 入到通过曲线对话框，如
图
2-8.
主曲线一栏选择任意相对的两条边，交叉曲线选择 另外两条相对的边，
注意箭头方向保持一致。主曲线也可以用点来代替。在“列表”里面可
< br>以查看
曲线选择情况，也可以添加或删除曲线。如果线与线、线与点之间有间隙，无法
创 建网格曲面，可以通过调整“设置”一栏“交点公差”来解决，最后单击应用
或确定。
“通过曲 线网格”命令使用条件和特点是，要有四个对象，即两个主曲
线，两个交叉曲线。四个对象之间不必完全 首尾相接，但在公差内要相交。

（图
2-8
通过曲线网格对话框）

（图
2-9
扫掠对话框）

2
、扫掠。单击“扫掠”命令进 入到扫掠对话框，如图
2-9
。在“截面”一栏中
一条或多条曲线，
“引导线 ”一栏选一条或多条（不超过三条）曲线，保持箭头
方向一致。
在
“列表”
一 栏可以查看曲线选择情况，
也可以添加或删除曲线。
“设
置”一栏“交点公差”可以解 决线与线之间存在缝隙不相交的情况。扫掠的本质
就是截面曲线沿着引导曲线的走向而形成的曲面。
第

13
页


3
、
N
边曲面。单击
N
边曲面命令，进入到
N
边曲面对话框，如图
2-10
。依


（图
2-10 N
边曲面对话框）

（图
2-11
镜像体对话框）

次选择曲面的几条边。在“设置”一栏勾选则生成的曲面是 边界形状的曲面，如
果去掉勾选就是没有边界的曲面。同样在这一栏里可以设置公差。
“
N
边曲面”
的使用条件是曲线必须严格的首尾相连，优点是没有边界条数限制。
< br>以上是创建曲面过程中所用到的最基本的曲面命令，其他还有“修剪和延伸”
、
“偏置曲 面”
“拉伸”等。

曲面建立完毕后，将曲面缝
合成一个整体。单击“缝合” 命
令，
进入缝合对话框，
如图
2-11
。
依次选取目标片体 和刀具片体。
在“设置”一栏可以调整公差，
以解决曲面之间有缝隙而不能缝
合的情况 ，最后单击确定。在缝
合过程中，一般先缝合小面，再
缝合大面。


（图
2-12
缝合对话框）

之后对缝合好的面进行镜像，选取缝 合面为体，
ZY
面为镜像平面，如图
2-12.
单击确定。
将镜像体 和被镜像体缝合好之后，
大致形状的玩具汽车外壳的外表面
就出来了。

接下 来是做玩具汽车外壳的内表面。
因为内表面是看不见的部分，
因此精度
等级应该比外表 面低。用偏置曲面命令将所有曲面向内偏置
2mm
，不能偏置的曲
面通过偏置线的方法 ，
重建曲面。
最后修剪片体、
缝合等命令将内表面缝合成一
个整体

然后在
XY
平面建立一个方块，包容住所有片体。用“修剪体”以方块为目

第

14
页



（图
2-13
修剪体对话框）

（图
2-14
模型）

标体，以外面片体为刀具修剪方块，如图
2-13.
得到汽车外形实心体。再以汽车
外形实心体为目标体，
内表面片体 为工具修剪体，
得到厚度为
2mm
的玩具汽车壳
体。

最后 便是细节特征处理，凸台、圆孔、螺纹、倒圆、等，最后完成模型设
计如图
2-14
。

2.4
完成主要零件的公母模设计

在
UG
中 点击开始
→
所有应用模块
→
注塑模向导打开注塑模工具条。
选择“产

（图
2-15
初始化项目）

（图
2-16
模具
CSYS
对话框）

品”为 模型，在“项目设置里设置文件保存目录，和文件名称（由字母、数字、
下划线）材料点击下拉菜单选择
ABS
，单击确定，如图
2-15
。将自动设置材料的
收缩率

单击模具
CSYS
命令，进入到模具
CSYS
对话框，如图< br>2-16
。更改产品位置
位置为产品体中心，
锁定
XYZ
位置 为
Z
位置，
单击确定。
该步骤的目的在于设置
模具的中心与模型的中 心重合。

单击工件按钮，
如图
-17
。系统将自
动寻找工 件和模型
的中心生成工件在
“定义工件”
一栏单
击草图按钮进入草
图 可合理设置工件
四周与模型轮廓距
离。在“限制”可设
置工件上下面与截面


（图
2-17
工件对话框）

第

15
页


的距离，单击确定按钮。

在分型前应对模型结构进 行分析确定脱模方向、
分型线位置、
大致的型芯型
腔区域、应补片的孔、滑块和斜抽芯 、等。

单击分型按钮，进入分型管理器对话框，如图
2-18
单击“编辑 分型线”
，点击“自动搜索分型线”
，点“应用”
，
“确定”
，得到
分型线。如图
2-19
。单击“编辑分型线”按钮，依次选择四个角上的线段，点击“确定”
。

（图
2-18
分型管理器）

（图
2-19
分型线）

依次单击创建
/
编辑分 型面
→
创建分型面
→
拉伸
→
拉伸方向
→
确 定，创建分
型面。

如图
2-20a
（图
2-20a
创建分型面对话框）

（图
2-20b
分型面）

单击编辑分型面，
选取四角上的其中一条 线段，
点击编辑主要边，
选取与改
线段相邻的其他两条分型边，单击确定。以此类推编 辑其他三个角上的分型面，
第

16
页


完成分型面，如图
2-20b.
单击设计区域按钮，点击确定，在“区域”一栏中将 所有分型面以上的面指
派为型腔区域，分型面以下的面指派为型芯区域，单击应用。如图
2-2 1.


（图
2-21
指派区域）

单击抽取区域和分型线按钮，点击
Cavity
region
，勾选创建区域，点击应
用以创建型腔。点击
core
region
，勾选创建区域，点击确定以创建型芯，如图
2-22
。

（图
2-22
定义区域对话框）

（
图
2-23
创建型芯和型腔）

第

17
页


单击“创建型芯和型腔”按钮，点击
All
Regions
，单击确定。在查看分型
结
果
对
话
框
中
单
击
确定。分型结果如图
2-23.
单
击< br>菜
单
中
的
编
辑
→
移
动
对< br>象
按
钮
，
选
择
对
象
为
型< br>腔，制定矢量为
+Z
方
向
，
制
定
距
离
为
200mm
，单击确定。
同
理
将
型
芯
向
下
移
动
200mm
。至此，
公
母
模
的
设
计
就
此
完成
,
如图
2- 24
。


































（图
2-24
移动对象对话框）

第

18
页



第三章


玩具汽车主要零件的制造工艺设计

3.1
、型芯的数控加工工艺设计

工艺就是制造产品的方法。
在生 产过程中，
凡是改变生产对象的形状、
尺寸、
相对位置和性质等，使其成为成品或半成 品的过程称为工艺过程。

一、零件图工艺分析

为了提高数控机床的使用寿 命，
保持数控铣床的精度、
降低零件的加工成本，
把零件的基准面，定位面在普通机床 上加工。其它部位在数控铣床上加工。

根
据基面先行的原则，先在普通机床上按顺序 洗出出毛坯的
A
、
B
、
C
、
D
、
E
面。本
工序是在铣床上加工出曲面外形部分。
一些部分铣刀难以满足加工要求，需要在
电火花成型加工机床上加工，如孔的圆锥部分，和尖角部分，如图
3-1
和
3-2
所示。


（图
3-1
）

（图
3-2
）

（
1
）
、毛坯分析、该零件图如图
3-3
所示。

毛坯选择时应考虑的因素：

1
、零件的材料及机械性能；

2
、零件的结构形状与外形尺寸；

3
、生产纲领；

4
、生产条件；

5
、充分考虑利用新技术。


（图
3-3
型芯模型图）

结合改 零件的设计和运用领域等方面，
零件材料、
性能以及现有的设备要求选择
材料为
45
钢。
根据产品的尺寸为
235
×
125×
56
选择尺寸为
245
×
135
×
65
的毛坯，
毛坯 如图
3-4
所示

第

19
页