第5章模具型腔设计.pptVIP

模具CAD/CAM 第五章 模具型腔设计 模具型腔设计是在零件实体建模的基础上进行的。UG NX支持布尔操作，可以进行布尔差、布尔和、布尔交操作。这种功能模仿了制造模具的加工过程，使得在CAD中建模的过程更简单、更真实。例如，可以在一个实体模型中布尔差掉零件模型，所得到的便是型腔零件。本章介绍UG NX布尔操作、模具型芯和型腔设计的一般方法。这些操作方法可以推广到冲模、塑料模和锻模等模具的设计中去。 第一节 UG NX 布尔操作 布尔操作用于将两个或多个实体(或片体)组合成一个体，布尔操作包括求和（Unite）、求差（Subtract）、求交（Intersect）三种类型。执行布尔操作至少存在两个实体或片体，组合的体必须相交（有重叠的部分）。操作时需要选择一个目标体（Target Solid）和多个工具体（Tool solid），组合后所在的层由目标体决定。 布尔操作命令可在【插入】菜单的下拉菜单【特征操作】中找到 如图5-1(a)所示的【求和】【求差】和【求交】三个菜单命令。 另外，一些特征在建立的最后需要指定布尔操作方式，例如，建立拉伸或基本体素时，如果不是第一个特征，都需要确定布尔操作方式。如果UG的部件文件中已存有实体，当建立新特征时，新特征作为工具体，已存实体作为目标体，此外布尔操作命令还隐含在许多其它特征操作中，如建立孔、凸台和型腔等特征均包括布尔操作。 例如，在已有特征基础上再选择长方体特征时可按需要从图5-1(b)所示对话框选择一种布尔操作，从而形成更复杂的特征模型。 图5-1 (b) 布尔操作 布尔操作可以使用实体和片体，操作结果是实体还是片体取决于目标体。 目标体为实体，结果为实体；目标体是片体，则结果为片体。 表5-1为所允许的布尔操作的不同组合。 表5-1 允许的布尔操作组合 一、 求和 用于将两个或多个的实体合并成一体。工具体与目标体必须面接触或体相交。 在模具设计中，求和布尔操作常用于凸模的冲头和模板的连接。 求和操作只能用于实体，片体合并应该使用缝合（Sew）。 二、 求差 从目标实体减去一个或多个工具体。工具体与目标体必须体相交。 在模具设计中，求差布尔操作常用于凹模型腔的生成。例如，模块与零件求差运算将形成凹模型腔。 　 如果求差操作使目标体分为两个或两个以上的体，结果使目标体非参数化。这时系统发布警告信息：“最终实体非参数化”。 二、 求差 (续1) 如果用实体减去片体，结果形成非参数化的实体。该操作相当于分割实体，片体的范围必须大于或等于重合区域，以保证能够将实体分割为两个或多个实体。 如果用片体减去实体，结果是一个片体，系统求出并且减去片体与实体的重合区域。 如果用片体减去片体，结果形成非参数化的片体。两个片体的重合区域必须形成封闭的交线。 如果求差结果出现零厚度边缘，系统发布故障信息——非分叉实体，这时可通过稍微移动工具体（建模距离公差），解决此故障。 三、求交 求交操作的结果生成两个体的重合部分。工具体与目标体必须体相交。 求交可作为建立复杂形状毛坯的一种手段。 如图5-2所示，六角螺母毛坯是通过正六边形拉伸体与正六边形内接圆拉伸体(锥角45°)求交来建立的（参见教学光盘中的实例文件“Ex_nut.prt”）。 图5-2 求交生成六角螺母 目标体是实体不能与片体进行求交操作； 片体与片体进行求交操作时，必须保证两片体有重合的片体区域，如果片体相交只形成交线，不能完成相交操作。 第二节 模具普通型腔设计 本节所谓的普通型腔是指一般的体积成型中，零件呈外凸形状。如前所述，模具型腔设计是在零件实体建模的基础上进行的。 普通型腔设计的一般方法为： ①建立零件三维CAD模型； ②建立模块模型； ③调入零件模型并准确定位； ④将模块作为目标体，零件作为工具体，两者进行布尔差运算得到型腔。 下面以轴类零件为例具体说明设计步骤。 某阶梯轴零件的工程图如图5-3所示。 图5-3 某轴类零件工程图 在UG NX中建立模具型腔的方法和步骤如下： (1) 建立轴类零件UG NX三维实体模型。 新建阶梯轴部件文件“Ex_Shaft.prt”。 主模型采用圆柱特征操作，沿X方向建立第一段特征造型。点击【插入】→【成形特征】→【圆柱体】或者使用图标菜单，系统出现“圆柱体”对话框，选择“直径，高度”，参数为直径50mm，高度30mm。 然后采用UG圆台特征操作逐个生成各段圆轴。选择【插入】→【成形特征】→【圆台】，各段参数如下： 第二段：直径90mm，高度60mm； 第三段：直径70mm，高度50mm； 第四段：直径130mm，高度90mm； 第五段：直径90mm，高度50mm； 第六段：直径50mm，高度20mm