基于UG的本田發(fā)動機(jī)活塞澆注模設(shè)計

全套設(shè)計（圖紙）加扣扣194535455第一章緒論1.1課題內(nèi)容學(xué)習(xí)UG軟件，采用模仿設(shè)計方法，根據(jù)活塞的結(jié)構(gòu)和尺寸，設(shè)計出生產(chǎn)活塞所用的模具，在UG平臺上對活塞模具進(jìn)行三維設(shè)計，并對模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行虛擬裝配及優(yōu)化設(shè)計。1.2課題國內(nèi)外研究背景及現(xiàn)狀 早在2000年前，我們的祖先就有用沖壓模具制造青銅器件，證明了我國古代在模具方面的成就在那時就已走在世界的前列。直到19世界末，世界第一輛汽車——卡爾本茨汽車在德國出現(xiàn)，造就了汽車目前的繁榮昌盛。由于清末的閉關(guān)鎖國，從那一刻起，中國在汽車模具行業(yè)開始落后西方國家，到現(xiàn)在看來，已經(jīng)落后了十好幾年。目前我國大多數(shù)制造活塞的企業(yè)還是以手工模具為主的，現(xiàn)階段，國內(nèi)大多數(shù)活塞制造企業(yè)采取的工藝技術(shù)路線是：購進(jìn)鋁錠——熔化鋁錠——合金化——變質(zhì)處理——精煉處理（除氣、除渣）——毛坯鑄造（手工模具）——銑冒口——固熔加熱后淬火＋人工時效處理——機(jī)加工——表面處理——包裝入庫，國內(nèi)活塞行業(yè)基本采用以上活塞制造工藝，采用的技術(shù)比較落后、工人勞動強(qiáng)度比較大、廢品率比較高、生產(chǎn)效率較低、生產(chǎn)成本較高、環(huán)境污染嚴(yán)重。而國外活塞公司采用如下技術(shù)路線：高溫電解鋁液——利用余熱合金化——利用余熱進(jìn)行變質(zhì)處理——精煉處理（除氣、除渣）——毛坯鑄造（機(jī)械化）——銑冒口——鑄造余熱直接淬火+時效（高效連續(xù)時效熱處理爐）熱處理——機(jī)加工——表面處理——包裝入庫。該工藝節(jié)約了熔化鋁錠所需的能耗，減少了鋁的燒損，提高了原材料的利用率；同時，也減少了鋁錠熔化過程中的廢渣、廢氣的排放，保護(hù)了環(huán)境，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益極為顯著，在活塞行業(yè)具有較高的推廣、借鑒和實(shí)用價值。相對于國外活塞制造，我國制造的活塞在精度、活塞造成的污染、材料的損耗等方面還有很多不足，還有較大的改進(jìn)空間。1.3我國活塞模具行業(yè)的發(fā)展趨勢現(xiàn)在，大家都認(rèn)識到，模具的發(fā)展已成為衡量一個國家生產(chǎn)制造水平的重要標(biāo)志。我國對模具行業(yè)的發(fā)展是十分重視的。據(jù)我國模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀以及目前存在各種的問題，以后活塞模具應(yīng)該朝著以下幾個方面發(fā)展：（1）著力發(fā)展精密、復(fù)雜、使用壽命長的模具，以應(yīng)對國內(nèi)市場的各種需要。目前國內(nèi)已形成在山東、廣東、北京、上海、廣州等地大力發(fā)展熱鍛模、熱鑄模、塑料模、冷沖模、頂桿等，在這些工業(yè)比較發(fā)達(dá)和現(xiàn)代化比較高的地方集中數(shù)字技術(shù)和先進(jìn)的工藝發(fā)展高質(zhì)量模具及標(biāo)準(zhǔn)件。（2）加速活塞模具的大眾化，提高模具的質(zhì)量，縮短模具的開發(fā)周期。（3）提高活塞模具在生產(chǎn)制造過程中應(yīng)用數(shù)字化的程度。（4）積極開發(fā)活塞模具新品種、新工藝、新技術(shù)和新材料。（5）發(fā)展活塞模具加工成套設(shè)備，以滿足高速發(fā)展的汽車行業(yè)對活塞模具的需要。（6）更多的應(yīng)用置頂向下數(shù)字化設(shè)計，縮短模具的設(shè)計周期，由近成型向凈成型發(fā)展。1.4課題研究目的與意義東風(fēng)活塞軸瓦有限公司是汽車活塞軸瓦的專業(yè)生產(chǎn)廠家，近年來，該廠的活塞生產(chǎn)線已經(jīng)完成了由人工鑄造的生產(chǎn)線向機(jī)電一體控制生產(chǎn)線的改造，該公司先后從德國MAHLE和GOETZE公司引進(jìn)全套的活塞、活塞環(huán)產(chǎn)品設(shè)計、試驗技術(shù)、制造技術(shù)和檢測技術(shù)，并從德國、意大利、美國、瑞士、日本等國引進(jìn)一批關(guān)鍵的工藝設(shè)備和檢測儀器，公司在通過GB/T19001質(zhì)量體系認(rèn)證的基礎(chǔ)上，2000年又通過了ISO/TS16949和QS9000質(zhì)量體系的國際認(rèn)證，一舉成為亞洲第一家通過ISO/TS16949、QS9000質(zhì)量體系雙認(rèn)證企業(yè)，該公司的實(shí)力可見一斑?；钊瞧嚢l(fā)動機(jī)工況中受力最復(fù)雜，工作環(huán)境最惡劣，同時是把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為曲軸機(jī)械能的重要部件，目前，國內(nèi)生產(chǎn)的活塞，質(zhì)量一般，生產(chǎn)效率低，原材料浪費(fèi)嚴(yán)重，污染環(huán)境嚴(yán)重，因此該廠正積極引進(jìn)國外先進(jìn)的活塞生產(chǎn)技術(shù)并進(jìn)行相應(yīng)的研發(fā)。通過該課題設(shè)計出一種節(jié)能，輕污染，機(jī)械化的活塞生產(chǎn)模具。該模具相比國內(nèi)廣泛采用的手工澆鑄模具，具有工人勞動強(qiáng)度小，取毛坯容易，加工方便等優(yōu)點(diǎn)，而且還可以通過數(shù)控系統(tǒng)來控制模具的翻轉(zhuǎn)等來更好的保證鑄件的質(zhì)量。1.5活塞的工作狀況活塞工作在高溫(溫度可達(dá)2500K)、高壓(汽油機(jī)高達(dá)3～5Mpa,柴油機(jī)高達(dá)6～9MPa)、高速(平均速度可達(dá)10-12m/s)、潤滑不良的條件下?；钊ぷ鲿r直接與高溫氣體接觸，受熱非常嚴(yán)重，而其環(huán)境散熱條件又很差，所以活塞在工作時的溫度非常高，其頂部燃燒室的溫度能夠達(dá)到600～700K，且溫度在活塞上分布很不均勻，這就需要活塞有很好的抗氧化和抗高溫的能力；活塞頂部是承受氣體壓力最大的地方，特別是活塞在做功行程時受到的壓力最大，這樣就會使得活塞受到?jīng)_擊，而且還要承受側(cè)向壓力，高壓導(dǎo)致活塞受到的側(cè)向壓力加大，會加速活塞外表面的磨損，容易引起活塞變形；活塞在氣缸內(nèi)以很高的速度做往復(fù)運(yùn)動，且速度在作不均勻的變化，這就產(chǎn)生了很大的慣性力，從而使活塞受到很大的附加載荷?；钊诠ぷ鬟^程中會受到交變的的拉伸、壓縮、和彎曲載荷，并且由于活塞各部分的溫度極不均勻，活塞內(nèi)部將會產(chǎn)生一定的的熱應(yīng)力。由此產(chǎn)生的變形，熱應(yīng)力、受力不均都會加速活塞磨損，同時，活塞還要受到燃?xì)獾幕瘜W(xué)腐蝕作用?？梢姡钊墓ぷ鳝h(huán)境是多么的惡劣。1.6活塞的三維數(shù)字化設(shè)計本課題是基于Unigraphicsnx的本田發(fā)動機(jī)活塞金屬型重力鑄造模具設(shè)計，在現(xiàn)在這個計算機(jī)普及的時代，計算機(jī)在模具中也應(yīng)用到了很多，這就涉及到數(shù)字化設(shè)計。數(shù)字化設(shè)計是指在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和計算機(jī)平臺上，實(shí)現(xiàn)模具產(chǎn)品開發(fā)的全過程技術(shù)，即在計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)輔助下通過產(chǎn)品的數(shù)據(jù)，全面模擬產(chǎn)品的設(shè)計、分析、裝配、制造、包裝等過程。模具的數(shù)字化設(shè)計可以大大提高企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)能力，并縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，降低開發(fā)的成本，易于實(shí)現(xiàn)開發(fā)過程中和各個設(shè)計部門的交流，使企業(yè)能夠在短時間段內(nèi)，可以開發(fā)出企業(yè)所需要的目標(biāo)產(chǎn)品，大大提高了企業(yè)的市場競爭能力。1.6.1數(shù)字化建模數(shù)字化建模是產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計的關(guān)鍵。它由早期的幾何建模（線框建模、曲面建模、實(shí)體建模），逐步發(fā)展到現(xiàn)在的基于特征的建模和參數(shù)化建模。如以下圖1所示，為活塞的線框模型和實(shí)體模型。圖1（a）活塞的線框模型圖2（b）活塞的實(shí)體模型在本課題中，活塞模具的設(shè)計采用的是UG軟件，由于活塞為非標(biāo)準(zhǔn)件，因此，在這里基本上使用的是特征建模的方法。1.6.2虛擬仿真——有限元分析隨著計算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用的迅猛發(fā)展，特別是大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機(jī)的出現(xiàn)，使計算機(jī)輔助設(shè)計（ComputerAidedDesign，CAD）與計算機(jī)輔助制造（ComputerAidedManufacturing，CAM）和計算機(jī)輔助工程(ComputerAidedEngineering，CAE）等新技術(shù)得以十分迅猛的發(fā)展。其中CAE軟件在工程領(lǐng)域中應(yīng)用的比較多。CAE,是指用計算機(jī)輔助求解復(fù)雜工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、屈曲穩(wěn)定性、動力響應(yīng)、熱傳導(dǎo)、三維多體接觸、彈塑性等力學(xué)性能的分析計算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計等問題的一種近似數(shù)值分析方法?？赏瓿蓪αW(xué)的線性、非線性、靜態(tài)和動態(tài)的分析；熱場、電場、磁場等的分析；以及頻率響應(yīng)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。機(jī)構(gòu)分析能完成對機(jī)構(gòu)內(nèi)零部件的位移、速度、加速度和力等的計算，從而對機(jī)構(gòu)的運(yùn)動模擬及機(jī)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。可作靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析，動態(tài)分析；研究線性、非線性問題；分析結(jié)構(gòu)（固體）、流體、電磁等。其在模具設(shè)計中有以下幾大優(yōu)點(diǎn)：(1)增加設(shè)計功能，借助計算機(jī)分析計算，確保產(chǎn)品設(shè)計的合理性，減少設(shè)計成本；(2)縮短設(shè)計和分析的循環(huán)周期，使產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度更快；(3)CAE分析起到的“虛擬樣機(jī)”作用在很大程度上替代了傳統(tǒng)設(shè)計中資源消耗極大的“物理樣機(jī)驗證設(shè)計”過程，極大的降低了產(chǎn)品開發(fā)的成本，同時虛擬樣機(jī)作用能夠較好的預(yù)測產(chǎn)品在整個生命周期內(nèi)的可靠性；(4)有預(yù)見性的采用優(yōu)化設(shè)計，找出產(chǎn)品設(shè)計最佳方案，降低材料的消耗和開發(fā)成本；(5)在產(chǎn)品制造或工程施工前通過“虛擬樣機(jī)”可以預(yù)先發(fā)現(xiàn)潛在的問題，從而對產(chǎn)品進(jìn)行改善或者在問題發(fā)生時及時采取有效的方案來減小損失；(6)模擬各種試驗方案，可以比傳統(tǒng)的試驗方案減少較多的試驗時間和經(jīng)費(fèi)；(7)方便進(jìn)行機(jī)械事故分析，快速而準(zhǔn)確的查找出事故產(chǎn)生的原因。

活塞結(jié)構(gòu)功能分析與澆注工藝設(shè)計2.1汽車活塞的概述汽車活塞在汽車發(fā)動機(jī)的中扮演者重要角色，在保證整個汽車連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中占了極其重要的地位?；钊前l(fā)動機(jī)中將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為曲軸的機(jī)械能的裝置，其通過連桿使活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為曲軸的圓周運(yùn)動，通過離合器驅(qū)動汽車的主軸旋轉(zhuǎn)，從而使汽車運(yùn)動的，活塞在其中的地位可想而知，其中活塞的頂部還是燃燒室的組成部分。2.2活塞的結(jié)構(gòu)功能分析活塞的外形圖如圖2.1所示活塞由頂部，環(huán)槽部，裙部，銷座部4個部分構(gòu)成。（1）活塞頂端取決于燃燒室的要求，頂端采用平頂或接近平頂設(shè)計有利于活塞減少與高溫氣體的接觸面積，使應(yīng)力分布均勻。（2）活塞的凹槽稱為環(huán)槽，用于安裝活塞環(huán)?；钊h(huán)的作用是密封，防止漏氣和防止機(jī)油進(jìn)入燃燒室。（3）活塞裙部是指活塞的下部分，它的作用是盡量保持活塞在往復(fù)運(yùn)動中垂直的姿態(tài)，也就是活塞的導(dǎo)向部分。（4）活塞銷座是活塞通過活塞銷與連桿連接的支承部分，位于活塞裙部的上方。另外，活塞外形并不是一個圓柱體，其的頂部和底部的直徑是不一樣的。因為活塞頂部作為燃燒室的一部分，在發(fā)動機(jī)工作時，頂部溫度較高，受熱膨脹較大，直徑應(yīng)該小一些，而其底部是遠(yuǎn)離燃燒室的，溫度相對低一些，受熱膨脹就會小一點(diǎn)，其底部直徑也就應(yīng)該大一點(diǎn)。所以活塞的外形準(zhǔn)確來說應(yīng)該是個上小下大的錐體。2.3活塞澆注工藝的確定活塞的鑄造，就是將金屬熔融液注入活塞模具中，經(jīng)緩慢冷卻，形成活塞的毛坯，在毛坯生產(chǎn)過程中不僅要保證生產(chǎn)效率，而且更要保證活塞的質(zhì)量，其中活塞質(zhì)量是最為關(guān)鍵的。針對此項課題我擬定出兩種總體方案，分別如下：方案一：壓力鑄造圖2.1壓力鑄造壓力鑄造，顧名思義，是指金屬溶液在其他外力（不含重力）作用下注入鑄型的工藝，也就是我們通常所說的壓鑄?；钊麎鸿T時，將鋁合金熔液倒入壓室內(nèi)，以高速充填鋼制模具的型腔，并使合金液在壓力下凝固而形成鑄件。這種方法有很明顯的優(yōu)勢：生產(chǎn)效率高：在高壓下的冷卻速度相比其他方法是較快的；表面質(zhì)量高：壓鑄是一種較為精密的鑄造方法，經(jīng)過壓鑄而成的的壓鑄件的尺寸公差很小，表面精度很高，在多數(shù)情況下，不需要再經(jīng)過車銑刨磨等加工即可裝配應(yīng)用，同時壓鑄也可以加工結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的工件。但是壓鑄的缺點(diǎn)也很明顯。主要有以下幾種缺點(diǎn)：在壓鑄中，金屬溶液在高速高壓下填充型腔時，很容易地把型腔中的空氣夾裹在鑄件內(nèi)部，在內(nèi)部形成氣孔，而且，不宜熱處理，在后期使用中會造成零件受力不均勻，會加劇零件的損壞，而活塞在汽車發(fā)動機(jī)中是工作環(huán)境最差的，所以，氣泡在活塞內(nèi)部這個發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵部位是不允許出現(xiàn)的，廢品率很高。(2)在壓鑄中，使用的模具材料也是有要求的，不能使用像金屬型重力鑄造模具那樣的普通模具材料，因為壓鑄模具在毛坯生產(chǎn)過程中要受到高速擠壓和高壓，模具的生命周期就會較其他鑄造方法使用的模具生命周期短多了，所以在壓鑄中，模具材料也要高出其他工藝的，這也就增加了生產(chǎn)的成本。(3)壓鑄使用的設(shè)備復(fù)雜，價格也就比其他工藝的設(shè)備的價格高。此方法總結(jié)來說，壓力鑄造在生產(chǎn)活塞上效率很高，但是設(shè)備成本也高，關(guān)鍵是不能滿足活塞的質(zhì)量要求。方案二：金屬型重力鑄造。圖2.2金屬型重力鑄造1(正在澆注)圖2.3金屬型重力鑄造2（澆注完成）金屬型重力鑄造：也稱為澆鑄，是指金屬液在地球重力作用下自然注入鑄型的工藝。其工藝流程為：熔煉、澆料充型、排氣、冷卻、開模、熱處理、后加工。此工藝流程很簡單。通過了解活塞在生產(chǎn)過程中的鑄造工藝，可以知道，在生產(chǎn)過程中，澆鑄有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)由澆鑄生產(chǎn)出來的鑄件內(nèi)部氣孔較少，能夠進(jìn)行熱處理，這樣就可以消除在澆鑄中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，延長產(chǎn)品的生命周期，同時鑄件的強(qiáng)度也可有很大程度上的提高，廢品率較低。(2)工藝較為簡單，鑄造對溶液的要求也比較低，且對模具材料的要求不是那么苛刻，同時模具的生命周期也較長，也就減少了在模具方面的投入。(3)澆鑄的工藝簡單，相對應(yīng)的設(shè)備也會簡單一些，投入就會減少一些，這也是其在經(jīng)濟(jì)上的一項優(yōu)勢。但是澆鑄的缺點(diǎn)也是有很多的：產(chǎn)品的致密性低，由于其是靠液體的重力成型，所以致密性沒有壓力鑄造高；表面很容易在熔液冷卻收縮后形成類似拋丸的凹坑；充型速度慢，只靠金屬溶液自身的重力來填充型腔，其生產(chǎn)效率只有高壓鑄造的四分之一左右，從而提高了產(chǎn)品的成本?？偟膩碚f，金屬型重力鑄造效率低，設(shè)備成本低，但是能夠滿足活塞的質(zhì)量要求。綜上所述，比較這兩個方法，方案一是方案二生產(chǎn)效率的四倍，但是方案一的廢品率很高，同時設(shè)備也較方案二復(fù)雜很多；而方案二生產(chǎn)出來的活塞較方案一生產(chǎn)出來的廢品率低要很多，且方案二的工藝較為簡單?？紤]到活塞對發(fā)動機(jī)的重要性，遵循安全第一，質(zhì)量為重的原則，選取方案2，也就是金屬型重力鑄造作為活塞的鑄造方式。2.4活塞分型面的設(shè)計分型面形式一般有垂直、水平和綜合分類（垂直、水平混合分型或曲面分型）三種。鑄性分型面的選擇原則： 鑄件要便于從中取出：分型面應(yīng)該把產(chǎn)品留在模具的動模部分，因為頂出裝置通常安置在動模那一側(cè)，型芯設(shè)置在動模那一部分，鑄件順序冷卻后會收縮包緊型芯，產(chǎn)品就會脫離外模留在動模上，這樣就會有利于鑄件脫模。模具結(jié)構(gòu)簡單體積小：對于斜向分型面，如果凸模與凹模的傾斜角度不一致，會造成模具比較難加工，應(yīng)盡量使凸模與凹模傾斜角度一致，這樣模具加工起來就方便很多。型腔內(nèi)部要排氣順利：型腔內(nèi)部氣體的排出，除了利用頂出元件間的配合間隙外，主要還是靠分型面和排氣槽，而排氣槽也分布在分型面上，所以，分型面應(yīng)盡可能的設(shè)置在熔體流動的末端。必須保證產(chǎn)品的質(zhì)量：當(dāng)產(chǎn)品注明有同軸度要求時，可以把型腔放在模具同一邊以防止兩部分型腔澆注時錯型，造成鑄件變形。有利于側(cè)向抽芯：當(dāng)鑄件有側(cè)向凹或側(cè)孔時，側(cè)向滑塊型芯應(yīng)該安置在動模一側(cè)，如此模具結(jié)構(gòu)就會簡單很多。當(dāng)投影面積比較大且還需要側(cè)向分型抽芯時，由于側(cè)向滑塊合模時的鎖緊力較小，這時應(yīng)將投影面積較大的分型面設(shè)置在垂直于合模方向。金屬型的結(jié)構(gòu)取決于鑄件形狀、尺寸大小；分型面數(shù)量；合金種類和生產(chǎn)批量等條件。按分型面位置，金屬型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：整體金屬型，鑄型無分型面，結(jié)構(gòu)簡單，但它只適用于形狀簡單，無分型面的鑄件；水平分型金屬型，它適用于薄壁輪狀鑄件；垂直分型金屬型，這類金屬型方便我們設(shè)置澆冒口和排氣系統(tǒng)的位置，同時開型和合型也很方便，開合型可用數(shù)控系統(tǒng)來操控，適用于生產(chǎn)結(jié)構(gòu)簡單，體積較小的鑄件；綜合分型金屬型：它的分型面是由兩個或兩個以上的分型面組成，有時甚至由活塊組成，一般用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件的生產(chǎn)。其操作簡單方便，在實(shí)際生產(chǎn)中廣泛采用這種分型方法。根據(jù)以上原則，根據(jù)該活塞模具的特點(diǎn)設(shè)計以下三中分型面的方案，并分析了各自的特點(diǎn)。方案一：選擇與活塞頂面平行，且通過銷孔軸線的平面。這樣有利于開型但活塊較多，且銷孔精度難于保證。方案二：選擇與活塞頂面平行，且垂直于銷孔軸線的平面。這樣便于開型，且活塊較少，可以既證銷孔的精度，同時便于取模、排氣。方案三：選擇平行于活塞平面，且過銷孔軸線的平面。這樣選擇，活塊較多，不便安放澆冒口，不便于開型。經(jīng)分析比較，選擇方案二?；钊耐庑魏芴厥猓瑤в?個凹面，其中各有一個銷孔，因而需要采用2個水平分型面和1個垂直分型面。其水平分型面處在活塞底部及活塞止口圈處。見圖2.4。垂直分型面通過活塞的軸線圖2.4分型面2.5活塞毛坯頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計眾所周知，活塞內(nèi)部型腔是凸凹不平的，在設(shè)計活塞模具的時候我們按著活塞內(nèi)腔的內(nèi)部特征來設(shè)計活塞內(nèi)模的外部特征，在澆鑄的時候，熔液充滿內(nèi)部型腔，逐步冷卻后，也就成了活塞的毛坯，但是取出毛坯時，因為毛坯的凹處和內(nèi)模的凸處相吻合，我們會發(fā)現(xiàn)普通的直來直去的方法是取不出來毛坯和內(nèi)模的。所以我們在設(shè)計內(nèi)模的時候應(yīng)該考慮這個問題，必須設(shè)置一個頂出機(jī)構(gòu)，這樣就可以在取出毛坯的時候，也就取出了內(nèi)模。在設(shè)計及機(jī)構(gòu)設(shè)時候，應(yīng)該考慮到一下幾點(diǎn)：在頂出的時候，要注意：在內(nèi)模在向上頂出活塞毛坯的時候，既不能傷害到毛坯表面也不能傷害到內(nèi)模表面，傷害了毛坯，就影響了毛坯的質(zhì)量，傷害到內(nèi)模，就影響了內(nèi)模的使用壽命，嚴(yán)重的還會使內(nèi)模變形；同時頂桿和頂桿孔的配合的配合間隙也是要非常注意的，過大，會造成金屬熔液滲漏入頂桿孔，過小，頂桿和頂桿孔則會容易卡死，頂出不順利，嚴(yán)重的刮傷頂桿孔內(nèi)壁，在下一次澆鑄的時候熔液同樣也會滲漏到頂桿孔。在活塞頂出的過程中，所使用的頂出和抽出的動力來源都是液壓缸，在活塞澆鑄完成后，經(jīng)冷卻等步驟后，就是取模了，首先，將左右兩邊的外模由液壓裝置拉開，然后再將內(nèi)芯抽出，最后用榔頭輕輕敲擊冒口，再用鐵鉗夾住冒口將毛坯取出就行了，所以就不必用到頂出機(jī)構(gòu)。2.6導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計在活塞模具中，在上述的頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計中，我們在考慮取模時設(shè)置了動靜模具。而模具是一個比較精確的工藝裝備，在安裝使用的過程中，就需要各個模具模塊之間定位要準(zhǔn)確，因為這一步關(guān)系到毛坯的形狀特征。所以我們要設(shè)計相關(guān)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，以保證動模和定模合模時的準(zhǔn)確合模，保證模具型腔的形狀和尺寸的精確性從而保證鑄件的精度。特別是在推出機(jī)構(gòu)中，導(dǎo)向零件可以保證推桿定向運(yùn)動，避免推桿在退出過程中折斷、變形或磨損擦傷。導(dǎo)向零件的設(shè)計原則：(1)通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，當(dāng)鑄造深腔鑄件時，應(yīng)增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)。(2)導(dǎo)向件的設(shè)置必須注意模具的強(qiáng)度，導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔應(yīng)避開型腔地板，在工作時應(yīng)力最大的部位，并且離模板邊緣有足夠的距離。(3)導(dǎo)向零件必須考慮加工的工藝性導(dǎo)柱固定端的直徑與導(dǎo)套固定端的外徑應(yīng)相等，便于孔的加工，有利于保證同軸度和尺寸精度。(4)導(dǎo)向零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于導(dǎo)向?qū)е南葘?dǎo)部分應(yīng)做成球狀或著錐度；導(dǎo)套的前端應(yīng)有倒角，以便于導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套。在該活塞模具設(shè)計中，模具的運(yùn)動有兩個：內(nèi)模中間部分型芯的上下移動和外模的左右運(yùn)動。其中外模的導(dǎo)向部分是通過外置的導(dǎo)軌和滑塊的組成來完成外模的導(dǎo)向，其動力來源是液壓油缸，型芯的導(dǎo)向則需要我們根據(jù)內(nèi)模的結(jié)構(gòu)設(shè)計相應(yīng)的導(dǎo)向套來保證其運(yùn)動位置精度。導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)如圖所示圖2.5導(dǎo)向套澆注機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖圖2.6澆注機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1——軸承座2——轉(zhuǎn)軸3——左右半型4——內(nèi)芯把手5——底板6——支架模具工作過程如下：裝過濾網(wǎng)→合內(nèi)模（裝鋼片）→合外模（床身翻轉(zhuǎn)30°）→裝滲鋁鑲?cè)Α享斈！鷿沧ⅲù采韽?fù)位）→通水、通氣冷卻→開頂?！_外?！_內(nèi)模（中芯下）→機(jī)械手取毛坯→開始風(fēng)冷（水霧）淬火→進(jìn)入下一循環(huán)

澆注模結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1澆注模型體設(shè)計3.1.1.澆注模腔壁厚金屬型壁厚對鑄件來說是一個比較重要的問題，它不僅影響模具的重量和強(qiáng)度，還會影響鑄件的冷卻速度，壁太薄，由于澆注過程中，溫度分散的不均勻，使模具產(chǎn)生應(yīng)力，影響其使用壽命；壁太厚，造成模具太重，但是可以加快鑄件的冷卻速度，所以，我們要取適當(dāng)?shù)谋诤?，來加長模具的使用壽命，同時也能很好的使鑄件冷卻。經(jīng)查資料[1]，鋁合金鑄件用金屬型壁厚如下表表3.1鋁合金鑄件用金屬型壁厚(mm)[1]鑄件壁厚δ件金屬型壁厚δ型＜10

≥10-15

≥15～30

﹥3015～20

≥20～25

≥25～30

(0.8～1.2)δ件注：（1）對于大型薄壁鑄件，可按公式δ型=（2.5-3）δ件計算（2）常用金屬型壁厚為20～25mm，最小壁厚一般不小于15mm。3.1.2型腔尺寸計算鑄件尺寸精度是由型腔的尺寸來保證的，所以模具的型腔尺寸對鑄件來說是很重要的。型腔尺寸除了是根據(jù)鑄件尺寸和公差外，還應(yīng)該考慮到合金的收縮，型腔在澆注過程中受熱膨脹以及各部分的間隙等對型腔尺寸的影響。根據(jù)前人的經(jīng)驗公式來計算型腔尺寸：式(3.1)[1]式中指型腔尺寸指鑄件尺寸的中間值指綜合線收縮率指涂料厚度指型腔尺寸制造公差其中鑄件尺寸的中間值=式(3.2)[1]式中指鑄件的最小極限尺寸（mm）；指鑄件尺寸公差。3.1.3型體的定位在金屬型模具中，型體一般采用圓柱銷定位，圓柱銷在裝配時，在金屬型的一個半型上配合是過盈配合，而在另一個半型上配合則是間隙配合，這是因為定位銷的位置離熱源很近，容易受熱膨脹，故一半是過盈配合（H8/s7）,一半是間隙配合（H8/f9）。3.2型芯的設(shè)計 型芯的種類可分為以下幾種：可抽出金屬型芯、一次性金屬型芯（銅管芯）、砂芯、殼芯這四種。其中在鑄造鋁鎂合金鑄件時，應(yīng)優(yōu)先選用可抽出金屬型芯。這是因為采用這種型芯，鑄件的冷卻速度比較快，尺寸精度比較高，鑄件組織致密均勻，表面粗糙度值低，生產(chǎn)周期比較短，成本也是很低。在本課題中，活塞鑄件為鋁合金鑄件，故宜優(yōu)先采用可抽出金屬芯和下金屬芯并用的設(shè)計方法。在本課題中，我設(shè)計的活塞的型芯是由五塊組成，其中，除了型芯，其他各四塊量量相同，為了便于取芯和取鑄件，在設(shè)計的時候，在鑄件的出芯和出型方向上選取一定的斜度。內(nèi)模由5塊組成，如圖所示：圖3.1內(nèi)模裝配圖間隙是由外?；虻啄ｆi緊型芯的形式確定的，用外模鎖緊型芯的，其配合間隙為0.15～0.25mm，若是用底模內(nèi)孔鎖緊型芯的，其配合間隙由0.10mm放大到0.15mm，使型芯能在金屬型溫度過低過高時順利出芯。3.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則：金屬型鑄造由于受冷卻速度快，排氣條件差、澆注位置等限制，在設(shè)計澆注系統(tǒng)的時候應(yīng)該遵循以下原則：（1）澆注系統(tǒng)的大小應(yīng)保證金屬液能夠在規(guī)定的時間內(nèi)良好的充滿整個金屬型腔。（2）熔融金屬液體在填充型腔時要保證其流動平穩(wěn)順暢，極力避免產(chǎn)生渦流，不能讓熔液沖擊到型腔壁或型芯，更不能產(chǎn)生飛濺。（3）在液體金屬填充金屬型腔時，要能順利排掉金屬型腔里的氣體，并且氣體流動方向應(yīng)最大可能的與液體金屬流動方向一樣，這樣才能保證氣體被擠向冒口或出氣冒口，從而將氣體順利的排出型腔。（4）鑄型上的熱分布要合理，以利于鑄件的順序凝固，從而保證鑄件能夠得到充分的補(bǔ)縮。（5）澆注系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該簡單，占用空間小，在能夠保證鑄件質(zhì)量的同時，可以消耗掉最少的熔液，而且還要保證冒口可以輕易的從鑄件上去掉。金屬型的澆注系統(tǒng)一般分為頂注式底注式和側(cè)注式三類：=1\*GB3①頂注式，其熱分布較合理，有利于順序凝固，可減少金屬熔液的消耗，可是金屬熔液流動不平穩(wěn)，易進(jìn)空氣，當(dāng)鑄件高度較高時，會對型腔底部或型芯造成沖擊。=2\*GB3②底注式，金屬熔液流動比較平穩(wěn)，且有利于排氣，但熱量分布均勻，會對鑄件的順利凝固造成很大影響；=3\*GB3③側(cè)注式，上面兩者的優(yōu)點(diǎn)其都具有，金屬液流動平穩(wěn)，便于集渣，排氣等，但金屬液消耗大，澆口清理工作量大，會加大工人的勞動強(qiáng)度。金屬型澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與砂型鑄造的澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大致是一樣的，但由于金屬型密不透氣，導(dǎo)熱能力比砂型強(qiáng)，所以需要澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能夠做到降低金屬熔液的流速，使其流動平緩，減少熔液對型腔壁的沖擊，并且還要保證型腔內(nèi)的氣體有充足的時間從排氣系統(tǒng)排出去。3.3.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計理論（1）首先用普通砂型鑄造澆注系統(tǒng)斷面的計算方法，求得斷面的初步值，然后再根據(jù)以下介紹的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，確定各個截面的尺寸。由于金屬型的熱傳導(dǎo)性較好，金屬液的冷卻速度受金屬型的影響較大，在運(yùn)用砂型鑄造計算時，要將澆注時間相應(yīng)的縮短20%~40%。（2）根據(jù)金屬液流入型腔時平均上升速度計算法；根據(jù)前人大量的統(tǒng)計和實(shí)際經(jīng)驗，金屬液在金屬型中平均上升速度（cm/s）可由下式?jīng)Q定：=式(3.3)[6]式中指鑄件平均壁厚（mm）則澆注時間t（s）由下式?jīng)Q定：t=式(3.4)式中h指金屬型型腔的高度（mm）、金屬液在澆道內(nèi)的流速，取決于鑄件的質(zhì)量，金屬液的密度、澆注時間和澆道最小截面積：=式(3.5)式中指澆道最小截面積中金屬液平均速度（cm/s）；W指鑄件的質(zhì)量（g）指金屬液的密度（g/）；t指澆注時間（s）指澆道的最小截面積（）則==式(3.6)式中一般可根據(jù)經(jīng)驗選取根據(jù)《中國模具工程大典第七卷》中澆注系統(tǒng)截面積比例表得；活塞的材料為鋁合金，由于鑄件冷速大，液流的粘度急劇增加，因此多采用封閉式澆口，據(jù)查附錄[1]當(dāng)用金屬型澆注鋁、鎂合金鑄件時，截面積比例為：：：＝1：（3~4）:1.5附錄[1]3.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計步驟①確定澆注類型：在考慮了鑄造方法、金屬材質(zhì)、鑄件尺寸和形狀之后，確定澆注系統(tǒng)的類型；②初步?jīng)Q定橫澆道，內(nèi)澆道的個數(shù)、位置和長度；③確定澆注時間：選用合適的計算方法，計算并校核澆注時間；④確定有效壓頭高度：根據(jù)澆注類型計算并校核有效壓頭；⑤計算或選擇經(jīng)驗的阻流面積，選擇合適的澆口比，確定澆注系統(tǒng)各組元的斷面尺寸，并最終完成澆注系統(tǒng)工藝設(shè)計。鋁合金的澆注系統(tǒng)要求充型平穩(wěn)、無飛濺，充型時間短，有擋渣措施，以防止鋁液氧化。澆注系統(tǒng)采用半開放式(見圖3.2)。如圖3.2中，澆道的左半部分截面由上而下逐漸變小，這樣設(shè)計的目的主要是使得充型平穩(wěn)、無飛濺。圖3.2澆道3.4冒口系統(tǒng)的設(shè)計冒口的型腔是存貯液態(tài)金屬的空腔，在鑄件形成時補(bǔ)給金屬，有防止縮孔、縮松、排氣和集渣的作用，而冒口的主要作用是補(bǔ)縮。根據(jù)鋁合金的凝固特點(diǎn)及活塞的鑄造工藝，活塞鑄型的冒口可以設(shè)計成雙邊明冒口、單邊明冒口、單邊暗冒口，明頂冒口這幾種冒口的形式。冒口的形式必須根據(jù)活塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計，控制好鑄件的順序凝固時間。冒口直徑尺寸可按下式進(jìn)行計算：式(3.7)式中：一成品活塞重量gH——成品活塞高度cm另外，冒口的高度也要設(shè)置的合理，太低會影響鑄件補(bǔ)縮效果，太高可能引起內(nèi)澆道過熱。冒口的直徑較大的應(yīng)該設(shè)置高度下限，冒口不宜過大，否則鑄件貼近冒口處容易產(chǎn)生縮松，特別是對于鋁硅合金，當(dāng)冒口直徑超過100mm時，要采取相應(yīng)的措施來減少冒口金屬液的用量。冒口系統(tǒng)設(shè)計本文選用均衡凝固理論[10]。均衡凝固就是利用膨脹和收縮動態(tài)疊加的自補(bǔ)縮和澆冒口系統(tǒng)的外部補(bǔ)縮，采取工藝措施，使單位時間的收縮與膨脹、收縮與補(bǔ)縮按比例進(jìn)行的一種凝固工藝原則。主要計算公式如下：冒口體模數(shù)：冒口頸模模數(shù)：收縮模數(shù)：收縮模數(shù)因數(shù)：冒口頸厚度：式中:為冒口平衡因數(shù)；f3為冒口壓力因數(shù)；fp為流通效應(yīng)因數(shù)；f4為冒口頸長度因數(shù)；M為補(bǔ)縮對象凝固模數(shù)；為鑄件的質(zhì)量周界商，。采用硅酸鈣、珍珠巖材料制成的保溫冒口，補(bǔ)縮能力很強(qiáng)，為充分發(fā)揮保溫冒口的補(bǔ)縮作用，保溫冒口盡量要靠近型腔，不要超過4mm。為使鑄件壁厚大處(銷孔以上)與保溫冒口之間的通道加大，在頂模上開槽，確保這一處得到充分鋁液補(bǔ)縮。要求燃燒室表面為鑄態(tài)的鑄件，保溫冒口要設(shè)計在離澆道遠(yuǎn)端一側(cè)，有利于鑄件的熱平衡和凝固時液態(tài)補(bǔ)縮。該模具的冒口位置見如下圖：圖3.3冒口3.5金屬型排氣系統(tǒng)設(shè)計由于金屬型模具不透氣，所以型腔內(nèi)部的排氣問題要格外的重視，否則會生成氣孔、冷隔和欠鑄等缺陷。雖然在設(shè)置冒口和澆口的時候會考慮到排氣是否順暢的問題，但是這只是一部分，大多數(shù)時候，氣體會聚集在型腔內(nèi)部深處，面積較大的部位，氣體來不及從冒口等位置排出，通常情況下就需要在這些特定位置設(shè)置排氣孔或排氣槽或排氣塞。在本次活塞鑄型排氣系統(tǒng)設(shè)計中，我采用的是在外模的銷孔壁開設(shè)排氣槽，直接通過補(bǔ)縮冒口排氣、分型面排氣。如圖3.4所示：圖3.4外模銷孔上的通氣孔3.6冷卻系統(tǒng)的設(shè)計為了解決金屬型在連續(xù)澆注時金屬型溫度超過工藝規(guī)定的溫度而導(dǎo)致鑄件質(zhì)量下降如晶粒粗大等的問題，會在金屬型結(jié)構(gòu)中設(shè)置冷卻裝置，使金屬型在澆注的過程中保持熱平衡，且能夠有合理的凝固順序和冷卻速度來保證鑄件的質(zhì)量。冷卻的方式一般有以下幾種：風(fēng)冷：即在金屬型外圍吹風(fēng)冷卻，強(qiáng)化對流散熱。風(fēng)冷方式的金屬型，雖然結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，成本低，但冷卻效果不十分理想。間接水冷：在金屬型背面或某一局部，鑲鑄水套，其冷卻效果比風(fēng)冷好，適于澆注銅件或可鍛鑄鐵件。但對澆注薄壁灰鐵鑄件或球鐵鑄件，激烈冷卻，會增加鑄件的缺陷。直接水冷：在金屬型的背面或局部直接制出水套，在水套內(nèi)通水進(jìn)行冷卻，這主要用于澆注鋼件或其它合金鑄件，鑄型要求強(qiáng)烈冷卻的部位。因其成本較高，只適用于大批量生產(chǎn)。如果鑄件壁厚薄懸殊，在采用金屬型生產(chǎn)時，也常在金屬型的一部分采用加溫，另一部分采用冷卻的方法來調(diào)節(jié)型壁的溫度分布。具體的散熱方案：活塞鑄件的頂部最為厚大，它的散熱是通過在頂蓋內(nèi)部開設(shè)循環(huán)的通水道來帶走熱熱量的，見圖3.5：在銷模部分，采用氣冷，結(jié)構(gòu)如圖3.6：圖13頂蓋水冷系統(tǒng)圖3.5銷模氣冷系統(tǒng)圖3.6型芯水冷循環(huán)系統(tǒng)由于外模較為厚大，散熱慢，活塞鑄件的中部的熱量由型芯帶走，型芯中心件的內(nèi)部也開由水冷通道，如圖3.6.

型心的制造工藝型芯是由五瓣芯組成的，如圖3.6（上文），也是活塞模具中結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的部分，下面將要介紹它的制造方法。步驟如下：(1)加工內(nèi)模中心件，留出端部，打出中心孔，為后續(xù)的加工作準(zhǔn)備。結(jié)構(gòu)如圖4.1。圖4.1內(nèi)模中心件(2)分別加工出內(nèi)模邊芯和側(cè)芯的初胚，結(jié)構(gòu)如圖4.2和圖4.3。圖4.2內(nèi)模側(cè)芯初胚圖4.3內(nèi)模邊芯初胚(3)將加工好的內(nèi)模初胚和內(nèi)模中心件捆綁在一起（如圖4.4），在車床上車出初始輪廓，如圖4.5。圖4.4內(nèi)模捆綁加工示意圖圖4.5內(nèi)模車出示意圖(4)內(nèi)模的初始輪廓車出后，通過PRO/E或UG建立出內(nèi)模的輪廓尺寸，如圖4.6，在通過PRO/E或UG的自動編程功能編制出內(nèi)模的數(shù)控加工程序，在數(shù)控機(jī)床上完成內(nèi)模的外形輪廓尺寸。圖4.6內(nèi)模是數(shù)控加工輪廓

UG環(huán)境下的自頂向下設(shè)計與虛擬裝配5.1在UG環(huán)境下活塞模具的自頂向下設(shè)計在工業(yè)產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計過程中，我們通過三維軟件畫出各個零件，然后裝配到一起，便可得到產(chǎn)品的裝配圖，但是，在建模的過程中，我們不難發(fā)現(xiàn)，在有些時候，我們畫完一個零件以后，再話與之相配的零件的時候，通常會重復(fù)上個零件的某些建模，如果是簡單零件和零件的數(shù)量比較小的話，這個在建模上花費(fèi)不了太多的時間，算不上多大的問題。但是，目前的工程技術(shù)上，很多產(chǎn)品都是成千上萬的零件組裝起來的，比如挖掘機(jī)、汽車、數(shù)控機(jī)床等，而飛機(jī)、大型油輪、航空母艦等產(chǎn)品其零件達(dá)億萬之多，零件構(gòu)造復(fù)雜程度更是讓人嘆為觀止，這時候在零件上重復(fù)建模所花費(fèi)的時間就不能忽略了，短則會將產(chǎn)品開發(fā)周期延長幾個月，長則會延長幾年幾十年，會使產(chǎn)品的開發(fā)周期嚴(yán)重滯后，很難滿足市場的需要。這里我們要提到UG中的自頂向下設(shè)計功能，自頂向下設(shè)計是一種先進(jìn)的模塊化的設(shè)計思想，是一種從整體到局部的設(shè)計思想。設(shè)計者從系統(tǒng)角度入手，針對設(shè)計目的，綜合考慮形成產(chǎn)品的各種因素，確定產(chǎn)品的性能、組成以及各部分的相互關(guān)系和實(shí)現(xiàn)方式，形成產(chǎn)品的總設(shè)計方案；在此基礎(chǔ)上分解設(shè)計目標(biāo)，分派設(shè)計任務(wù)到分系統(tǒng)具體實(shí)施；分系統(tǒng)從上級系統(tǒng)獲得關(guān)鍵數(shù)據(jù)的定位基準(zhǔn)，并在上級系統(tǒng)規(guī)定的邊界內(nèi)展開設(shè)計，最終完成產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)。圖5.1虛擬流程裝配圖其中WAVE是UG中的自頂向下的一項重要功能，它是一種用來實(shí)現(xiàn)零部件間相聯(lián)復(fù)制的主要技術(shù)。其效率很高，可以在上下級之間的部件實(shí)現(xiàn)外形和尺寸等的傳遞性（相關(guān)性），在同級之間也具有傳遞性。這就避免了在許多相關(guān)聯(lián)部件上重復(fù)建模，在一個模建好的部件上直接提取相關(guān)特征即可將相關(guān)部件繪制出來。圖5.2自頂向下設(shè)計原理采用自定向下設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的，由于整個設(shè)計是從系統(tǒng)頂層開始的，結(jié)合數(shù)字化模擬功能，可以從一開始就掌握所實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的性能狀況，再根據(jù)實(shí)際情況可以做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而保證了設(shè)計的正確性，縮短設(shè)計周期降低設(shè)計成本。5.2虛擬裝配在產(chǎn)品的設(shè)計過程中，根據(jù)其生產(chǎn)工藝及其裝配的順序，可以在UG軟件平臺上將設(shè)計的產(chǎn)品部件進(jìn)行產(chǎn)品的虛擬裝配，但虛擬裝配技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用應(yīng)考慮下列幾個問題:(1)虛擬裝配如何使工程設(shè)計、加工、裝配、維護(hù)等得到關(guān)于裝配問題的綜合觀察；(2)系統(tǒng)如何幫助工程設(shè)計人員做出決策；(3)如何實(shí)現(xiàn)虛擬裝配和工程設(shè)計支撐系統(tǒng)及制造系統(tǒng)間的信息傳遞；5.3UG虛擬裝配的環(huán)境在所有的零件三維模型建模都完成后，我們就可以在UG裝配環(huán)境下進(jìn)行裝配了。首先打開UG,點(diǎn)擊創(chuàng)建一個新的裝配文件，進(jìn)入裝配環(huán)境。圖5.3圖進(jìn)入UG環(huán)境下的裝配環(huán)節(jié)點(diǎn)擊“插入--基準(zhǔn)/點(diǎn)--基準(zhǔn)CSYS”插入基準(zhǔn)坐標(biāo)系，建立裝配基準(zhǔn)坐標(biāo)系，以此坐標(biāo)系為基準(zhǔn)逐步添加裝配組件。見圖5.5:圖5.4插入基準(zhǔn)CSYS點(diǎn)擊添加組件按鈕，會彈出添加組件對話框，通過裝配約束在裝配環(huán)境下進(jìn)行裝配，選擇需要添加的組件點(diǎn)擊確定，會彈出裝配約束對話框（見圖5.7），勾選預(yù)覽對話框，通過在預(yù)覽窗口中選擇組件需要約束的幾何特征逐步添加裝配約束，完成裝配組建的創(chuàng)建。圖5.5添加組件圖5.6裝配約束通過添加組件和進(jìn)行裝配約束。NX-UG環(huán)境下的各級虛擬子裝配,具體在NX-UG環(huán)境下的活塞模具裝配將在下文中敘述:(1)左外模的子裝配左外模的子裝配部件有：左外模，左澆道，1個鑲塊。其裝配結(jié)果如下圖5.8，裝配模型樹如圖5.9。圖5.7左外模裝配圖圖5.8左澆道子裝配模型樹(2)右外模的子裝配左外模的子裝配部件有：右外模，右澆道，1個鑲塊。其裝配結(jié)果如下圖5.10，裝配模型樹如圖5.11。圖5.9右外模子裝配圖5.10右外模子裝配裝配模型樹(3)頂部子裝配頂部子裝配部件有：頂蓋，連接桿，手柄。其裝配結(jié)果如下圖5.11，裝配模型樹如圖5.12。圖5.11頂部子裝配圖5.12頂部子裝配模型樹(4)左右銷模子裝配左右銷模的零部件是相同的，包括：銷模和銷?？绽涔芙M成。其裝配結(jié)果如下圖5.13，裝配模型樹如圖5.14。圖5.13左右銷模子裝配圖5.14左右銷模子裝配模型樹(5)型芯總裝配型芯的總裝配在型芯二級子裝配的基礎(chǔ)上加上了導(dǎo)向套。其裝配結(jié)果如下圖5.15，裝配模型樹如圖5.16。圖5.15型芯總裝配圖5.16型芯總裝配模型樹6）總裝配各級子裝配完成后，就可以進(jìn)行總裝配了。該模具是總裝配包括：左右外模子裝配，左右銷模子裝配，頂部子裝配和型芯總裝配。其裝配結(jié)果如下圖5.17，裝配模型樹如圖5.18。圖5.17總裝配三維圖圖5.18總裝配模型樹

二維CAD工程圖的導(dǎo)出隨著計算機(jī)的發(fā)展，設(shè)計數(shù)字化在工程實(shí)例中已經(jīng)很普及了，工程設(shè)計人員早已熟悉了三維建模、三維裝配、模擬仿真等，已經(jīng)不怎么看二維工程圖了，但是在生產(chǎn)一線的人員不可能拿著電腦，邊切割加工，邊看三維圖，所以，二維圖在生產(chǎn)一線還是很有必要存在的，它給了工人加工的指導(dǎo)方向，方便工人讀圖。我是在UG這個三維平臺上創(chuàng)建活塞的三維模型，這里我就介紹下如何用UG導(dǎo)出二維工程圖，以下是步驟：（1）打開三維模型文件，進(jìn)入基本環(huán)境，點(diǎn)擊選擇制圖環(huán)境并選擇圖紙大小，具體操作如下圖：圖6.1進(jìn)入基本環(huán)境圖6.2進(jìn)入制圖環(huán)境并選擇圖紙點(diǎn)擊選擇柵格和工作平面如圖6.3，在柵格和工作平面里選擇不顯示柵格，如圖6.46.3選擇柵格和工作平面6.4不顯示柵格點(diǎn)擊，在插入里選擇視圖--基本，操作如下圖圖6.5插入基本視圖(3)插入基本視圖--俯視圖。選擇部件，如下圖6