注塑機(jī)三維建模畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1注塑成型模具概述</p><p>　　注塑用模具簡(jiǎn)稱注塑模，主要用于熱塑性制品的成型，但近年來也越來越多地用于熱固性塑料的成型。注塑成型在塑料制品成型中占有很大比重，世界塑料成型模具產(chǎn)量中約半數(shù)以上為注塑模具。</p><p>　　注塑模主要由成型零部件和澆注系統(tǒng)組成

2、，使來自注塑機(jī)的熔融物料成型為適應(yīng)于各種用途的制品。注塑過程中，塑料先加在注塑機(jī)的加熱料桶內(nèi)，塑料受熱熔融后，在注塑機(jī)的螺桿或活塞推動(dòng)下，經(jīng)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔，塑料在模具的型腔內(nèi)固化成型，這就是注塑成型的簡(jiǎn)單過程。</p><p>　　1.2注塑成型模具的分類及其典型結(jié)構(gòu)</p><p>　　1.2.1注塑成型模具的分類</p><p>　　生產(chǎn)中使用

3、的注塑模具種類繁多，可從不同的角度分類。本論文要模擬模具的工作和裝配過程，要對(duì)各類不同的模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行精密的三維建模，因此本文按照模具的結(jié)構(gòu)不同來對(duì)其進(jìn)行分類：?jiǎn)畏中兔孀⑺苣＞?，雙分型面注塑模具，帶活動(dòng)鑲件的注塑模具，橫向分型抽芯的注塑模具，自動(dòng)卸螺注塑模具，多層注塑模具，無流道注塑模具等。下文將主要針對(duì)單分型面，雙分型面，斜導(dǎo)柱抽芯注塑模具以及目前應(yīng)用廣泛的潛伏澆口的注塑模具進(jìn)行模擬。</p><p>　　1.2

4、.2注塑成型模具的典型結(jié)構(gòu)</p><p>　　注塑模具的結(jié)構(gòu)是由塑件結(jié)構(gòu)合注塑機(jī)的形式?jīng)Q定的。凡是注塑模具均可分為動(dòng)模和定模兩大部分。注塑時(shí)動(dòng)模定模閉合成為型腔和澆注系統(tǒng)，開模時(shí)。動(dòng)模和定模分離，通過脫模機(jī)構(gòu)推出制品。定模安裝在注塑機(jī)的固定模板上，而動(dòng)模則安裝在注塑機(jī)的移動(dòng)模板上。根據(jù)注塑模具上各個(gè)部分的作用，可細(xì)分為以下幾個(gè)部分：</p><p>　　成型零部件 包括凸模，凹模，型芯或

5、成型桿，鑲塊等組成，是直接成型的部分。</p><p>　　澆注系統(tǒng) 由主流道，分流道，澆口和冷料井構(gòu)成，是塑料熔體在模具中的流動(dòng)路徑。</p><p>　　導(dǎo)向部分 為了保證動(dòng)模和定模在分開后重新閉合時(shí)的準(zhǔn)確對(duì)中而設(shè)置的部件，通常有導(dǎo)柱，導(dǎo)套（孔）。</p><p>　　分型抽芯系統(tǒng) 幫助帶有外側(cè)凹或者側(cè)孔的塑件成型的部件，以便其順利分型和脫模。</p>

6、;<p>　　推出機(jī)構(gòu) 在開模過程中，將塑件和澆注系統(tǒng)從模具中推出的裝置，包括推桿，推桿固定板，推板，主流道拉桿及復(fù)位桿等。</p><p>　　排氣系統(tǒng) 幫助排除型腔內(nèi)原有的空氣。</p><p>　　模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng) 為滿足注塑工藝對(duì)模具溫度的要求而設(shè)。</p><p>　　1.3課題的研究意義和背景</p><p>　　隨著計(jì)

7、算機(jī)技術(shù)和多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，利用多媒體進(jìn)行知識(shí)傳播已經(jīng)成了打破地域限制的一種有效的教學(xué)方式?？梢詫?shí)現(xiàn)圖文并茂、聲音動(dòng)畫等綜合信息的傳遞，提高了學(xué)生的興趣，使得課堂教學(xué)生動(dòng)活潑，更易接受。</p><p>　　傳統(tǒng)的教學(xué)方式是教師既講又寫，學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量在很大程度上取決于教師的教學(xué)質(zhì)量。在目前高校學(xué)生擴(kuò)招、4年學(xué)制逐步被彈性學(xué)制所代替之際，這樣的問題更加突出。隨著社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)從遠(yuǎn)古的

8、“耳聽之術(shù)”，發(fā)展為現(xiàn)代的視聽教學(xué)、程序教學(xué)、多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、網(wǎng)上虛擬教室等，進(jìn)入了一個(gè)嶄新的歷史階段。由于多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，使用多媒體制作工具來制作多媒體課件，會(huì)像現(xiàn)在人們使用筆和紙那樣簡(jiǎn)單和方便。</p><p>　　利用三維動(dòng)畫來表現(xiàn)塑料注塑模具中單分型面，雙分型面，斜導(dǎo)柱抽芯和帶鑲塊等典型注射模具的工作過程動(dòng)畫，能從外觀上表現(xiàn)上述各類模具的具體形態(tài)，及其各子系統(tǒng)（成型系統(tǒng)，澆注系統(tǒng)，脫模系統(tǒng)，抽芯系統(tǒng)

9、）的外觀特征。該動(dòng)畫能完美再現(xiàn)塑件生產(chǎn)車間里各類注塑模具的各零部件的裝配過程，模具工作過程，能實(shí)現(xiàn)不進(jìn)生產(chǎn)車間就能對(duì)上述各種模具有個(gè)十分客觀具體的感性認(rèn)識(shí)，幫助學(xué)生在腦海中形成注塑模具的具體形象概念。在設(shè)計(jì)過程中，還附帶有模具的零部件爆炸圖，更細(xì)致的分析了模具內(nèi)部裝配情況。</p><p>　　該設(shè)計(jì)不但可用于模具專業(yè)課多媒體教材用動(dòng)畫，也可以作為沒有條件進(jìn)工廠實(shí)習(xí)的模具自學(xué)者的自學(xué)工具，還能作為模具設(shè)計(jì)工作者在

10、設(shè)計(jì)初期的參考資料。</p><p>　　1.4課題的研究?jī)?nèi)容</p><p>　　a 用3ds max制作各種塑料模具零件，包括動(dòng)定模板，凸模，凹模，導(dǎo)柱，導(dǎo)套，復(fù)位桿，推桿以及連接螺釘?shù)慕＃?lt;/p><p>　　b 把零件裝配成成型系統(tǒng)，澆注系統(tǒng)，脫模系統(tǒng)，抽芯系統(tǒng)，再將各系統(tǒng)裝配成整套模具，并附有相關(guān)圖片和文字說明；</p><p&g

11、t;　　c 模擬上述各類模具的工作過程及其裝配過程。</p><p>　　第2章 課題支撐軟件的比較和選擇 </p><p>　　2.1 3ds max 的選用</p><p>　　3ds max是本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵軟件。與其它機(jī)械類相關(guān)建模軟件相比，它不僅具有強(qiáng)大的三維建模，建立三維動(dòng)畫以及渲染的功能，還在高級(jí)建模，豐富的材質(zhì)類型，精確的燈光模擬，復(fù)雜的動(dòng)畫設(shè)置和高級(jí)

12、的全局光渲染等方面有著其它同類型軟件不可比擬的特色。其次，本設(shè)計(jì)側(cè)重點(diǎn)在建模和表現(xiàn)模具的具體外觀效果，對(duì)模具的外觀尺寸要求較小，因此如果選用專業(yè)的機(jī)械制圖軟件則無法達(dá)到如此滿意的視覺效果。另外，相對(duì)那些工作站級(jí)別的大型三維軟件，它還有著體積小，對(duì)硬件要求低的優(yōu)勢(shì)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要利用它來建立模具的三維立體模型，配以燈光和材質(zhì)最后通過其自帶的渲染器渲染出高質(zhì)量的圖片，并利用其動(dòng)畫控制功能對(duì)各種類型的

13、注塑模具的工作或裝配動(dòng)畫進(jìn)行逼真的模擬。</p><p>　　圖2-1 3ds max5.0的工作界面</p><p>　　2.2 Photoshop 的選用</p><p>　　Photoshop是一款圖像編輯軟件，無所不能的圖像編輯功能可以滿足使用者豐富的創(chuàng)造欲望，這一特點(diǎn)正滿足了本設(shè)計(jì)中圖片細(xì)致的后期處理要求。</p><p>　　2.

14、3會(huì)聲會(huì)影的選用</p><p>　　會(huì)聲會(huì)影是一套影片剪輯軟件，具有其它視頻工具無法替代的視頻文件編輯功能，能獨(dú)立編輯影片的視頻，背景音樂和旁白解說音軌。本論文正是利用這些特有功能對(duì)3ds max渲染出的無聲視頻文件加上標(biāo)題，轉(zhuǎn)場(chǎng)效果并且配上背景音樂，使動(dòng)畫更加生動(dòng)豐滿，有聲有色。</p><p>　　第3章 立體模型建立</p><p>　　3.1標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇

15、</p><p>　　模架是指由模板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套和復(fù)位桿等零件組成但未加工型腔的一個(gè)組</p><p>　　合體。標(biāo)準(zhǔn)模架是由結(jié)構(gòu)、形式和尺寸都己經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化并具有一定互換性的零件</p><p>　　成套組合而成的一類模架。</p><p>　　注塑模的結(jié)構(gòu)雖然大有差異，但其共性也很多，因此，使用標(biāo)準(zhǔn)模架具有省時(shí)，省工和降低成本的重大意義。我國(guó)

16、于1990年頒布，實(shí)施了GB/T12556.1-90《塑料注塑模中小型模架》和GB/T12555.1-90《大型模架》兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　3.1.1中小型模架</p><p>　　GB/T12556.1-90規(guī)定，模架周界尺寸范圍為≤560mm×900mm，且模架結(jié)構(gòu)形式為品種型號(hào)，即A1，A2，A3，A4 4個(gè)基本型品種和P1～P9 9個(gè)派生型品種（圖3-1）。

17、</p><p>　　模架的形式由其品種、系列、規(guī)格以及導(dǎo)柱導(dǎo)套安裝形式等項(xiàng)內(nèi)容決定。</p><p><b>　　3.1.2大型模架</b></p><p>　　GB/T12555.1-90規(guī)定，大型模架周界尺寸范圍為630mm×630mm～1250mm×2000mm,主要適用于大型熱塑性塑料注塑模。</p>

18、<p>　　本設(shè)計(jì)由于重點(diǎn)在突出模具的工作過程和裝配情況，因此沒有模擬全部的模架品種。為了配合教材，本設(shè)計(jì)只采用了目前教科書上應(yīng)用較廣的P2型模架作為主要載體來表現(xiàn)，其它品種模架的形態(tài)大同小異，在此不作累述。</p><p>　　P2型模架的定模和動(dòng)模均采用兩塊模板，設(shè)置以推桿推出塑件的機(jī)構(gòu)組成模架。適用于立式或臥式注射機(jī)上。用于直澆道，采用斜導(dǎo)柱側(cè)面抽芯、單型腔成型，其分型面可在合模面上，也可設(shè)置斜

19、滑塊垂直分型的注射模。</p><p>　　3.2典型注塑模具的特征</p><p>　　在本設(shè)計(jì)工作開展之初，為了更加準(zhǔn)確的表達(dá)清楚模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，本組成員到模具車間進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，通過工人師傅的講解和部分照片資料的收集，筆者對(duì)本課題涉及的模具有了更加深刻的認(rèn)識(shí)。此外，在設(shè)計(jì)中期，我們還到外校模具實(shí)驗(yàn)室參觀了注塑模具木結(jié)構(gòu)模型，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)拆裝實(shí)驗(yàn)，為設(shè)計(jì)提供了豐富的實(shí)踐素材。現(xiàn)介紹本文

20、將涉及的幾種典型模具的具體特征。</p><p>　　3.2.1單分型面注塑模具</p><p>　　顧名思義，在動(dòng)模與定模之間只有一個(gè)分型面的注塑模叫單分型面注塑模，有些資料也將其稱為兩板式注塑?；驑?biāo)準(zhǔn)模。具體特點(diǎn)是主流道開設(shè)在定模板一側(cè)，分流道和測(cè)澆口設(shè)置在分型面上，開模后，塑件連同澆口，流料凝料一起滯留在動(dòng)模一側(cè)。動(dòng)模中的頂出脫模機(jī)構(gòu)在注塑機(jī)的頂桿驅(qū)動(dòng)下，從動(dòng)模上把塑件和凝料一齊頂出

21、。圖3-2所示是一種單分型面的注塑模具。</p><p>　　圖3-2單分型面注塑模具</p><p>　　3.2.2雙分型面注塑模具</p><p>　　除了動(dòng)模和定模之間的一個(gè)分型面之外，還設(shè)有另外一個(gè)具有輔助功能的分型面的注塑模叫做雙分型面注塑模具，又稱作三板式注塑模。與單分型面注塑模相比，它又多了一個(gè)中間板（型腔版或澆口板）。圖3-3所示為一個(gè)典型雙<

22、/p><p>　　圖3-3 雙分型面注塑模具</p><p>　　分型面注塑模的結(jié)構(gòu)示意圖。開模時(shí)，由于中間板和定模固定板首先定距分型，從主流道中拉出流道凝料，當(dāng)中間板運(yùn)動(dòng)到一定位置時(shí)，動(dòng)模板和定模板分型，這時(shí)塑件因冷卻收縮緊箍在凸模并隨之運(yùn)動(dòng)而拉斷澆口，自動(dòng)截?cái)嗨芗蜐沧⑾到y(tǒng)凝料。</p><p>　　3.2.3側(cè)抽芯注塑模具</p><p>

23、　　成型帶有側(cè)孔或者側(cè)凹制件時(shí)，在注塑模具中設(shè)置斜導(dǎo)柱或斜滑塊等側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，利用開模力帶動(dòng)該機(jī)構(gòu)作橫向運(yùn)動(dòng)，并與制件分離，最后的脫模程序由頂出脫模機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。圖3-4所示為斜導(dǎo)柱抽芯的注塑模具。</p><p>　　3.2.4潛伏式澆口模具</p><p>　　由于這種模具在現(xiàn)階段的模具行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，所以本文將此種類型的單獨(dú)給出介紹。</p><p>　　

24、潛伏式澆口的斷面形狀和尺寸類似點(diǎn)澆口，它除了具備點(diǎn)澆口的特點(diǎn)外，其進(jìn)料部分一般選在制件側(cè)面或背面較隱蔽處，不至于影響制件的外觀，同時(shí)可以采用較簡(jiǎn)單的兩板式模具澆口進(jìn)澆點(diǎn)潛入分型面的下方沿斜向進(jìn)入型腔，在動(dòng)模和定模分型或者推出時(shí)流道凝料和制件被自動(dòng)切斷，故分型或推出的時(shí)候必須有較強(qiáng)的外力驅(qū)動(dòng)，對(duì)于強(qiáng)韌的塑料，潛伏式澆口是不適用的。圖3-5所示為潛伏式澆口示意圖。</p><p>　　圖3-5 潛伏式澆口</p

25、><p>　　3.3三維模具模型的建立</p><p>　　本文要實(shí)現(xiàn)三維動(dòng)畫的效果，首先要對(duì)各部分模具零件進(jìn)行三維建模。對(duì)于此部分工作，本課題采用3ds max 5.0應(yīng)用軟件。首先對(duì)各類模具的單個(gè)零件進(jìn)行建模，最后裝配在一起成為完整的一套模具。下面對(duì)上述四種典型模具的建模過程進(jìn)行詳細(xì)闡述。</p><p>　　3.3.1單分型面模具建模</p><

26、;p>　　在這部分的模型建立中，筆者的主要工作有標(biāo)準(zhǔn)模架的模型建立，包括動(dòng)模底板，支架，動(dòng)模墊板，動(dòng)模板，定模板，定模底板，推板以及推桿固定板等板類零件的建模；凸模和凹模的建模；桿類零件模型的建立，包括復(fù)位桿，推桿，拉料桿的建模；導(dǎo)柱和導(dǎo)套的建模；最后還有澆口套，定位環(huán)的模型建立等。</p><p>　　首先打開3ds max 5.0應(yīng)用軟件，建立標(biāo)準(zhǔn)模架。用create\extended prmitive

27、s \chamferbox命令創(chuàng)建倒角立方體，作為動(dòng)模墊板，然后利用復(fù)制工具復(fù)制出其他模板，最后調(diào)整各自參數(shù)，如圖3-6所示為參數(shù)調(diào)整工具面板，并利用對(duì)齊工具將它們調(diào)整到合適位置。這樣，標(biāo)準(zhǔn)模架的模型建立基本完成（圖3-7）。</p><p>　　下面開始創(chuàng)建模具的成型系統(tǒng)部分零件。凸模和凹模是成型零部件中的重要部分，制件的質(zhì)量主要靠其保證。本課題以成型倒角圓柱形瓶蓋為例，因此凸模和凹模的形狀也為圓柱體。利用cr

28、eate\extended prmitives\Chamfercyl命令創(chuàng)建倒角圓柱體，并調(diào)節(jié)其截面半徑，高度及其倒角參數(shù)，然后再創(chuàng)建一個(gè)合適的圓柱體并調(diào)整它們的中心，使其在x和y軸上嚴(yán)格對(duì)中。利用“布爾和”運(yùn)算，得到凸模的三維模型，最后效果如圖3-8所示。同理，凹模的建立則需要利用“布爾差”運(yùn)算從倒角圓柱體中減掉制件的部分，最后的效果如圖3-9所示。</p><p>　　導(dǎo)柱的主要作用是在合模過程中保證動(dòng)模和定

29、模部分的相對(duì)位置要求，其模型的建立稍顯復(fù)雜。首先建立兩個(gè)合適大小的圓柱體，調(diào)整好它們的相對(duì)位置后進(jìn)行布爾和運(yùn)算將其合并，然后利用create\standard prmitives\tube命令創(chuàng)建三個(gè)大小相同的圓管，調(diào)整到合適的位置，最后利用布爾差運(yùn)算從剛才的復(fù)合幾何體中減去這三個(gè)圓管。然后再建立一個(gè)圓管作為與該導(dǎo)柱相配合的導(dǎo)套。同時(shí)選中剛才建立好的導(dǎo)柱和導(dǎo)套模型，將其復(fù)制三份，最后調(diào)整好各自的相對(duì)位置，使導(dǎo)柱和導(dǎo)套一一對(duì)應(yīng)配合。導(dǎo)柱和

30、導(dǎo)套的最終效果如圖3-10所示。</p><p>　　下面接著建立復(fù)位桿，推桿以及拉料桿模型。這些同為桿類零件，建模的方式相同。首先是建立兩個(gè)圓柱體，嚴(yán)格對(duì)中后運(yùn)用布爾和運(yùn)算合并這兩個(gè)圓柱體，最后將復(fù)位桿復(fù)制三份，推桿復(fù)制七份，調(diào)整好各自的相對(duì)位置。由于這部分采用的是Z字頭拉料桿，因此對(duì)拉料桿的末端還要進(jìn)行處理。利用自由</p><p>　　曲線工具創(chuàng)建Z字形二維形狀，然后用extrude

31、拉伸命令將其拉伸至一定厚度，最后用拉料桿減去這部分形狀即可得到Z字頭拉料桿。桿類零件的全部效果圖如圖3-11所示。</p><p>　　為了推板能在固定的軌道上運(yùn)動(dòng)，這里還要建立推板的導(dǎo)柱及其導(dǎo)套的模型，其建立過程和復(fù)位桿以及拉料桿的大同小異，同樣是建立首先利用圓柱體命令建立兩個(gè)圓柱體，然后調(diào)節(jié)其形體參數(shù)和相對(duì)位置，最后用“布爾和”將它們合并成一個(gè)實(shí)體。其效果圖為圖3-12所示。</p><p

32、>　　最后進(jìn)行各部分連接螺釘?shù)娜S建模。在這套模具中，有連接動(dòng)模底板，支架，動(dòng)模墊板和動(dòng)模板的螺釘，有連接推板和推桿固定板的螺釘以及連接定模板和定模底板的螺釘。首先用create\extended primiti</p><p>　　ves\gengon命令創(chuàng)建正六邊形棱柱，在用布爾和運(yùn)算將它與另一倒角圓柱體合并，然后建立一個(gè)彈簧模型，調(diào)整其顯示參數(shù)，使其成為螺紋的形狀，最后也將它合并至剛才制作好的復(fù)合幾何

33、體中，其效果圖為圖3-13。利用復(fù)制命令將其復(fù)制到其他位置，并調(diào)整好各自的長(zhǎng)度，螺釘?shù)哪Ｐ徒⒓赐瓿伞?lt;/p><p>　　由于各桿類零件和螺釘都是裝配在模架之中，所以最后還必須在模架中制作與各零件相配合的孔，這項(xiàng)工作可以利用布爾差運(yùn)算實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　此外，再用圓柱體命令建立澆口套和定位環(huán)，整個(gè)模具的零件模型就完整了。</p><p>　　為了使模具看起

34、來更加逼真，設(shè)計(jì)者還對(duì)模具賦予了材質(zhì)。在3ds max 5.0豐富的材質(zhì)庫(kù)中，采用了高亮的金屬材質(zhì)作為模具的基本表面材質(zhì)，另外對(duì)場(chǎng)景還架設(shè)了泛光燈，其最終效果圖如圖3-14所示。至此，單分型面模具的三維模型建立已基本完成。</p><p>　　3.3.2雙分型面模具模型建模</p><p>　　雙分型面模具的建模工作有標(biāo)準(zhǔn)模架的建立，桿類零件的建模，這和單分型面模具的建模工作是一致的。此外

35、，由于三板式模型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，要求開模時(shí)，定模和中間板先于動(dòng)模和中間板分開，在此必須加入中間板導(dǎo)柱（圖3-15）和彈簧。</p><p>　　雙份型面注塑模具的模型建立中，模架，導(dǎo)柱，導(dǎo)套和桿類零件的模型的建立和單分型面中基本一樣，所不同的是在雙分型面模具中，由于是三板式結(jié)構(gòu)，因此與單分型面模具相比多了幾個(gè)控制中間板運(yùn)動(dòng)的零件。模具建立成功后的效果圖為圖3-16。</p><p>　　3.3

36、.3斜導(dǎo)柱抽芯模具建模</p><p>　　這類模具的主要特點(diǎn)在于在模具中置有側(cè)抽芯滑塊和驅(qū)動(dòng)滑塊作橫向運(yùn)動(dòng)的斜導(dǎo)柱。因此建模工作除了標(biāo)準(zhǔn)模架之外還要求建立與側(cè)型芯相關(guān)的零件，這包括斜導(dǎo)柱的模型建立，側(cè)型芯滑塊的模型建立，側(cè)型芯定位彈簧的設(shè)置，鍥緊塊的建模等。</p><p>　　斜導(dǎo)柱抽芯模具的模型建立首先仍然是模架的建模，利用chamferbox命令9個(gè)倒角立方體，分別作為模架的定模底

37、板，凹模墊板，型腔板（即中間板），動(dòng)模板，兩塊支架，動(dòng)模底板，推板和推桿固定板等部分，調(diào)節(jié)好各自的形體參數(shù)和位置，模架就基本完成。與單分型面注塑模具所不同的是斜導(dǎo)柱抽芯模具由于帶有活動(dòng)的側(cè)型芯滑塊，在建模方面比上述兩類模具要復(fù)雜許多。</p><p>　　斜導(dǎo)柱抽芯類模具特有的零件即斜導(dǎo)柱，側(cè)型芯滑塊，滑塊定位零件，楔緊塊等。</p><p>　　斜導(dǎo)柱是該類模具的重要部件，其側(cè)抽芯動(dòng)作主

38、要靠斜導(dǎo)柱完成。在此類模具中，斜導(dǎo)柱的斜角一般為15°～20°，最大不得超過25°。斜導(dǎo)柱和固定板之間采用過度配合，起驅(qū)動(dòng)滑塊的作用，為了保證滑塊和斜導(dǎo)柱之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)靈活，它們之間需要采用較松動(dòng)的配合。</p><p>　　用create\extended primitives\oiltank命令創(chuàng)建油桶幾何體，調(diào)節(jié)其參數(shù)使它的形狀和大小復(fù)合斜導(dǎo)柱的特征，再創(chuàng)建兩個(gè)圓柱體，將兩個(gè)幾

39、何體應(yīng)用布爾和運(yùn)算合并，效果如圖3-17所示。</p><p>　　圖3-17斜導(dǎo)柱示意圖</p><p>　　圖3-18 組合滑塊示意圖</p><p>　　側(cè)型芯滑塊的建立利用二維圖形拉伸放樣的方法較為合適。首先創(chuàng)建滑塊的二維截面形狀，再利用extrude命令進(jìn)行拉伸就可以方便的得到三維零件形狀。此外，為了便于維修，這里使用了組合式滑塊，在滑塊中設(shè)有通孔，方便在

40、維修中敲出型芯，如圖3-18所示。</p><p>　　關(guān)于滑塊定位裝置，本設(shè)計(jì)選用帶有彈簧的定位擋塊結(jié)構(gòu)，用螺釘和彈簧組合起滑塊的定位作用。螺釘和彈簧的建?？梢灾苯訌?ds max5.0系統(tǒng)中調(diào)用。</p><p>　　楔緊塊的建立則采用整體式，即直接從凹模板中切下斜塊，這部分工作可以利用系統(tǒng)的布爾差運(yùn)算完成。</p><p>　　3.3.4潛伏式澆口注塑模具建模

41、</p><p>　　由于這種澆口能夠在開?；蛘咄瞥鲋萍臅r(shí)候直接切斷塑件和澆口凝料，所以在實(shí)際應(yīng)用中十分廣泛。潛伏澆口一般是圓形截面，傾斜角一般為</p><p>　　45°～60°，錐角一般為10°～20°。其模架的建立與兩板式大致相同，只是在澆口的設(shè)置上顯得更為隱避，也正是因?yàn)檫@個(gè)特點(diǎn)，它才能在開模或者推出的時(shí)候切斷澆口，保證制件完美的外表質(zhì)量

42、。如圖3-19所示為潛伏式澆注系統(tǒng)的澆口示意圖。</p><p>　　第4章 三維動(dòng)畫的制作</p><p>　　動(dòng)畫是由一系列靜止圖像構(gòu)成的，這些靜止圖像按一定順序顯示在用戶的眼前，每個(gè)靜止圖像稱為動(dòng)畫的一幀。動(dòng)畫非常適合表現(xiàn)模具的工作過程和裝配過程，看過動(dòng)畫之后能十分清楚地了解模具結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3ds max5.0擁有強(qiáng)大的動(dòng)畫制作及渲染功能，利用

43、其自帶的動(dòng)畫編輯和渲染器能輕松實(shí)現(xiàn)三維動(dòng)畫的制作。如圖4-1為該軟件的動(dòng)畫軌跡視圖。</p><p>　　圖4-1 3ds max5.0動(dòng)畫軌跡視圖</p><p>　　4.1單分型面模具工作過程動(dòng)畫的制作</p><p>　　動(dòng)畫的制作過程也都是大同小異，在此以單分型面的工作過程動(dòng)畫為例來說明動(dòng)畫的制作過程。</p><p><b&g

44、t;　?。?）分析動(dòng)畫過程</b></p><p>　　該部分動(dòng)畫可以分為5個(gè)過程。第一，注塑機(jī)開始工作，往模具型腔中注入塑料熔料；第二，注塑過程完畢，動(dòng)模部分和定模部分開始分開，同時(shí)將制件和流道凝料一起和定模脫離一定距離（開模行程）；第三，推板在注塑機(jī)的驅(qū)動(dòng)下推動(dòng)塑料制件離開凸模；第四，脫模過程完成，動(dòng)模和推板部分一起向定模方向運(yùn)動(dòng)，直到復(fù)位桿接觸到定模板；第五，合模過程結(jié)束，并且推板的復(fù)位完成，準(zhǔn)

45、備開始下一周期的工作。</p><p><b>　?。?）設(shè)置關(guān)鍵幀</b></p><p>　　根據(jù)上述分析結(jié)果，可以在動(dòng)畫中設(shè)置關(guān)鍵幀：第0幀，即為各部分零件的初始階段，動(dòng)模和定模閉合；此后每隔20幀設(shè)置一個(gè)關(guān)鍵幀。第20幀，開模，此時(shí)塑料制件仍然在凸模上；第40幀，推出制件和凝料；第60幀，合模； </p><p>　　圖4-2 關(guān)鍵幀設(shè)

46、置</p><p>　　第80幀，推板復(fù)位，合模完成。如圖4-2設(shè)置關(guān)鍵幀。</p><p>　　關(guān)鍵幀設(shè)置好后，點(diǎn)擊動(dòng)畫控制面板中的播放按鈕，預(yù)覽動(dòng)畫，如果仍然有問題，可以調(diào)出動(dòng)畫軌跡視圖對(duì)各部件的關(guān)鍵幀進(jìn)行更加精確的調(diào)整。確定沒有錯(cuò)誤后則可進(jìn)行下項(xiàng)工作：渲染動(dòng)畫。</p><p><b>　　（3）渲染動(dòng)畫</b></p>&

47、lt;p>　　按鍵盤上的F10鍵，調(diào)出渲染動(dòng)畫對(duì)話框（圖4-3），選擇640×480為視頻輸出尺寸，設(shè)置渲染文件存放路徑，選擇渲染透視視圖后即可開始渲染工作。待計(jì)算機(jī)處理完渲染工作后，就可以在事先設(shè)置好的存放文件的文件夾中找到視頻文件，用普通的視頻播放軟件即可進(jìn)行播放預(yù)覽。</p><p>　　但是此時(shí)的動(dòng)畫十分生硬，而且播放速度過快，難以看清模具的工作細(xì)節(jié)，視頻文件的后期處理將在下文中提到。&l

48、t;/p><p>　　4.2其它模具工作過程動(dòng)畫的制作</p><p>　　其它幾種模具的工作也是分為上述三個(gè)過程。下面簡(jiǎn)述它們的關(guān)鍵幀設(shè)置：</p><p>　　雙分型面模具的工作過程為首先，彈簧推動(dòng)中間板與定模部分分開，繼而是動(dòng)模部分和中間板分模，然后推桿推出制件以及凝料，最后的過程是動(dòng)模部分和中間板以及定模部分依次合模。</p><p>　

49、　斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯模具的關(guān)鍵幀設(shè)置。首先是動(dòng)定模部分開模，同時(shí)斜導(dǎo)柱迫使側(cè)型芯滑塊側(cè)向運(yùn)動(dòng)完成側(cè)抽芯動(dòng)作，接著是推桿運(yùn)動(dòng)推出制件，最后合模并準(zhǔn)備下一周期的注塑工作。</p><p>　　潛伏式澆口所用的是兩板結(jié)構(gòu)，其關(guān)鍵幀的設(shè)置和單分型面注塑模具十分相似，在此不作重復(fù)論述。</p><p>　　4.3裝配過程動(dòng)畫的制作</p><p>　　在裝配過程動(dòng)畫中，筆者將零件的

50、運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)置為水平運(yùn)動(dòng)，并使各零件依次從屏幕兩邊“飛”入畫面，以實(shí)現(xiàn)裝配過程的模擬。由于零件數(shù)量較多，其關(guān)鍵幀的數(shù)量比起模具的工作過程動(dòng)畫來說更多，因此所需的動(dòng)畫時(shí)間也較長(zhǎng)。具體的設(shè)置過程為依次把各零件拖入畫面，然后點(diǎn)擊關(guān)鍵幀設(shè)置按鈕，最后選擇合適的視頻輸出尺寸，渲染輸出。</p><p>　　4.4靜態(tài)圖片的渲染出圖</p><p>　　為了更清楚的反映模具結(jié)構(gòu)，在配合三維動(dòng)畫的前提下，

51、在此還渲染出更為清楚的靜態(tài)圖片，以彌補(bǔ)三維動(dòng)畫中未曾表達(dá)清楚的細(xì)節(jié)部分零部件。</p><p>　　首先將要顯示出圖的零件選中，單擊右鍵選擇“隱藏未選中零件”，然后放大視圖，將零件顯示在視圖的顯眼位置，最后架設(shè)好“燈光”和“攝像機(jī)”系統(tǒng)，調(diào)出渲染動(dòng)畫對(duì)話框。此處與渲染動(dòng)畫所不同的地方在于，在選擇文件格式時(shí)，如果要渲染動(dòng)畫文件則選擇“avi”格式，如果是圖片，則選擇“jpeg”格式，并勾選上渲染“single”，即

52、指渲染單幀。</p><p>　　同樣，此時(shí)的圖片仍然比較粗糙，沒有層次感，必須對(duì)其進(jìn)行專門的后期處理才能達(dá)到更好的效果。</p><p>　　第5章 素材的后期處理</p><p>　　上一章內(nèi)容提到，由3ds max5.0渲染出來的圖片和動(dòng)畫初稿看起來不是太真實(shí)和豐滿，本章內(nèi)容將講到對(duì)圖片和動(dòng)畫的后期處理。</p><p>　　5.1圖片

53、文件的后期處理</p><p>　　圖片處理的主要工作是為圖片加入說明文字，調(diào)節(jié)圖片的明暗，對(duì)比度，背景的美化。</p><p>　　這個(gè)步驟所用到的工具軟件是Photoshop7.0。首先雙擊軟件界面空白處打開存放文件的文件夾，新建一個(gè)圖層為說明文字圖層，在此層中利用“文本”工具依次為圖片輸入必要的說明性文字。再利用“魔棒”選擇工具點(diǎn)選圖片的背景部分，利用“漸變”工具（圖5-1）從畫面左

54、上角到右下角為背景加入從藍(lán)色到白色的線性漸變。在此還可以為圖片重新加入另外的背景圖片，使圖片充滿藝術(shù)效果，更加搶眼。處理好背景后，反向選擇圖片，選中圖片中的模具部分，在菜單中選擇“圖像\調(diào)節(jié)\明暗，對(duì)比度”（圖5-2），移動(dòng)滑塊，調(diào)整模具的明暗和對(duì)比度，使圖片更有層次感。 圖5-1 漸變編輯器</p><p>　　圖5-2 亮度/對(duì)比度調(diào)節(jié)</p><p>　　5

55、.2動(dòng)畫文件的后期處理</p><p>　　以“單分型面注塑模具的工作動(dòng)畫”為例。播放初稿時(shí)，整個(gè)動(dòng)畫只有5秒鐘，時(shí)間過短，整個(gè)模具的工作過程難以看清，而且視頻開頭缺乏標(biāo)題和標(biāo)題動(dòng)畫。</p><p>　　在“會(huì)聲會(huì)影9”中打開這段影片剪輯，首先為動(dòng)畫加入標(biāo)題。單擊素材庫(kù)右邊的下三角按鈕，在彈出的菜單中選擇“視頻”命令，在素材庫(kù)中出現(xiàn)所有可用的視頻素材，在此選擇一個(gè)flash片段作為開頭動(dòng)

56、畫，持續(xù)時(shí)間為3秒鐘左右，將其拉入時(shí)間軸中即完成標(biāo)題動(dòng)畫的添加。然后單擊“標(biāo)題”命令，切換到標(biāo)題面板，在整個(gè)項(xiàng)目的開始位置輸入“單分型面注塑模具的工作動(dòng)畫”，并將其移動(dòng)至預(yù)覽屏幕中央，在窗口中播放影片就能看到標(biāo)題動(dòng)畫持續(xù)大概3秒鐘后轉(zhuǎn)入模具動(dòng)畫的播放。</p><p>　　此后可以用調(diào)節(jié)影片播放時(shí)間的方法來調(diào)節(jié)其播放速度。單擊選項(xiàng)面板中的“回放速度”按鈕，打開回放速度對(duì)話框（圖5-3）。移動(dòng)調(diào)節(jié)按鈕至滿意為止。

57、 </p><p>　　圖5-3 回放速度調(diào)節(jié)對(duì)話框</p><p>　　添加背景音樂的方法和添加標(biāo)題動(dòng)畫差不多，這里可以在聲音素材庫(kù)中找到一段風(fēng)格適宜的音樂，直接將其拖入背景音樂軌中，調(diào)節(jié)播放時(shí)間，并加入“淡入淡出”的效果，使文件的播放不至于太突然。</p><p>　　重新預(yù)覽動(dòng)畫，就可以收到聲色俱佳的視頻文件效果。</

58、p><p><b>　　第6章 結(jié)論與展望</b></p><p>　　6.1本文的工作總結(jié)</p><p>　　本文筆者利用3ds max5.0為主要工具對(duì)幾種典型的塑料注塑模具的工作和裝配過程進(jìn)行了動(dòng)畫模擬。主要進(jìn)行了以下幾點(diǎn)工作：</p><p>　　1.用3ds max制作各種塑料模具零件，包括其各模板，凸模，凹模，

59、導(dǎo)柱，復(fù)位桿，拉料桿，澆口套，定位環(huán)等；</p><p>　　2.把零件裝配成成型系統(tǒng)，澆注系統(tǒng)，脫模系統(tǒng)，抽芯系統(tǒng)，再將各系統(tǒng)裝配成整套模具；</p><p>　　3.利用3ds max模擬上述各類模具的工作過程及其裝配過程的動(dòng)畫，并為動(dòng)畫做了初步的優(yōu)化處理；</p><p>　　4.渲染出一系列能表達(dá)模具結(jié)構(gòu)的立體圖形，以彌補(bǔ)動(dòng)畫的不足。</p>

60、<p>　　總結(jié)本文的工作可以得到如下結(jié)論：</p><p>　　1.利用三維動(dòng)畫的形式來表達(dá)塑料模具的工作或裝配過程具有二維動(dòng)畫所無法相比的優(yōu)勢(shì)。三維動(dòng)畫不僅能表達(dá)模具的動(dòng)態(tài)工作過程，還能將各零部件的相互裝配關(guān)系表達(dá)得十分清楚。</p><p>　　2.要反映模具的結(jié)構(gòu)，必須對(duì)其工作和裝配過程有充分的了解，本文即針對(duì)模具的工作和裝配過程進(jìn)行了細(xì)致的模擬，即使不懂模具的初學(xué)者，通

61、過對(duì)本設(shè)計(jì)動(dòng)畫的收看也能對(duì)上述各類模具的結(jié)構(gòu)有大體了解。</p><p>　　6.2今后工作的展望</p><p>　　1.由于時(shí)間有限，本文只對(duì)單分型面，雙分型面，斜導(dǎo)柱抽芯和潛伏式澆口這幾種類型注塑模具進(jìn)行了模擬，其它還有許多更加復(fù)雜的模具的模擬仍然具有很大意義。</p><p>　　2.對(duì)于帶有活動(dòng)鑲塊的模具結(jié)構(gòu)，由于缺乏參考資料，筆者對(duì)其結(jié)構(gòu)至今不十分了解。

62、</p><p>　　3.對(duì)于3ds max的布爾差運(yùn)算不能重復(fù)進(jìn)行的問題也沒有得到一個(gè)較好的解決方法。</p><p>　　4.本設(shè)計(jì)只是制作除了各種模具的圖片和動(dòng)畫素材，如果能利用其它工具將這些素材整合到一起，開發(fā)出一個(gè)圖文聲并茂的多媒體塑料注塑模具教材，這些素材的作用會(huì)更大。</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p>

63、<p>　　本文主要介紹了單分型面，雙分型面，斜導(dǎo)柱抽芯和潛伏式澆口注塑模具的工作和裝配過程的動(dòng)畫模擬。文中重點(diǎn)論述了模具的建模過程，動(dòng)畫的制作過程，并且還對(duì)圖片和動(dòng)畫素材進(jìn)行了后期處理，使其更容易被受用者接受。但是不足在未能對(duì)所有典型注塑模具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬，在已完成的工作中也存在許多缺陷，和預(yù)期的目標(biāo)仍然存在一定的差距。</p><p>　　文章還附帶對(duì)3ds max，Photoshop和會(huì)聲會(huì)影

64、等軟件的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單的比較，提到了它們各自的特點(diǎn)以及選用理由。</p><p>　　由于時(shí)間倉(cāng)促以及相關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的缺乏，本文難免存在許多錯(cuò)誤，懇請(qǐng)各位讀者提出批評(píng)和指正。</p><p><b>　　致謝詞</b></p><p>　　畢業(yè)論文即將完稿，在此期間，我的設(shè)計(jì)工作得到了中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）機(jī)電學(xué)院各位老師和同學(xué)的幫助，沒有他們，

65、我的論文將原沒有如此充實(shí)和完善。特別要感謝的是我的指導(dǎo)老師康紅梅老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，她不僅在我遇到困難時(shí)給與我堅(jiān)實(shí)的理論支持，還聯(lián)系模具車間供我們實(shí)習(xí)，并介紹我去外校模具實(shí)驗(yàn)室參觀，使我受益匪淺。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)完成后，我也就順利結(jié)束了我的大學(xué)生活。在此，我要感謝四年來教導(dǎo)我的老師們，他們給了我適宜的學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)環(huán)境，讓我在學(xué)習(xí)知識(shí)，技能以及其他各方面都有了質(zhì)的提高，為我此后進(jìn)入社會(huì)進(jìn)行后續(xù)的工作和學(xué)

66、習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　最后感謝四年來陪伴我的同學(xué)們，我們一起生活學(xué)習(xí)，使他們給了我豐富充實(shí)的課余生活，雖然也有過許多矛盾和摩擦，但是這些始終都成了同學(xué)們不斷磨合的潤(rùn)滑劑，我也從中領(lǐng)會(huì)了許多做人的道理，愿我們以后的人生道路越來越寬廣。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 申開智主編，塑料成

67、型模具，北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2005。</p><p>　　[2] 《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》編委會(huì)，塑料模具技術(shù)手冊(cè)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000</p><p>　　[3] 李海楠，注射成型及模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000</p><p>　　[4] 唐志玉，大型注塑模具設(shè)計(jì)技術(shù)原理與應(yīng)用，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004。</p>

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71、與提高，北京：清華大學(xué)出版社，2004。</p><p>　　[16]李杰臣，會(huì)聲會(huì)影8視頻編輯完全實(shí)用手冊(cè)，北京：中國(guó)青年出版社，2005。</p><p>　　[17]. “Trends in injections molding ”by Friedrich Johannaber. Kunststoffe Plastics, 2000.</p><p>　　[1