基于NX的手机后盖板零件侧抽芯注塑模具设计含三维及5张CAD图
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基于NX的盖板零件侧抽芯模具设计摘 要在这次的毕业设计中,我的主要任务是利用UG软件进行手机盖板的侧抽芯模具设计,设计的过程主要包括模具坐标系的设定、创建分型面、滑块及浮升销的设计等。为了保证产品的表面质量不受影响,模具使用隧道式浇口。在本次设计中模具采用顶杆机构,同时采用一次顶出。该产品需要内抽芯的开口方向位于产品内部,因此需要使用浮升销的内抽芯机构。关键词:UG;手机盖板;侧抽芯 ABSTRACTIn this graduation design, my main task is to use UG software to design the side core pulling mold of mobile phone cover plate. The design process mainly includes the setting of mold coordinate system, creating parting surface, slider and floating pin design. In order not to affect the surface quality of products, tunnel gate is used. The die adopts ejector mechanism and one-time ejection. The opening direction of inner core pulling is located inside the product, so the inner core pulling mechanism of floating pin is needed.Key words:UG;mobile phone cover plate;Side core pulling 目 录第一章 绪论11.1模具发展简介11.2计算机在模具行业中的应用1第二章 产品分析22.1设计方法分析22.2技术难点分析2第3章 模具设计33.1初始化项目33.2模具坐标系33.3设置收缩率33.4设置工件43.5布局53.6分型53.6.1设计分型面53.6.2定义区域7 3.6.3创建型腔和型芯73.6.4型芯和型腔的编辑73.7添加模架103.8添加标准件11 3.8.1添加定位环11 3.8.2添加主流道11 3.8.3添加顶杆123.9顶杆后处理133.10添加分流道133.11添加浇口143.12添加斜滑块16 3.12.1添加滑块头16 3.12.2加载滑块体19 3.12.3添加浮升销213.13添加冷却通道26 3.13.1加入冷却水道26 3.13.2加入管路堵塞27 3.13.3加入连接水嘴283.14创建腔体28第4章 注射机选用294.1注射量计算294.2注射机型号确定294.3相关参数校核29 4.3.1型腔数量校核29 4.3.2锁模力校核30第5章 设计成果展示31 5.1模具爆炸图31 5.2模具装配图及零件图31结束语34参考文献35三江学院2020届本科生毕业设计(论文)第一章 绪论1.1模具发展简介模具制造与我们日常生活有着密切联系,许多产品都需要相应的模具进行生产,比如手机外壳、汽车以及其他各种家电的外壳。通过模具可以批量生产出各种复杂形状的产品,模具制造在机械制造行业中有着重要影响。目前,模具行业发展迅速,模具产业在机械制造业中占了很大的比重,从事模具行业的人员数量每年也在上升。在工业发展和行业竞争的激励下,模具制造业开始向高精密化、智能化、新型化发展,模具企业在技术研发上的投入大大增加。1.2 计算机在模具行业中的应用随着科技的发展,工业生产方式也在不断的进步,CAD/CAE/CAM技术成为模具设计与制造的重要辅助工具。设计人员可以利用软件进行模具的结构设计, 然后通过软件分析优化模具的结构, 最后利用软件生成加工刀具仿真,并且还可以对模具进行运动仿真。计算机辅助软件使得产品分析与模具结构设计变得更加方便,提高了模具制造的效率,可以说,计算机辅助设计软件在模具企业中是不可或缺的。在本次毕业设计中将使用UG软件来进行模具设计。 第二章 产品分析2.1设计方法分析产品结构如图2-1所示,在本次设计中,产品选用的材料为ABS,在设上主要考虑到以下两个问题。(1)浇口的设计。为方便清理,浇口应该放置在分型面上,浇口的位置要合理,与型腔各部位的距离要尽量相同,长度要短。由于ABS材料的凝固时间比较短,为了不影响制品的外观,在设计中采用隧道式浇口。(2)模具要用到顶杆机构,同时采用一次顶出。设计顶杆时,塑件承受力在顶出力作用点上应该最大,并注意顶杆布置的平衡。图2-1 产品结构2.2技术难点分析(1) 本产品是一个典型的曲面分型,因此在分型过程中,要利用分型管理器对分型线和分型面进行合理设计。(2)本产品需要内抽芯的开口方向位于产品内部,因此需要使用浮升销的内抽芯机构。滑块头的创建要合理,同时滑块和浮升销的结构参数也是设计中的难点。第3章 模具设计3.1初始化项目(1)单击“注塑模向导”工具栏的按钮,弹出相应的对话框,选择实体文件,修改Name,设置材料为ABS,收缩率为1.006,项目单位为毫米,如图3-1所示。(2)单击确定按钮,加载产品到Moldwizard中。图3-1 “初始化项目”对话框3.2模具坐标系(1) 单击工具栏按钮,弹出相应的对话框。(2) 选择单选按钮。(3) 选择复选框,单击确定按钮完成模具坐标系设定。3.3设置收缩率(1) 单击“注塑模向导”工具栏上按钮,弹出如图3-2所示的对话框,在下拉表中选择选项。(2) 在选项组的“均匀”文本框中输入1.006,单击确定按钮,完成收缩率的设置。图3-2 “缩放体”对话框3.4设置工件(1)单击工具栏按钮,弹出相应的对话框,按图3-3所示参数值进行设定。(2)单击确定按钮,完成工件的设计。图3-3 “工件”对话框3.5布局(1) 单击工具栏中按钮,弹出相应的对话框,如图3-4所示。(2) 在对话框中的选项组中选择选项和单选按钮,“型腔数”设置为2,“缝隙距离”设置为0。(3) 在“指定矢量”选项中选择按钮,单击“开始布局”按钮。(4) 在“编辑布局”选项组中,单击按钮,弹出“插入腔体”对话框。(5) 在“插入腔体”对话框中的R下拉列表中选择参数10,单击确定按钮,返回“型腔布局”对话框。(6) 在“编辑布局”选项组中,单击按钮,完成型腔的布局,如图3-5所示。图3-4 “型腔布局”对话框 图3-5 布局效果图3.6分型3.6.1设计分型面(1)单击工具栏按钮,弹出相应的对话框,单击“遍历分型线”按钮,选择产品体,生成如图3-6所示的分型线。(2)单击引导线按钮,选择分型线上的点,创建如图3-7所示引导线。(3)单击“选择过渡曲线”按钮,选择如图3-8所示曲线为过渡对象。图3-6 创建的分型线 图3-7 创建的引导线 图3-8 过渡曲线(4)单击“创建分型面”选项组中按钮,在“拉伸方向”的“矢量”下拉列表中点击按钮,单击应用按钮,完成第一片分型面的创建,如图3-9所示。图3-9 第一片分型面(5)按照第(4)步的步骤,分别选择拉伸方向为YC、YC+和XC+,完成其他分型面的创建,如图3-10所示。单击按钮,在弹出的对话框中选择取消,保留现有曲面。图3-10 创建的分型面3.6.2定义区域(1)单击工具栏定义区域按钮,弹出相应对话框。(2)在“设置”选项组中单击“创建区域”和“创建分型线”,单击确定,完成型芯和型腔的抽取。3.6.3创建型腔和型芯单击按钮,弹出如图3-11所示对话框,单击确定按钮,系统会自主进行创建型芯和型腔。图3-11 定义型腔和型芯对话框3.6.4型芯和型腔的编辑(1) 选择菜单栏中“窗口”“CH15_cavity_002.prt”命令,进入型腔编辑。(2) 选择菜单栏中命令,进入环境,单击“边倒圆”按钮,弹出相应对话框,。(3) 在“半径1”文本框中输入10,选择型腔镶块的边缘,单击确定,完成边倒圆操作。(4) 按照13步完成型芯边倒圆操作。(5) 单击“直接草图”工具栏“直线”按钮,选择型腔上的点,建立如图3-12所示线条。图3-12 建立拉伸线条(6) 单击“特征”工具栏按钮,弹出如图3-12所示的对话框,选择第(5)步建立的线条。图3-12 拉伸对话框(7)按图3-12所示,输入相应参数,单击确定按钮,完成型腔的编辑,如图3-13所示。图3-13 型腔编辑效果(8)选择菜单栏“窗口”“CH15_core_006.prt”命令,进入型芯编辑。(9)单击“直接曲线”工具栏上“直线”按钮,选择型芯上的点,建立如图3-14所示线条。图3-14 建立线条(10)选择“特征”工具栏“拉伸”按钮,弹出相应对话框,选择第(8)步建立的线条。(11)在对话框中的“极限”选项组中,开始值设为0,结束值设为20,在“偏置”下拉表中选择“两侧”选项,偏置开始值设为0,结束值设为-15。(12)在“布尔”下拉列表中选择“求差”选项,选择型芯为目标体,单击确定按钮,完成型芯编辑,如图3-15所示。图3-15 型芯编辑效果3.7添加模架(1)选择“注塑模向导”工具栏中的按钮,弹出如图3-16所示的相应对话框。图3-16 模架库对话框(2)在“重用库”的“名称”列表中,选择FUTABA_S,在“对象选择”列表框中选择SA命令。(3) 在“模架库”对话框中的“详细信息”下拉列表中,index参数选择2335,Ap_h选择60,Bp_h选择70,Cp_h选择100。(4) 单击确定,完成模架的调入,如图3-17所示。图3-17 模架3.8添加标准件3.8.1添加定位环(1) 点击“注塑模向导”工具栏中的图标,在重用库“名称”下拉列表框中选择HASCO_MM选项中的Locating Ring选项,型号选择K100B。(2) 点击应用,完成添加。如图3-18所示。图3-18 定位环3.8.2添加主流道从标准件列表中的injection选项中选择Sprue BushingZ50,Z51,Z511,Z512,修改参数后选择确定按钮,结果如图3-19所示。图3-19 主流道3.8.3添加顶杆(1) 在“注塑模向导”工具栏中选择“标准件库”按钮,弹出相应的对话框,从标准件列表框中选择“FUTABA_MM”“Ejector Pin”。(2) 选择位置方式为POINT,修改顶杆参数,长度略长于产品模型。(3) 单击应用按钮,弹出相应对话框,见图3-20,在“类型”下拉表中选择“光标位置”选项,在视图区选择需要添加顶杆的点,单击确定按钮,生成顶杆。图3-20 “点”对话框(4)按照上面方法添加其余顶杆,如图3-21所示。图3-21 添加后的顶杆3.9顶杆后处理(1)单击“顶杆后处理”按钮,弹出相应对话框,见图3-22,在列表框中选择选项,单击按钮,选择需处理的顶杆。其余参数按图3-22所示设置。(2)单击确定按钮,完成顶杆后处理。图3-22 顶杆后处理对话框3.10添加分流道(1)单击“注塑模向导”工具栏上的按钮,弹出相应的对话框,单击“引导线”选择栏“绘制截面”按钮,创建如图3-23所示引导线。图3-23 创建流道引导线(2)在“截面类型”下拉表框中,选择circular,单击确定,创建的流道如图3-24。图3-24 创建的流道3.11添加浇口(1)单击工具栏按钮,弹出如图3-25所示浇口设计对话框,按图所示修改参数。图3-25 浇口设计对话框(3) 单击浇口点表示按钮,弹出如图3-26所示对话框。图3-26 浇口点对话框(4) 在“浇口点”对话框中单击曲线上的点,弹出相应的对话框,如图3-27所示。选择制品边缘放置浇口点的曲线。弹出“在曲线上移动点”对话框。图3-27 在曲线上移动点对话框(5)拖动滑块值到40,单击确定按钮,返回上一个对话框,单击应用按钮,弹出“点”对话框,如图3-28所示,选择建立的浇口点,弹出相应对话框,选择如图3-29所示的方向。图3-28 点对话框 图3-29 矢量对话框(5) 在“浇口设计”对话框中单击重定位浇口按钮,修改浇口位置, 单击取消按钮,退出浇口设计。(6) 按上述步骤完成其余浇口的添加,如图3-30所示。图3-30 完成后的浇口3.12添加斜滑块3.12.1添加滑块头(1) 选择“窗口”“CH15_prod_003_prt”命令,在工作视图区选择型芯,右击,选择相应命令,将其转为工作部件。(2) 选择菜单栏“应用模块”“装配”命令,进入相应装配环境。单击“装配”工具栏按钮,弹出如图3-31所示对话框。图3-31 WAVE对话框(3) 在“类型”下拉表中选择“体”选项,选择制品体,单击确定按钮。(4) 单击左边按钮,选择“CH15_core_006”部件,右击,在弹出的快捷菜单中选择“设为显示部件”命令。(5) 单击“注塑模向导”工具栏中“创建方块”按钮,弹出如图3-32所示对话框。图3-32 创建方块对话框(6) 选择制品面,拖动手柄到合适位置,创建如图3-33所示方块。 图3-33 创建方块(一)(7) 选择菜单栏“应用模块”“建模”命令,单击按钮,选择产品的面进行修剪。如图3-34所示。图3-34 修剪后的方块(8) 单击“特征”工具栏上“减去”按钮,选择第(7)步创建的方块为目标体,制品为工具体,单击确定按钮。(9) 按照如图3-35所示创建方块。图3-35 创建方块(二)(10) 单击“特征”工具栏上“拔模”按钮,选择方块(二)上表面为固定拔模面,脱模方向为YC负方向,拔模角度为-5,如图3-36所示。图3-36 拔模示意图(11) 选择菜单栏“插入”“同步建模”“替换面”命令,如图3-37所示,选择要替换的面和替换面,单击确定按钮。图3-37 替换面效果(12) 单击“特征”工具栏“修剪体”按钮,弹出相应的对话框。(13)选择方块(二)作为目标体,分型面为工具体,单击确定,完成修剪。(14)单击“特征”工具栏的“合并”按钮,选择创建的方块(一)和方块(二)为目标体和工具体,单击确定按钮。(15)单击“特征”工具栏的“减去”按钮,弹出相应对话框,选择“保持工具”复选框。(16)选择型芯块作为目标体,第(14)步创建的求和体为工具体,单击确定按钮,效果如图3-38所示。图3-38 型芯求差效果3.12.2加载滑块体(1) 选择菜单栏中“格式”WCS“原点”命令,弹出相应对话框。(2) 在“点”对话框的“类型”下拉表中选择“两点之间”选项,在工作视图区中选择如图3-39所示两个点,单击确定按钮,坐标系移动到两点的中间。图3-39 移动后的坐标系(3) 单击“注塑模向导”工具栏上按钮,弹出相应的对话框。(4) 在“重用库”中选择“Slide”“Push-Pull Slide ”,设置angle_start为18,cam_back为30,gib_long为70,gib_top为-0.5,slide_long为60,wide为45。(5) 单击确定按钮,滑块如图3-40所示放置。图3-40 添加滑块(6) 在“装配导航器”中右击“CH15_core_006”部件,在弹出的快捷菜单中选择“设为显示部件”命令。(7) 右击CH15_core_006部件,选择“显示父级”“CH15_prod_003”。(8)选择菜单栏“应用模块”“装配”命令,进入“装配”环境。(9)单击工具栏按钮,选择如图3-41所示的滑块体,单击确定按钮。图3-41 选择链接几何体(10)单击“特征”工具栏上“求和”按钮,分别选择之前创建的滑块头部和滑块体作为目标体和工具体,单击确定按钮。(11)选择菜单栏“窗口”“CH15_top_010.prt”,在“适配导航器”中右击,选择“转为工作部件”命令。(12)单击“注塑模向导”工具栏“腔体”按钮,弹出如图3-42所示对话框。图3-42 腔体对话框(13)在“模式”下拉表中选择“减去材料”选项,目标体选择动模板,工具体选择滑块,单击确定。效果如图3-43所示。图3-43 动模板腔体效果(14)按照第(12)(13)步,在定模板上创建滑块的腔体,效果如图3-44所示。图3-44 定模板腔体效果3.12.3添加浮升销(1) 选择菜单栏“窗口”“CH15_prod_003”命令。(2) 在“装配导航器”中右击“CH15_core_006”部件,在弹出的快捷菜单中选择“设为显示部件”命令。(3) 单击“注塑模向导”工具栏“创建方块”按钮,创建如图3-45所示方块。图3-45 创建方块(三)(4)单击“减去”按钮,在减去对话框中选择“保持工具”按钮。(5)选择方块(三)为目标体,滑块头为工具体,单击确定,效果如图3-46所示。图3-46 求差效果(6)单击“特征”工具栏按钮,选择方块(三)为目标体,分型面为工具体,单击确定,完成修剪。(7)选择菜单栏中“插入”“同步建模”“替换面”命令,弹出“替换面”对话框。(8)选择需要替换的面和替换面,如图3-47所示。图3-47 替换面(9)单击确定按钮,完成替换,效果如图3-48所示。图3-48 替换后效果(10)单击“注塑模向导”工具栏中“拆分体”按钮。对方块(三)进行修剪,如图3-49所示。图3-49 修剪效果(11)单击“减去”按钮,选择型芯镶块为目标体,选择上面创建方块为工具体,单击确定,效果如图3-50所示。图3-50 求差效果(12)选择菜单栏中“格式”“WCS”“旋转”命令,弹出相应的对话框。(13)按如图3-51所示设置,单击确定按钮。图3-51 坐标设置(14)选择菜单栏中“格式”WCS“原点”命令,弹出“点”对话框。在“类型”下拉表选择选项。(15)选择如图3-52所示的点,单击确定按钮。图3-52 移动坐标点(16)单击“注塑模向导”工具栏中的按钮,弹出“滑块和浮升销设计”对话框。(17)选择“Lifter”“Dowel Lifter”,位置选择WCS_XY。(18)修改wide为27.213711665,rise_angle为8,cut_width为0,riser_top为10,shut_angle为0,start_level为-15。(19)单击确定按钮,添加浮升销如图3-53所示。图3-53 加入浮升销(20)选择“格式”“WCS”“动态”命令,将坐标点移动到如图3-54所示位置。 图3-54 移动工作坐标系(21) 按照第(16)(17)步,修改wide为14.5,rise_angle为8,cut_width为0,riser_top为10,shut_angle为0,start_level为-15,riser_thk为13,单击确定添加浮升销,如图3-55所示。图3-55 加入浮升销(22) 单击“注塑模向导”工具栏上的“修边模具组建”按钮,弹出相应的对话框。(23) 选择浮升销座为目标体,选择确定,完成修剪效果如图3-56所示。图3-56 修剪后效果(24)单击“曲线”工具栏上“直线”按钮,选择型腔上的点建立如图3-57所示线条。图3-57 建立拉升线条(25)单击“特征”工具栏上“拉伸”按钮,选择建立的线条,在“极限”选项组中,开始值设为0,结束值设为20,在“偏置”下拉表中选择“两侧”选项,偏置开始值为0,结束值为10。(26)选择确定命令,建立拉伸体。(27)单击“注塑模向导”工具栏上的“腔体”按钮,选择浮升销为目标体,拉伸体为工具体,单击确定按钮。(28)单击“注塑模向导”工具栏上的“腔体”按钮,选择模板和型腔镶块为目标体,浮升销为工具体,建立浮升销在模板上的腔体。3.13添加冷却通道3.13.1加入冷却水道(1) 选择“窗口”“CH15_prod_003”命令。(2) 单击“注塑模向导”工具栏上的“冷却标准件库”按钮,选择COOLING_HOLE类型,在PIPE_THREAD下拉表中选择M8选项,修改HOLE_1_DEPTH参数为100,HOLE_2_DEPTHG改为103。(3) 单击“放置”选项中按钮,选择如图3-58所示面为放置面,弹出“点”对话框。图3-58 水道放置面(4) 设置点坐标为(20,0,0),单击应用按钮,弹出位置对话框。(5) 在“位置”对话框的“偏置”选项组中,设置X偏置为20,Y偏置为18.5,单击确定按钮,弹出“点”对话框,设置坐标点为(-20,0,0),单击应用按钮,弹出“位置”对话框,设置X偏置为5,Y偏置为18.5,单击确定按钮,退出冷却水道设计。(6) 按照第(2)(5)步,选择型芯侧面为放置面,修改参数HOLE_1_DEPTH为90,HOLE_2_DEPTHG为95。设置位置点为(20,0,0),X偏置12.5,Y偏置18.5,得到如图3-59所示冷却水道。图3-59 冷却水道3.13.2加入管路堵塞(1) 在“冷却组件设计”对话框中选择一个创建的水道,选择PIPE PLUG选项,在PIPE_THREAD下拉表中选择M8选项。(2) 单击应用按钮,完成管路堵塞的添加。(3)依次完成其他管路堵塞的添加,如图3-60所示。图3-60 管路堵塞效果3.13.3加入连接水嘴(1)在“冷却组件设计”对话框中选择一个冷却水道,选择CONNECTOR PLUG选项,在PIPE_THREAD下拉表中选择M8选项。(2)单击应用按钮,完成连接水嘴的添加。(3)依次完成连接水嘴的添加,效果如图3-61所示。图3-61 连接水嘴3.14创建腔体(1)选择菜单栏“窗口”“CH15_top_010”命令,在部件导航器中将其设为工作部件。(2)单击“注塑模向导”工具栏“腔体”按钮,将模具的模板、型芯以及型腔设为目标体,将定位环、主流道、顶杆以及浇口和冷却系统设为刀具体。(3)单击确定按钮,建立腔体。第4章 注射机选用4.1注射量计算(1)塑件体积与质量通过UG软件,可分析得到单个塑件体积为,模具选择一模两腔,故得到塑件体积为,查资料选定ABS塑料的密度为1.1%,算出塑件质量为5.225g。(2)流道质量通过UG软件分析,得到流道体积,算出流道质量为7.438g,则所需注射量为12.66g。4.2注射机型号确定根据计算得出的注射量,初步选定注射的机型号为XS-Z-30卧式注射机,该型号的主要参数在表4-1中。表4-1 XS-Z-30型注射机主要技术参数注重重量27g锁模力250KN螺杆直径30mm拉杆内间距235mm额定注射压力116MPa顶出行程160mm合模方式液压-机械最大模具厚度180mm塑化能力13kg/h最小模具厚度60mm喷嘴球半径10mm定位圈直径55mm喷嘴移出量10mm4.3相关参数校核4.3.1型腔数量校核按注射机的最大注射量校核型腔数量式中 K 注射机最大注射量的利用系数,结晶型塑料一般取0.8; 注射机允许的最大注射量,=27g; 浇注系统所需要的塑件质量或体积,=12.66g; 单个塑件的质量或体积,=3.01g; 上式中 左边=2; 右边= 2.97 满足要求。4.3.2锁模力校核当高压的塑料熔体充满型腔时,会沿注射机轴向产生很大的推力,其大小等于制品浇注系统在分型面上的垂直投影面积乘以型腔内塑料熔体的平均压力。当该推力不超过注射机额定的锁模力,可避免溢边跑料现象。 型腔内塑料熔体的推力; A 浇注系统在分型面上积投影面积; 型腔内塑料熔体的平均压力,ABS流动性好,薄壁容器类,取型腔平均压力为30Mpa;上式中 左边=2163.97*30=64.9KN, 右边=250KN 满足要求。第五章 设计成果展示5.1模具爆炸图模具爆炸图如图4.1所示,通过模具的爆炸图我们可以更加直观地看到模具的整体结构。图5-1 爆炸图5.2模具装配图及零件图模具的装配图以及部分零件图如下图所示。图5-2 装配图图5-3 定模座板图5-4 定模固定板图5-5 动模座板图5-6 动模固定板结束语通过本次毕业设计,使我认识到在过去的学习中存在的不足,也使我获得了巨大的进步,特别是在UG软件使用上有了较大的提高。在此,我要特别感谢宋昌才老师对我的帮助。宋老师为我们提供了许多相关资料,在宋老师的指导下,设计过程中遇到的问题都能得到及时解决。同时,也要感谢同学和各专业老师在学习生活中对我提供的帮助。在刚开始毕业设计时,我便发现自己对于前期学习的知识有些生疏,于是便在网上查阅资料,回顾之前学习的知识。设计的过程也是一个重新学习的过程。总之,这次毕业设计使我的UG软件使用水平有了较大的提高,专业理论知识也得到了进一步的巩固,也为今后的设计工作打下了基础。参考文献1宋昌才. 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