基于特征分類邏輯思路的模具零件工程圖繪制
——以化妝盒蓋注塑模具為例

肖國(guó)華

(浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院，寧波 浙江 315012)

0 引言

在模具設(shè)計(jì)教學(xué)及模具企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，模具零部件工程圖的繪制是一項(xiàng)基本技能。對(duì)于模具企業(yè)技術(shù)人員而言，工程圖繪制的質(zhì)量好壞，直接關(guān)系到模具的生產(chǎn)質(zhì)量和模具制造的生產(chǎn)效率[1-4]。目前，從普通本科的機(jī)械制造專業(yè)，到高職的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)，再到網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)和各類高級(jí)制圖培訓(xùn)班，甚至到企業(yè)中的初級(jí)模具設(shè)計(jì)人員，針對(duì)模具零件的制圖，并沒(méi)有形成一個(gè)嚴(yán)格的制圖邏輯思路來(lái)完整地表達(dá)零件生產(chǎn)所需的各種必備要求[5-7]。企業(yè)里面雖有生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)支撐，但都是師傅帶徒弟式指導(dǎo)，企業(yè)師傅一般沒(méi)有受過(guò)規(guī)范的模具零件制圖規(guī)范培養(yǎng)，憑感覺(jué)和模棱兩可的猜測(cè)來(lái)繪制零件工程圖紙，容易造成技術(shù)傳代傳遞時(shí)錯(cuò)誤延遞，圖紙表達(dá)也是五花八門；而學(xué)校的教師則由于缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而容易導(dǎo)致技術(shù)信息表達(dá)遺漏，所制圖紙只是形似而神不是，表達(dá)不全且無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。究其原因在于因缺少圖紙表達(dá)邏輯思路、圖紙內(nèi)容表達(dá)目標(biāo)不明確而最終導(dǎo)致圖紙表達(dá)的不完整。本文針對(duì)此問(wèn)題，以某化妝盒蓋注塑模具動(dòng)模板的圖紙繪制為例，總結(jié)出基于零件特征分類邏輯思路的模具零件工程圖繪制方法，能有效地解決教育界、企業(yè)界相關(guān)人員所面臨的這一難題。

1 基于分種分類的圖紙表達(dá)邏輯思路

常規(guī)的機(jī)械、模具零件圖紙中，圖紙要表達(dá)完整，必須要包含以下幾個(gè)方面的信息[8-10]： ①零件基礎(chǔ)坯體；②基礎(chǔ)坯體上的所有特征；③基礎(chǔ)坯體和其上所有特征的定位、定形尺寸；④個(gè)別關(guān)鍵特征的尺寸公差標(biāo)注；⑤個(gè)別關(guān)鍵特征的形位控制公差標(biāo)注；⑥加工后粗糙度要求標(biāo)注；⑦技術(shù)要求標(biāo)注(熱處理、未注公差、未注尺寸等的集中表述)；⑧材料及零件設(shè)計(jì)信息標(biāo)識(shí)。

基于此，本文提出一種基于零件特征分類的圖紙表達(dá)邏輯思路如下：

(1) 明確零件坯體。壞體即模板未做任何特征加工前的矩形六面體精料。

(2) 對(duì)基礎(chǔ)坯體上的所有特征進(jìn)行分種分類，在每一種特征里面確認(rèn)一個(gè)特征用于表達(dá)該種特征的形狀(剖切、或者局部剖切、或者虛線表達(dá))。

(3) 規(guī)劃好主視圖，能全面展現(xiàn)每種(每類)特征下有多少個(gè)相同特征。

(4) 對(duì)主視圖未表達(dá)完全的特征信息進(jìn)行規(guī)劃，規(guī)劃剖切輔助視圖的剖切位置(全剖、半剖、旋轉(zhuǎn)剖等)，局部視圖的局部剖切位置，向視圖位置等。

(5) 安排輔助視圖剖面線要剖切的位置，每一種特征找一個(gè)代表進(jìn)行剖切，包括局部剖面線位置，向視圖指示位置等；據(jù)此配置輔助視圖。輔助視圖盡可能少，以清楚表達(dá)零件全部信息為基準(zhǔn)。

(6) 針對(duì)主視圖及配置的輔助視圖進(jìn)行圖形清理，圖形清理中，圖形線條類型、寬度等按國(guó)標(biāo)進(jìn)行配置處理。

(7) 設(shè)置圖紙中零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，并配置形位公差基準(zhǔn)。

(8) 按照基礎(chǔ)坯體→分項(xiàng)分種特征的順序，標(biāo)注基礎(chǔ)坯體的形狀尺寸后，再針對(duì)每一種特征下的每一個(gè)特征標(biāo)注定位尺寸，及此種特征下的代表特征的形狀尺寸。標(biāo)注完畢，針對(duì)加工要求高的尺寸進(jìn)行尺寸公差標(biāo)注，對(duì)有形位控制要求的特征進(jìn)行形位控制公差標(biāo)注。

(9) 表面粗糙加工要求標(biāo)注，針對(duì)表面加工要求相對(duì)較高的成型表面標(biāo)注粗糙度要求，不特意標(biāo)注的加工后成型表面按統(tǒng)一的粗糙度要求進(jìn)行指明。

(10) 配置圖紙標(biāo)題欄內(nèi)零件使用材料的相關(guān)信息。

(11) 配置技術(shù)要求，加注未注標(biāo)尺寸、未標(biāo)注尺寸公差、形位公差的處理辦法。在圖紙中，每個(gè)特征的定位、定形尺寸都是有誤差的，不標(biāo)識(shí)出來(lái)只是默認(rèn)按一般加工經(jīng)濟(jì)精度進(jìn)行處理，圖紙中標(biāo)識(shí)出來(lái)的，意指加工相對(duì)較為困難，要求精度相對(duì)較高。另外，技術(shù)要求中需注明零件的材料狀態(tài)，如熱處理要求等。

(12) 補(bǔ)充零件輔助信息，或者3D軸測(cè)輔助視圖，便于讀圖者快速了解零件的全部信息。

2 基于分種分類邏輯思路的動(dòng)模板零件工程制圖

2.1 動(dòng)模板零件3D圖分析

如圖1所示，為某化妝盒蓋注塑模具動(dòng)模板的3維軸測(cè)圖(3D)，針對(duì)此零件的工程制圖，按照上述基于零件特征分類的圖紙表達(dá)邏輯思路，零件的特征分為2部分，第一部分為基體坯板動(dòng)模板1，第二部分為動(dòng)模板1上所附加設(shè)置的22種特征(種類2～種類23)。

1—?jiǎng)幽０澹?—長(zhǎng)拉桿螺絲孔；3—ID標(biāo)識(shí)機(jī)構(gòu)安裝孔；4—水孔；5—定位銷孔；6—左右倒角邊；7—前后倒角邊；8—模板四角倒角邊；9—基準(zhǔn)符號(hào)；10—撬模角；11—模板編號(hào)字；12—吊模螺絲孔；13—復(fù)位桿孔；14—導(dǎo)柱孔；15—型芯槽倒角邊；16—型芯槽；17—計(jì)數(shù)器槽；18—頂桿孔；19—鎖模螺絲孔；20—型芯緊固螺絲孔；21—型芯槽圓角；22—推板導(dǎo)柱孔；23—雙叉斜頂過(guò)孔圖1 化妝盒面蓋模具動(dòng)模板

2.2 分類及數(shù)量

基體坯板動(dòng)模板1的數(shù)量為1個(gè)。

22種特征分別對(duì)應(yīng)的數(shù)量個(gè)數(shù)為： 長(zhǎng)拉桿螺絲孔2共6個(gè)；ID標(biāo)識(shí)機(jī)構(gòu)安裝孔3共2個(gè)；水孔4為復(fù)合多特征孔，共2個(gè)；定位銷孔5共4個(gè)；左右倒角邊6上下共4條；前后倒角邊7上下共4條；模板四角倒角邊8四周共4條；基準(zhǔn)符號(hào)9共1個(gè)；撬模角10四角共4個(gè)；模板編號(hào)字11共1處；吊模螺絲孔12兩頭共2個(gè)；復(fù)位桿孔13共4個(gè)；導(dǎo)柱孔14共4個(gè)；型芯槽倒角邊15四周共4條；型芯槽16共1個(gè)；計(jì)數(shù)器槽17共1個(gè)；頂桿孔18共9個(gè)；鎖模螺絲孔19上下共1個(gè)；型芯緊固螺絲孔20共6個(gè)；型芯槽圓角21共4處；推板導(dǎo)柱孔22共4個(gè)；雙叉斜頂過(guò)孔23為復(fù)合孔共2處。完成邏輯思路的第1、第2步。

2.3 形狀表達(dá)

如圖2所示，把動(dòng)模板1的俯視圖作為主視圖，然后規(guī)劃4條剖面線、2個(gè)向視圖、2個(gè)局部剖視圖、1個(gè)文字輔助說(shuō)明、多處虛線表達(dá)來(lái)兩件上述23種特征。在4條剖面線中，A-A剖面線能將特征1、特征13、特征22、特征18、特征23、特征12的形狀完全表達(dá)清楚；B-B剖面線能將特征1、特征3、特征15、特征16、特征21的形狀完全表達(dá)清楚；C-C剖面線能將特征17及其附加的4個(gè)螺絲孔、特征20、特征23、特征3(第二個(gè))的形狀完全表達(dá)清楚；D-D剖面線能將特征10、特征14、特征18、特征4完全表達(dá)清楚；剖面B-B、C-C、D-D都能把前后倒角邊7的形狀表達(dá)清楚；剖面A-A能把左右倒角邊6的形狀表達(dá)清楚；本俯視圖則能把模板四角倒角邊8的形狀表達(dá)清楚；基準(zhǔn)符號(hào)9、模板編號(hào)字11直接通過(guò)文字表述表達(dá)；定位銷孔5的形狀通過(guò)A-A剖視圖上增加局部剖視或虛線表達(dá)的方式表達(dá)清楚。需要指出的是特征17、特征4和特征3的側(cè)端面形狀需要補(bǔ)充兩個(gè)向視圖G向視圖、K向視圖來(lái)補(bǔ)充表達(dá)形狀。至此，零件上的所有特征都得到定位、定形、及數(shù)量的表達(dá)。完成邏輯思路的第3、第4步。

1—?jiǎng)幽０澹?—長(zhǎng)拉桿螺絲孔；3—ID標(biāo)識(shí)機(jī)構(gòu)安裝孔；4—水孔；5—定位銷孔；6—左右倒角邊；7—前后倒角邊；8—模板四角倒角邊；9—基準(zhǔn)符號(hào)；10—撬模角；11—模板編號(hào)字；12—吊模螺絲孔；13—復(fù)位桿孔；14—導(dǎo)柱孔；15—型芯槽倒角邊；16—型芯槽；17—計(jì)數(shù)器槽；18—頂桿孔；19—鎖模螺絲孔；20—型芯緊固螺絲孔；21—型芯槽圓角；22—推板導(dǎo)柱孔；23—雙叉斜頂過(guò)孔圖2 特征形狀表達(dá)規(guī)劃

2.4 線型整理及調(diào)整后的表達(dá)視圖

最終獲得主視圖及輔助視圖如3所示，至此完成邏輯思路制圖的第5、第6、第7步。

3 工程圖標(biāo)注及成圖

按邏輯思路制圖的第8步按照基礎(chǔ)坯體→分項(xiàng)分種特征的順序，標(biāo)注基礎(chǔ)坯體的形狀尺寸→每一個(gè)特征標(biāo)注定位尺寸→代表特征的形狀尺寸→尺寸公差標(biāo)注→形位控制公差標(biāo)注。

按第9步，標(biāo)注各處要求高表面的表面粗糙及自然粗糙度Ra6.3。

按第10步補(bǔ)充零件輔助信息，補(bǔ)充1個(gè)3D軸測(cè)輔助視圖。

按第11步配置技術(shù)要求，加注未注標(biāo)尺寸、未標(biāo)注尺寸公差、形位公差的處理辦法。

按第12步，配置圖框，材料及設(shè)計(jì)信息，加工方式信息。至此，所完成的化妝盒蓋注塑模具動(dòng)模板工程圖如圖4所示。

圖3 工程圖主視圖及輔助視圖

圖4 模具裝配圖工程圖

特別需要注意的是，在模具模板類零件的工程圖中，工程圖的設(shè)計(jì)需要按以下幾種情況來(lái)靈活選用，第一種是模架為標(biāo)準(zhǔn)模架，模板都是企業(yè)自己做，那么工程圖的制圖需要按圖4標(biāo)準(zhǔn)來(lái)制作；第二種是模板從標(biāo)準(zhǔn)模架上拆解下來(lái)的，那么工程圖的制作實(shí)際上只需要針對(duì)未加工部分特征進(jìn)行設(shè)計(jì)即可。

4 結(jié)論

在模具設(shè)計(jì)教學(xué)中，對(duì)制圖常規(guī)基礎(chǔ)知識(shí)如投影視圖、線型、字體等介紹較多，但對(duì)一個(gè)完整零件圖紙繪制的邏輯思路的梳理比較少，導(dǎo)致學(xué)生完成課程學(xué)習(xí)后，面對(duì)新的零件進(jìn)行制圖時(shí)無(wú)從下手。

本文提出了一種基于零件特征分類的圖紙表達(dá)邏輯思路，并給出該邏輯思路下的工程制圖樣例。在制圖過(guò)程中，分步驟來(lái)完成零件的制圖，這種邏輯制圖思路，可以幫助學(xué)生更好地掌控制圖技能，提高企業(yè)從業(yè)人員的工作效率和執(zhí)業(yè)能力。