UG注塑模向导环境下的注塑模具设计

第四章UG注塑模向导环境下的注塑模具设计4.1 结构方案分析首先应该对模具的各项细部结构作详细的分析和判定，明确模具的整体结构设计方案后，逐步展开模具的设计。

4.1.1 分型面分开模具能取出塑件的面，称做分型面。

分型面的形状有平面、斜面、阶梯面和曲面等，根据我们的产品形状，将选择平面分型，如图4.1所示。

图4.1 分型面形式分型面的方向尽量采用与注塑机开模方向。

选择分型面的位置时应当注意以下几个问题：●分型面一般开设在产品的最大截面处。

●分型面一般不取在装饰外表面或带圆弧的转角处，影响产品外观。

●使塑件留在动模一边，利于塑件脱模。

●将同轴度要求高的同心部分放于分型面的同一侧，以保证同轴度。

●如果有抽芯结构，必须考虑开模距离与抽芯距离之间的关系。

●分型面作为主要排气面时，分型面设于料流的末端。

根据分析和以原则考虑，该设计的分型面选择为其盖壳的底部边缘如下图所示：图4.2 分型面的选择4.1.2 浇注系统浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴接触处到型腔为止的塑料熔体的流动通道，由主流道、分流道、内浇口和冷料穴组成，如图4.3所示。

图4.3 浇注系统结构浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要环节，它对注塑成型的效率和塑件质量都有直接的影响，因此，在设计浇注系统时必须注意以下几项原则：●了解塑料的成型特性，也就是塑料的温度和剪切速率等。

●防止型芯和塑件的变形，也就是避免料流正面冲出小直径型芯或脆弱的金属镶件，以及防止浇口处由于过大的收缩应力而造成塑件变形。

●排气良好，也就是保证料流流动顺利，快而不紊乱。

●减少流程及塑料耗量，这样可缩短成型周期，提高成型效果，减少塑料用量。

●修整方便，保证塑件外观质量。

1.分流道的设计分流道就是主流道与浇口之间的部分，起分流和转向的作用，其要求是塑料熔料在流动中热量和压力损失最小，同时使流道中的塑料量最小。

分流道的形状及大小必须根据塑件的成型体积、塑件壁厚、形状、塑料的工艺特性、注塑速度、分流道长度等因素来确定。

分流道的设计有以下几个要点：●分流道的表面不必要求很光滑，表面精度一般在1.25即可，因为分流道表面不太光滑，能使熔融塑料的冷却皮层固定，有利于保温。

●当分流道较长时，在分流道末端应开设冷料穴，以容纳注塑开始时产生的冷料，保证塑件的质量。

2.浇口的设计浇口指流道末端与型腔之间的细小通道。

浇口的作用主要是提高塑料的流动速度和温度，起关闭作用，防止流入型腔的塑料侧流。

浇口的形状、大小、分布对塑件质量影响很大，其通常是通过试模后按成型情况酌情修改。

查书《UG注塑模具设计与制造》可知，本设计所选浇口形式为矩形侧浇口。

4.2CD机后盖的模具结构设计4.2.1 导入制件1.在Windows环境下进入UG NX 7.5的界面（初始化环境）；2.在开始菜单栏中依次选择所有应用模块—注塑模向导命令，调出模具向导工具条；3.单击文件菜单，调出所造型的.prt文件，操作过程如图4.4所示。

将文件命名为lihuan ，根据产品要求选择材料为ABS，系统自动给出成型收缩率为1.006，确定后进入界面。

图4.4 项目初始化对话框4.2.2 模具坐标系在UG模具模块中，默认了+Z方向为开模方向。

为了能使调入的产品体的坐标与UG系统的模具坐标一致，在调入产品体后，需要通过动态WCS来调整产品体的WCS坐标位置，然后在通过模具CSYS来锁定产品体的模具坐标。

并且要注意的是：XY平面必须在主分型面上、+Y方向指向产品体的长度方向。

如下图4.5所示：图4.5 模具坐标对话框4.2.3 收缩率设计对调入的产品设置不同类型的收缩率，出现如图4.6所示对话框：图4.6 收缩率对话框1.均匀：整个产品体均匀收缩。

2.轴对称：指定产品体轴向均匀收缩，一般应用在柱体形产品中。

3.常规：可指定在产品体的某个坐标范围内收缩。

4.2.4 工件设计在对产品进行分模前，必须先定义工件的尺寸，才可以在工件内创建型腔、型芯，工件尺寸X向为90，Y向为103，Z向下移40，Z向上移32。

如图4.7所示：图4.7 工件对话框1、矩形模具整体型腔侧壁厚度计算： （1）按刚度条件计算：[]3141⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≥δE ph c S式中：[]93.0c 91083.0/h 102.2,101.2;;,;,;,;;111551=-=⨯=⨯=------：查表度计算系数，有整体型腔侧壁厚度的刚预硬化模具钢非合金钢型腔材料拉伸弹性模量最大充许变形量型腔深度型腔长边长度模腔压力型腔侧壁厚l c MPa ；E MPa E ，MPa E mm mm h mm L ，MPa p ，mm S δp =50MPa; h =7.5mm; 1L =90mm; MPa E 5101.2⨯=;[]δ=0.04;)(597.204.0101.25.750903154mm S =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯≥（2）按强度条件计算：[]2122⎪⎪⎭⎫⎝⎛≥σph c S 式中：[][][]105.2c 10112/,;350~300,200~160;,;,;,;;21121=-===-----；查表有度计算系数整体型腔侧壁厚度的刚预硬化模具钢非合金钢型腔材料许用应力型腔深度型腔长边长度模腔压力型腔侧壁厚h l c MPa MPa MPa mm h mm L ，MPa p ，mm S σσσp =50MPa; h =7.5mm; 1L =90mm; []σ=160MPa.)(083.61605.750105.2212mm S =⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯≥ 型腔侧壁厚度取：mm S 7=2、矩形模具整体型腔底板厚度计算： （1）按钢度条件计算：[]31423⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≥δE pl c t式中：[]0138.0c 11188.0/,102.2,101.2;;,;;,;,3213552=-=⨯=⨯=-----；查表有度计算系数整体型腔侧壁厚度的刚预硬化模具钢非合金钢型腔材料拉伸弹性模量最大充许变形量模腔压力型腔短边长度型腔底板厚l l c MPa ；E MPa E ，MPa E mm ，MPa p mm L mm t δp =50MPa;2L =102mm; MPa E 5101.2⨯=; []δ=0.04.)(72.2004.0101.2102500138.03154mm t =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯≥（2）按强度条件计算：[]21424⎪⎪⎭⎫⎝⎛≥σpL c t 式中：[][][]3078.0c 12188.0/,350~300,200~160;,;;,42142=-===---；查表有度计算系数整体型腔侧壁厚度的刚预硬化模具钢非合金钢型腔材料许用应力模腔压力型腔短边长度l l c MPa MPa MPa ，MPa p mm L σσσp =50MPa;2L =102mm; []σ=160MPa.)(63.31mm t ≥型腔底板厚度取：mm t 32=4.2.5 型腔排布在进行模具型腔布局的时候，如果同一个产品进行多腔排布，只需要一次调入产品体，再用布局按钮来布局，如下图4.8所示：图4.8 型腔布局● 布局：选择型腔布局的类型。

● 型腔数：定义型腔数目和位置。

● 重定义：通过旋转、变换、移除来修改型腔布局位置。

●自动对准中心：在完成多腔布局后，由于型腔坐标还保留在其中的一个型腔中心，所以通过此按钮功能来校准多腔中心位置。

为了避免在设计过程中发生错误，在单腔分模时也需要使用自动对准中心来校准中心。

4.2.6 分型利用分型管理器根据前面方案二所示进行分型面创建，从而创建型芯、型腔，如图4.9所示：图4.9 分型管理器1.设计区域：通过调整透明度来检查型腔、型芯面。

2.抽取区域和分型线：在产品中抽取型腔、型芯区域。

3.创建/删除补片曲面：对产品体进行自动/手动补面，与模具工具中的曲面修补功能得到的曲面相同。

4.编辑分型线：在产品体中收缩正确的分型线进行分模。

5.创建/编辑分型面：完成分型线的创建后，通过此功能将分型线扩展为分型面将作为型腔、型芯的修剪面。

6.创建型腔和型芯：应用此功能可自动或者手动在模仁中创建型腔和型芯。

补片时应该注意：补孔最好只补在型芯面或者型腔面上；补面时用注意要进行面分割，否则会在抽取区域抽取为总分型面+1＝型芯面（为1）+型腔面。

如下图4.10所示：图4.10 扩大曲面补片分型的步骤如下：补片、补实体－创建分型线－编辑分型线－创建分型面－创建分型区域（即抽取区域）－创建型芯型腔4.2.7 选择模架模架初选：（1）在UG Mold Wizard 环境下选SA 型FUTABA_S 标准模架，Mold Wizard 自动选型号为2540有标准模架，因有抽芯机构，故选用型号为2940的标准模架，可知其组件尺寸。

其中导向柱直径GP_d=25mm ；支承板U_h 有40mm 和50mm ，两种尺寸；垫块宽C_w=48mm ；则垫块间距B=250-2⨯48=154mm 。

（2）模板长宽尺寸校核：成型零件的大小已经过计算，符合强度和刚度的要求。

判断Mold Wizard 自动选择的模板是否适合成型零件的规则是：模板尺寸减去模架导向柱直径的尺寸要大于成型零件XY 方向的尺寸。

成型零件XY 方向尺寸为(89.79+2⨯7)mm ⨯(2 ⨯101.72+4⨯7)mm ，即103.79mm ⨯231.44mm ；则有：(250-2⨯25) mm ⨯（400-2⨯25)mm=200mm ⨯350mm>103.79mm ⨯231.44mm ，所以有230mm ⨯400mm 模板尺寸适合成型零件安装。

（3）支承板厚度校核：型芯型腔零件是台阶压板固定结构，还要算支承板厚度。

FUTABA 模架都是矩形标准模架，所以按矩形模具支承板厚度计算。

矩形整体式型芯支承板厚度按刚度条件计算： []3142325⎪⎪⎭⎫⎝⎛≥δEL B pL K t 式中：[]2.1~1.1,;,;,;;,;;,2=-------K K mm mm L ，mm B mm L ，MPa p mm t 安全系数最大充许变形量垫块长垫块间距型芯宽模腔压力支承板板厚δp =50MPa;2L =102mm; []δ=0.04; K 取1.15B =154mm(按标准模架2540取); MPa E 5101.2⨯=;L =400mm(按标准模架2940取);)(5975.5804.0400101.23215410250515.13154mm t ≈=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯≥矩形整体式型芯支承板厚度按强度条件计算：[]212243⎪⎪⎭⎫⎝⎛≥σL B pL K t式中：[][][];350~300,200~160;,;,;;,;;,2MPa MPa MPa mm L ，mm B mm L ，MPa p mm t ==------σσσ预硬化模具钢非合金钢型腔材料许用应力垫块长垫块间距型芯宽模腔压力支承板板厚p =50MPa;2L =102mm; []σ=160MPa ，（非合金钢）； B =154mm(按标准模架2540取); L =400mm(按标准模架2940取);)(1569.14160400415410250315.1212mm t ≈=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯⨯≥支承板厚度应取60mm ，250mm ⨯400mm 模板属于小型模具模板。