利用UG进行注塑模具设计

中国地质大学长城学院1利用UG进行注塑模具设计E-mail:[e-mail]宋佳任课教师：Tel:[phone]目录010203注塑模具设计过程UG注塑模概述注塑设备及原理1.UG注塑模功能：UG软件是一个功能强大的注塑模软件，其只需根据一个产品的三维造型，就可以建立一套与产品模型参数相关的三维实体模具。UG注塑模块支持典型的塑料模具设计的全过程，即从读取产品模型开始，到如何确定和构造拔模方向、收缩率、分型面、型芯、型腔，再到设计滑块、顶块、模架及其标准零部件（如定位环、浇口套），最后到模腔布置、浇注系统、冷却系统和模具零部件清单等。一、注塑模概述3一、注塑模概述2.注塑模基本结构：4一、注塑模概述浇注系统：主流道，分流道，浇口，冷料井导向系统：导柱，导套，定位块等成形系统：模仁，镶块等抽芯系统：滑块，斜销等顶出系统：顶针，顶块冷却系统：模具本身的散热，水路冷却排气系统：模具各镶件的配合间隙，顶针配合间隙，外加排气槽5二、注塑设备及原理1.注塑设备：注塑机，包括注塑装置、合模装置、液压系统和电气控制系统等。6二、注塑设备及原理2.生产原理：由凸模和凹模围城型腔，在型腔中填充热融的塑料原料，在一定压力下冷却成型后形成产品，示意图如下：78三、模具设计过程调入参考模型→创建工作→型腔布局→创建分型面→加载模架→加载标准件→设计三大系统→完成模具设计。9三、模具设计过程1.调入参考模型：三维模型可能是proe、catia、solideworks或者其他版本做的模型文件，用UG仍然可以打开，打开时针对不同文件选择不同的打开类型，如果还打不开，一般保存为igs文件格式即可打开。10三、模具设计过程2.创建工作：初始化，定义模具坐标系，定义工件11三、模具设计过程初始化12三、模具设计过程定义模具坐标系模具坐标系确定模具分型与位置，是模具模架装配定位的参考中心，也是所有其它标准件加载的参照标准。注塑模规定模具坐标原点位于动、定模板接触面的中心，而坐标主平面（XY平面）定义在分型面上，且Z的正方向指向定模侧，即脱模方向。13三、模具设计过程定义工件工件是用来生成模具型芯和型腔的实体，所以工件的外形尺寸要在零件的外形尺寸的各个方向上都增加一部分尺寸。工件的尺寸，一般系统默认的就行，若用户需要自定义的话，点击“草图”按钮图标，进入草图进行修改；14三、模具设计过程3、设置模腔布局对于而精度要求高的塑件优先采用一模一腔的结构，对于精度要求不高，形状简单，又是大批量生产的塑件，可采用多型腔布局，使生产效率大为提高。15三、模具设计过程4、模型的修补与分型：分型目的：模具分型就是要做出一个平面（厚度为0），利用这个平面将工件（模具设计准备阶段所添加的模坯工件）分割为型芯和型腔；这个面就是分型面，即分模面；当然，这个面可以是平面也可以是曲面。如果产品模型表面上有开放的孔或槽，就需要先把这些开放的孔和槽修补完整才能将工件完全分割开，从而达到分型的目的。16三、模具设计过程1.紫色面：主分型面主分型面：以产品投影的最大外形线为界，分割产品以外的模坯工件的分模面。2.浅兰色面：修补面3.深蓝色面：型腔表面4.橙色面：型芯表面17三、模具设计过程分模结果型腔型芯三、模具设计过程1819三、模具设计过程5、加载模架模架作用：模架是用于型腔和型芯装夹、顶出和分离的机构，即实现型腔、型芯的合模、开模动作，以及产品的顶出动作等的机构。UG注塑模块中的模架都是标准模架，这些模架由专门的模架生产厂商制造，大以缩短生产时间、降低成本。当然如果有设计上的特殊要求，也可以自己定义模架。美国DME公司德国HASCO公司日本FUTABA公司香港LKM公司自定义模架：UNIVERSAL对应FUTABA的S系列的A/B/C/D/E/F型号模架规格：如：2330模架宽230mm模架长300mm导柱固定方式推件板固定方式模架布局信息：显示型腔型芯工件的的尺寸信息，模架的规格主要取决于该信息模架所有部件及相关尺寸信息模架部件可选标准尺寸区模架类型及部件尺寸编辑按钮及模架旋转按钮参数详细说明见下页2021三、模具设计过程模架的选用方法：根据产品的尺寸、形状、型腔的布局、型腔型芯模型的大小，以及浇注冷却系统的布置等因素，参考UG所提供的标准模架的结构尺寸,根据经验来选择一合适的标准模架和相应的标准件。22三、模具设计过程6、加载标准件什么是模具标准件？将模具的一部分附件标准化，便于替换使用，以提高模具生产效率。主要有哪些标准件？（1）螺钉screws、弹簧springs等；（2）浇注系统injection标准件：定位环locatingring、浇口套spruebush等；（3）顶出系统ejection标准件：顶杆ejectionpin、滑块等；（4）冷却系统coolingfittings标准件：冷却水道coolinghole、喷嘴connectorplug等。23三、模具设计过程7.模具三大系统设计：（1）浇注系统：引导熔体进入模腔的流到通道系统，主要由主流到、分流道和浇口组成。（2）冷却系统：冷却系统使模腔中的成型件快速降温并冷凝，目的在于缩短成型时间，提高效率；（3）顶出系统：开模后，产品一般包裹在模具的一边，必须将其从模具上取下，该动作由顶出系统完成。常用的顶出机构包括顶杆、滑块机构和斜顶机构。模架和主要的标准件加载完毕之后，还需要添加浇注系统、冷却系统和顶出系统等，才能满足注塑模的基本结构要求。三、模具设计过程24主流道：它是熔体进入模具最先经过的一段通道。它也可以被看作是注射机喷嘴的延伸，在注塑模中设计主流道就是加载浇口衬套标准件，主流道其实就是浇口衬套的内孔道。三、模具设计过程浇注系统：25三、模具设计过程主流道垂直于模具分型面。为了便于浇注凝料从主流道中取出，主流道设计成圆锥形，采用2°~6°的锥角。由于主流道要与喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道优先采用浇口套式，以便选用优质钢材加工和热处理。实例26分流道：在单模腔或多模腔模具中，熔体必须通过设在模具分型面上的分流道而进入模腔。单击“注塑模向导”工具条中的“流道”按钮，弹出“流道设计”对话框，如右图所示：三、模具设计过程浇注系统：定义引导线串---在分型面上投影---创建流道通道27三、模具设计过程28三、模具设计过程浇口设计：浇口是连接流道与模腔之间的通道平衡：在多模腔中的一个模腔中创建浇口后，程序会在其他模腔的相同位置复制相同的浇口；如果是多模腔选择“是”，若单模腔则选“否”。类型：浇口是点浇口、扇形浇口还是潜伏式浇口等，在尺寸编辑区里可以对不同类型的浇口编辑尺寸。29三、模具设计过程冷却系统：模具由于成形要求具有一定的温度，而温度过高或过低都会影响塑件的质量，从而产生变形、缩孔等缺陷。在模具设计时，我们必须考虑用冷却或加热装置去调节温度。成形时料温不足或者壁厚20mm以上一般应考虑加热装置。冷却系统由冷却水道、连接水嘴、防水圈和喉塞等组成，冷却系统的设计重点是冷却水道的设计，设计冷却系统时应遵循的原则：（1）应当适合地设计冷却水道直径和水道间的间距。（2）冷却水道的布局应该合理。（3）应当适合地设计冷却水道直径与型腔表面的距离。（4）不能将冷却水道设置在塑件易产生熔接痕迹的部位。（5）冷却水道尽量不穿过镶件，若必须通过镶件，应设置套管密封。（6）将进口出口水管接头尽可能设置在模具的一侧，以便于操作。30三、模具设计过程游戏操作盘的冷却系统：首先在型腔中创建三个冷却通道，再在前两个通道上安装水塞，最后一个通道上安上密封圈，最后在型腔中创建通道、水塞、密封圈腔。在定模板上创建冷却通道和水嘴，在定模板上创建通道、水嘴腔。然后在型芯中创建冷却通道、密封圈和水塞，在型芯中创建通道、水塞和密封圈腔。在动模板上创建冷却通道、水嘴，创建相应的通道、水嘴腔，结果如右图31三、模具设计过程顶出系统：塑件在模具型腔内冷却固化后，因成型收缩，塑件会包紧在成型零件表面，使塑件从模具中脱出的机构即为顶出机构。顶出机构不仅要求结构可靠且具有足够的强度和刚度，还要求制造方便、运动灵活、易于装配，它的作用是将塑件顶出模外，顶出的塑件没有变形、完整无损。常见的顶出机构有顶杆顶出机构和滑块抽芯机构等，当产品结构简单时一般用顶杆顶出；产品含有侧孔、侧向凸凹或倒扣时，除了顶杆顶出外，还要使用滑块抽芯机构来实现脱模。32三、模具设计过程顶出系统：顶出机构的设计原则：（1）使塑件留在动模侧。（2）不影响塑件的外观，保证塑件不变形、不损坏。（3）结构可靠。（4）选好顶出作用点。（5）应分布对称、均匀，使顶出力均衡。33在一个产品中创建5个顶杆，系统会自动在另外一个产品中创建出5个顶杆，定义顶杆的位置分别为(170,65,0)，(90,65,0)，(170,65,0)，(90,-65,0)，(170,-65,0)。之后修剪顶杆，在“注塑模向导”中选择“修边模具组件”，在该对话框中选择任意选项，然后选择添加的顶杆为修剪目标体，最后创建顶杆腔。三、模具设计结果游戏操作盘外壳注塑模具三维图34