基于UGMoldWizard的輪蓋注射模具設計

摘 要：介紹了某汽車輪蓋塑件的工藝特性。然后確定成形方案；在UG注塑模向導（MoldWizard）的基礎上，根據(jù)產(chǎn)品技術要求及實際使用特點完成了模具設計，對該模具的機構特點及主要零部件的設計進行了闡述。并運用Moldflow軟件進行模流分析，結果表明設計可行。

關鍵詞：注塑模具；成形方案；UG；Moldflow

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.045

1 塑件圖樣分析

汽車輪蓋的主體作用是起外觀作用，安裝在車輪外部。圖1為汽車輪蓋的零件圖，圖2為其三維造型圖。從圖中可知以下結構特點：（1）外形尺寸為塑件的Φ394 mm×35 mm，技術要求壁厚為1.6±0.2mm，拔模斜度1～2°，表面粗糙度0.8μm（2）該塑件表面要求無毛刺、劃傷、擦傷、裂紋、縮松等缺陷。（3）該零件屬于大批量生產(chǎn)。

2 成型材料選擇

本設計選用PA66（聚己二酸己二胺）塑料成型。PA66呈半透明或不透明乳白色結晶形聚合物，熔點252℃。脆化溫度-30℃。熱分解溫度大于350℃。連續(xù)耐熱80～120℃，平衡吸水率2.5%。模具溫度：110～120℃；注射壓力：通常在80～130/Mpa；注射速度：高速；流道和澆口：澆口孔徑不要小于0.8 mm。化學和物理特性：PA66在聚酰胺材料中有較高的熔點，在較高溫度也能保持較強的強度和剛度。

3 成型工藝參數(shù)

本次采用一模一腔，PA66材料的密度為1.15g/cm3，使用UG軟件能自動計算出所畫圖形澆道凝料和塑件的體積。塑件體積=230562mm3，質(zhì)量=1.8kg，重量=17.71N；預置澆道凝料體積=17943mm3，質(zhì)量=0.14kg，重量=1.38N。初選注塑機型為TT1-288F1V，技術參數(shù)如下：

注塑機最大注塑量：1089cm3 ；注塑壓力：100/Mpa；注塑速率：254（cm3/s）；塑化能力：106（Kg/h）； 鎖模力： 288 Ton；射膠壓力：123Mpa；注塑機拉行間距：590×520mm；頂出行程：520mm ；射膠行程：283mm；最小模厚：200mm；最大模厚：640mm；模板行程：230mm；注塑機定位孔直徑：60 mm；噴嘴球半徑：SR10；螺桿直徑：70mm；螺桿轉速：30r/min；容模量：200-640mm。進行最大注塑量、鎖模力校核、模具閉合高度、開模行程的相關工藝參數(shù)校核，滿足設計條件。

4 模具的結構設計

4.1 型腔數(shù)量及排列方式

由于本塑件體積較大，且結構較復雜，故采用一模一腔結構。

4.2 分型面的選擇

分型面是注塑模具設計中的重點，本塑件的分型面應取在塑件尺寸的最大處。而且應使塑件留動模部分，由于推出機構通常設置在動模的一側，將型芯設置在動模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動模，這樣有利于脫模。

4.3 澆注系統(tǒng)的設計及模流分析

澆注系統(tǒng)的設計是注塑模具設計的一個重要的環(huán)節(jié)，它對注塑成型周期和塑件質(zhì)量都有直接的影響。普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成，本次采用模流分析技術結合工作中實際生產(chǎn)經(jīng)驗，對澆注系統(tǒng)進行分析和設計。本模具中主流道設計為圓錐形，單獨設計成主流道套鑲入定模板內(nèi)，其錐度取5度，分流道設計為U形截面，澆口采用側澆口。澆注系統(tǒng)結構和尺寸如圖3所示。

澆注系統(tǒng)設計完成后為檢驗其合理性，使用Moldflow軟件對該澆注系統(tǒng)進行填充分析，相關參數(shù)根據(jù)實際生產(chǎn)情況設定，由圖4可發(fā)現(xiàn)填充時間為1.07秒，注射過程未發(fā)現(xiàn)欠注或遲滯等缺陷，圖5為熔接痕分布情況，在塑件邊緣和交線處有少量熔接痕，對制品產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和強度影響不大。總體來說，該澆注系統(tǒng)方案是可行的。

4.4 脫模機構的設計

由于車輪蓋為薄壁圓盤形塑件，所以用頂針脫模機構。這是最常用的一種脫模機構，這些頂桿一般只起頂出作用。為了縮短頂桿與型芯配合長度以減少磨擦，可以將頂針配合孔的后半段直徑減少，減少3～5mm。頂桿采用T8AV材料，頭部淬火硬度達50HRC以上，表面粗糙度取Ra值小于0.8μm，和頂桿孔呈H8/f8配合。

4.5 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計

在注射成形過程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率，因車輪蓋使用的塑料是PA66，要求模溫高，若模具溫度過低則會影響塑料的流動性，普通的模具通入常溫的水進行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。該模具冷卻水孔取4根，冷卻水口口徑為6mm。

5 模具的裝配

裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質(zhì)量、壽命和各部分的功能。

在模具裝配過程中，對模具的裝配精度應控制在合理的范圍內(nèi)，模具的裝配精度包括相關零件的位置精度，相關的運動精度，配合精度及接觸只有當各精度要求得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。

根據(jù)塑膠件的大小的分析與計算，選定模架，模具裝配圖如圖6。模具加工后裝配實物如圖7所示。

6 結論

設計該模具運用了以往模具設計的一般方法、步驟，模具設計中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結構及零部件。同時結合UG、MOLDFLOW等先進的三維軟件技術，縮短了模具設計與制造的周期，提高了模具的精度和效率，減少了勞動的強度，使得模具結構更加合理，產(chǎn)品質(zhì)量得到有力的保證。

參考文獻：

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