基于UG NX10.0的汽車關鍵零部件的注塑件優化設計

摘 要：塑料件在汽車制造中廣泛存在，如何保證注塑件在汽車設計中得到優良的品質和更好的工藝性，本文利用UG NX的最新版本來設計該零件，并優化設計結果，以提高零件制造的工藝性，延長零件的使用壽命，降低了設計者的勞動強度，提高了模具設計的效率，減少生產過程中可能出現的未知差錯。

關鍵詞：關鍵;塑料件;UG;輔助設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.191

0 引言

在我們的日常生活中，為獲得更高的制造速度和更穩定的產品質量，越來越多的零部件依賴模具來制造，無時無刻不體現了塑料制品在人們生產、生活當中的重要性。在計算機輔助設計出現以前，復雜的計算給設計者增添了大量的設計障礙，伴隨著落后是設計方法，帶來了不穩定的產品質量，這極大的影響了塑料制品的發展，如今，有了計算機輔助設計，大大降低了設計師們的設計負擔，還可以用計算機的模流分析技術改善產品的缺陷，減少生產中的意外概率，縮短交貨周期。

1 產品結構及工藝分析

本零件為某公司汽車冷卻系統某零件替代產品，為塑料件，該零件的結構特點為：整個分型面不在同一個平面上，且零件上的孔洞不與開模方向平行，需要在模具設計時增加內滑塊，同時還要避開零件內部的四個柱狀螺絲孔，為了使注塑出的零件收縮率一致，還需要盡量使各處的壁厚均勻，在設計完零件時進行壁厚檢測，優化壁厚不均勻位置，避免因壁厚不均勻出現的收縮不均導致零件變形。

2 零件的三維建模

模型的建模分為以下幾種：一種是有確切的設計圖紙，這種零件在設計時參數比較確定，建立的三維模型也更接近設計者的思想;第二種是沒有工程圖，只有一個現有的零件，這種就要對零件進行三維掃描，也稱為抄數，或者叫自頂而下設計，經過三維掃描儀得到的點云數據經過后期的修正，亦可以得到一個三維模型，這種方法得到的零件模型會和原模型有些差異，還要經過后期的比較測量得到更為準確的參數;第三種為沒有零件模型也沒有設計工程圖的情況，只能進行模糊設計，根據設計者的思想逐步的添加設計特征，最后經過多次修正得到零件模型，如圖1所示。

3 零件的分型面設計

在進行設計制造塑料注射模時，分型面的問題始終是模具設計的重要環節，這個復雜的環節會受到諸多原因的制約，常常是顧此失彼。所以在選擇分型面時應抓住主要矛盾，放棄次要因素，模具設計的好壞直接關系模具的壽命和零件的質量穩定性。不同的設計人員有時對主要因素的認識也不盡一致，與自身的工作經驗有關。根據經驗，可以按以下原則來確定：a保證塑料制品能夠脫模，b使型腔深度最淺，c使塑件外形美觀，容易清理，d盡量避免側向抽芯，e使分型面容易加工，f使側向抽芯盡量短，g保證塑件制品精度，h有利于排氣，i使塑件留在動模內，j使型腔內總壓力較大的方向與分型面垂直。該零件由于分型面不在一個平面內，所以只能采用斜置分型面，為避免加工復雜化，縮短伸出的分型面長度，也即設置盡量小的型芯，分型面如圖2所示。

4 創建型腔和型芯

在UGNX軟件里，型腔和型芯的創建可以用向導自動創建，也可以用手動的方法創建，下面我們用手動的方法來創建型腔和型芯。先用拉伸的方法把分型面的邊緣向四周拉伸出足夠大的平面，然后處理零件上的破洞，把所有的破洞都堵起來，用復制面功能吧上表面全部選中，然后和拉伸的面、修補的破洞面進行縫合，此面以上部分為型腔部分，如圖2所示，以下的部分為型芯部分，如圖3所示。

5 利用moldflow進行模流分析

塑料模冷卻質量的好壞直接關系模具設計的成功與否，它直接影響塑料制品的質量和生產效率。在產品進行成型過程中，花費在冷卻上的時間占整個成型過程的7到8成，冷卻質量的好壞決定了零件產品的質量。若沒有進行冷卻優化，則易造成冷卻系統的不合理設計，降低冷卻效果，增加冷卻時間，導致增加生產周期，增加成本。

我們通常從兩個方面來衡量模具的冷卻效果：一個是縮短零件的冷卻時間;另一個是盡量使零件均勻冷卻。在生產過程中，冷卻質量的好壞受制于多個原因，除了塑料制品的幾何形狀、冷卻介質、流量、溫度、冷卻水路的布置、模具材料、塑料熔體溫度、模具溫度、塑料頂出溫度外，還涉及到塑料與模具之間的非穩態熱循環交互作用。計算機分析與模擬則是完成這種預測的最佳方法。

6 布置冷卻水管

冷卻系統的設計主要包括冷卻水道的布置和冷卻參數（如冷卻液的溫度和壓力）的設置。

7 結束語

計算機輔助設計技術極大的減輕了設計者的工作負擔，通過此技術有效的縮短了交貨周期，提高了生產效率，節約了成本，這一技術已經在現在的生產中得到廣泛應用。

參考文獻：

[1]譚雪松.新編塑料模具設計手冊[M].人民郵電出版社，2007.

[2]王鵬駒.塑料模具設計師手冊[M].機械工業出版社，2008.

作者簡介：孟亞峰（1982-），男，河南鶴壁人，講師，研究方向：CAD/CAE/CAM。endprint