基于UG的注塑件與注塑模具設計及加工

賈娟娟

（陜西工業職業技術學院，陜西 咸陽 712000）

相比于傳統的注塑模具設計與加工，標準化的模具設計制造有利于保證質量，同時也符合了新時期的市場競爭形勢。而模具CAD/CAM技術為標準化的模具設計、制造提供了有力的支撐。圖1所示為已知塑料產品，要求設計與之相配合的產品，材料：ABS；材料收縮率0.5%；表面光潔無毛刺、無縮痕，且制件高度不低于18mm。然后針對設計好的產品，設計注塑成型所需的模具，加工成型零件，進行裝配和試模。

圖1 塑件三維模型及二維外形尺寸示意圖

1 針對已知模型設計與之相配合的產品

1.1 產品設計分析

觀察所給模型，有兩處需要配合的結構，同時采用“修剪體”命令對產品進行修剪剖切，測量壁厚得：頂部平面部分為2.0mm，側壁為2.5mm，邊沿凸棱1.5mm。

1.2 實施建模

（1）選取產品外輪廓進行拉伸并拔模，拉伸高度暫取18，同時設置拔模角度為5°，以方便脫模；

（2）頂部輪廓棱邊倒圓R3，既美觀又去除了尖角；（3）抽殼，為了與盒蓋強度相匹配，壁厚取相等數值2 mm；

（4）與所給盒蓋求差，以便得到兩處相配合的結構，如圖2所示；

（5）為了達到較好的配合效果，將圖2中一處倒圓角0.5，另一處處圓弧面偏置擴大0.1。

2 針對設計好的產品進行模具設計

圖2 設計完成的產品

UG中注塑模具的設計有兩種方式，一種是在建模環境下完成分型面及成型零件的創建，標準模架及其他標準件均由HB插件中調用；另一種是所有工作全部在Mold Wizard環境下完成。本文采用第一種方法進行注塑模具設計。模具總體結構規劃為一模一腔直澆口，推桿推出。

2.1 準備工作

模具三維設計之前需要完成以下工作：①調整產品方向，一模一腔，坐標原點應位于分型面中心，且Z軸指向定模方向；②采用“縮放體”命令設置產品收縮率為1.005。

2.2 分型面創建及成型零件生成

通過曲面補片、創建四點曲面修剪等操作，創建分型面。接著通過拉伸創建毛坯，并利用分型面拆分，得到型腔、型芯。接著再創建側分型面，從型腔上拆分出側型芯。利用HB創建型腔、型芯間的精定位結構虎口。

2.3 標準模架的添加

根據模仁尺寸從HB中調用龍記大水口CI-2030-A60-B60-C70型號標準模架。為型腔、型芯在動、定模模板上開框，清角型，并采用快速螺絲為型腔和型芯添加連結螺釘。

2.4 其他機構的調用

側抽在HB中稱為行位，從“行位鏟基”調用，調用過程中需要設置較多的參數，匹配側抽芯的大小。

斜頂機構從HB下的“模具標準件”調用。斜頂的寬度需要根據塑件內凸結構，自行創建參照來指定，厚度在HB中調用斜頂標準件時設定。調出內側抽機構后進行相應的修剪，并且要調用合適的耐磨塊相配合。

澆筑系統的設計，從“HB”標準件先調用定位環，再調用澆口套。主流道凝料是隨澆口套一起調用出的，通過布爾運算，得到定模板和型腔上安裝澆口套所需孔。

頂出系統調用時，先通過草繪點在型芯上表面確定頂桿的中心位置，然后從HB下的頂針系列里面調用頂針，直徑6，長度高出型芯上表面，后續再裁剪。

冷卻系統的設計，從HB調用“環繞型運水”，設置合理的參數，便可依次調出上下模的冷卻水道實體。用水道實體修剪動定模板和型腔、型芯，再添加水嘴。

3 成型零件的加工

模具3D裝配設計完成后，如圖3所示。

圖3 注塑模具3D裝配圖

分別導出型腔、型芯、斜頂、滑塊進入加工模塊進行數控加工編程，之后再立式銑削加工中心進行加工。斜頂的加工難點在頭部成型部分，且需要斜度墊塊。滑塊的加工需要兩次裝夾完成，首次裝夾后通過加工獲得導滑部分及鎖緊斜面，再次變換方位裝夾后加工獲得側型芯部分，加工完成后的零件如圖4所示。

4 試模

本例中外側抽滑塊的限位機構采用了簡單的螺釘限位方式，試模時最好將滑塊側置于模具的地側，切忌置于天側，否則開模后，滑塊在重力作用下，有可能發生位移，影響后續合模動作；試模過程中，發現開模時塑件不能留在動模側，因此在型芯中央增設了Z型頭拉料桿。

圖4 加工好的型芯、型腔 斜頂、側型芯滑塊

5 結語

①塑件設計過程中，于配合結構要充分考慮其可靠性；②模具設計準備工作中調整塑件方向時，只對塑件進行旋轉平移，切忌旋轉坐標系；③為了方便控制各零件的顯示/隱藏，需要將各組成零件劃歸不同的圖層，UG中最多可設置的圖層數為256。

雖然基于多種軟件聯合應用于模具CAD/CAM技術是重要的發展趨勢，但借助UG實施建模，UG/Mold設計模具、UG/CAM進行仿真加工及后處理，之后將程序導入數控機床進行加工制造，不僅減少了模型數據傳送所帶來的數據丟失和麻煩，而且大大縮短了模具設計、制造周期，從而節省了成本。