UG注射模模具设计五篇

2024-06-14

UG注射模模具设计篇1

UG软件具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配等功能, Moldwizard是UG中具有分模、添加模架和其它模具零件功能的注塑模设计应用软件模块。利用Moldwizard设计模具 (又称全自动化模具设计) 是在组件模式下操作, 会自动产生包括成型零件、结构零件、浇注系统、推出机构等所有模具零件的文件, 占用电脑内存, 且操作不便。而在建模环境下利用Moldwizard分模功能设计模具 (又称半自动化模具设计) 是在部件模式下操作, 不会产生单个零件文件, 只有一个模具部件文件, 操作简单。

1 塑件结构工艺分析

如图1所示, 旋钮为风扇、仪表等设备上的调节部件, 最大直径为覫30mm, 总高为20mm, 属小型产品, 故可设计为一模多腔模具。外部设有供调节的筋位, 其表面光洁, 美观宜人, 故需用整体镶嵌式型腔成型之。内部有一高10mm的圆筒, 圆筒的开口方向与外部筋位方向相同, 内侧高度为3mm, 所以用推管推出机构推出产品。旋钮平均壁厚为1.6mm, 唯筋位为提高强度, 壁厚较厚, 相邻面均有圆角过渡。产品材料为PC, 收视率为0.6%, 流动性较好, 具有很好的阻燃性, 所以多用于家电、仪表类塑件。

2 单腔模设计过程

(1) 移动产品使得坐标系位于大端面底部中心, 旋转产品使得筋位与X轴夹角为40°, 对产品设置收缩率。

(2) 用拉伸绘制一工件, 并利用图层移动和图层复制到第7和8层, 备用。

(3) 分型面的设计, 进入“注塑模向导”, 打开“模具分型工具”, 利用“区域分析”、“定义区域”、“设计分型面”及“定义型芯型腔”获得型芯和型腔的分型片体。如图2所示。

(4) 打开第7层, 显示工件, 打开第27层, 显示型芯片体, 执行修剪体命令, 利用型芯片体修剪工件获得型芯;打开第8层, 显示工件, 打开第28层, 显示型腔片体, 执行修剪体命令, 利用型腔片体修剪工件获得型腔。如图3所示。

3 型腔的排布

旋钮属小型产品, 大批量生产, 根据上述产品结构特点, 可采用一模6腔。该产品筋位最大高度为6.5mm, 最大厚度为4mm, 为保证顺利充满, 筋位方向应与二级分流道方向相同, 其流道及型腔布局如图4所示。

4 一模多腔设计过程

利用上述单腔模, 根据流道及型腔排布, 按尺寸旋转复制, 镜像, 然后分别对型芯、型腔求和可获得一模多腔的型芯和型腔。加载龙记CI2327型模架后, 可设计其浇注系统, 其中旋钮外表面光洁美观, 不允许留下浇口痕迹, 所以应采用从底面端部进胶的潜伏式浇口, 其浇注系统 (左) 及分模效果图 (右) 如图5所示。

5 实施效果

(1) 全自动化模具设计会产生数十甚至上百个文件及一个顶部文件, 设计操作及工程图的管理极为不便;半自动化模具设计只有一个PRT格式文件, 模具工程图便于管理, 免去了修改查阅时查询的麻烦, 在部件模式下操作方便, 提高了工作效率, 所以得到广大模具设计师的青睐。

(2) 产品的模具设计不能完全依赖于Moldwizard中的自动功能实现, 如上例的排位, 如果采用自动排位, 则所有筋位方向都是一样的, 不符合本例的要求。

6 小结

上述一模多腔模具设计方法是UG的一种半自动分模方法, 该方法在进入注塑模向导前对产品设置收缩率及创建工件, 然后利用模具分型工具及修剪体进行分模获得型腔型芯, 在通过复制或镜像完成一模多腔的模具设计。对本例而言, 因要确保筋位与二级分流道方向一致, 故需交替使用复制和镜像命令。

摘要：旋钮为一小型产品, 大批量生产, 故可采用一模6腔平衡式的型腔布局。在利用UG进行模具设计时, 先设计单腔模, 然后根据型腔布局, 利用复制镜像及求和命令完成一多腔模的设计。

关键词：旋钮,UG,一模多腔

参考文献

[1]李会来.塑料成型工艺与模具设计[M].长沙:国防科技大学出版社, 2010.

[2]胡清根, 等.基于Pro/E的一模多腔塑料模设计[J].铸造技术, 2011, 32 (08) :1195-1197.

[3]张桂侠.基于UG的注射模CAD系统研发与应用[J].模具工业, 2009 (04) .

[4]王文广, 等主编.塑料注射模具设计技巧与实例[M].化学工业出版社, 2004.

[5]安杰, 邹昱章编著.UG后处理技术[M].清华大学出版社, 2003.

[6]黄翔, 李迎光编著.UG应用开发教程与实例精解[M].清华大学出版社, 2005.

UG注射模模具设计篇2

图1所示为插座板盖零件图。该塑料制品的整体外形呈T型形状, 作为电源插座的配件, 与底座部分装配后进行使用。该插座面板的长宽均为70mm, 厚度为3.52mm。产品底部带有四处倒扣的凸起。根据该产品的使用特点要求产品在成型后外表面无凹陷、无气泡、无缩孔、不发生变色和翘曲变形以及不产生熔接痕等缺陷。

综合以上产品的形状特征和使用要求, 故产品的材质采用PVC (聚氯乙烯) ;模具设计时采用斜顶机构来完成扣位的成型和抽芯, 同时顶出产品。由于塑件成型时冷却过程中会产生收缩, 产品有可能会紧箍在凸模或成型型芯上, 增加脱模难度。为了便于制品从模具中顺利脱模, 防止由于脱模力过大而顶坏塑件, 在与脱模方向平行的塑件的内外表面上应设计合理的脱模斜度。考虑以上因素, 该产品在设计中内外表面均采用1°的脱模斜度。

2 模具结构的设计

根据插座面板的结构特点以及生产批量和使用条件的要求, 所设计的模具结构采用了一模四腔的平衡式布置形式、侧浇口进料、斜顶机构顶出的结构形式, 模具装配图如图2所示。

2.1 分型面设计

塑料制品在模具中成型后, 要将其从模具中取出来, 通常塑料制品从模具的动模和定模的接触面处取出。模具上用来取出制品和浇注系统产生的冷凝料的可分离的接触表面 (常设计在动模和定模的接触处) 称为分型面。由于该塑件属于薄壁浅型腔类制品, 根据分型面选取设计原则, 插座面板上分型面的选取只能是沿着塑件的边缘且在塑件的最大截面处, 分型面示意图如图3所示。模具的分型面设计位置与塑件的分型面位置选择保持一致, 也选择在塑件的最大截面并沿塑件的边缘处。

1.导套2.导柱3.斜顶杆4.顶杆5.定位环6.定模镶件7.动模镶件8.螺钉9.定模座板10.浇口套11.A板12.B板13.斜顶滑座14.顶杆固定板15.C板16.顶板17.动模座板18.复位杆

2.2 型腔与流道的布置

考虑到塑件上有两两对称的四处侧扣, 如图1中C、D两处位置所示, 结构尺寸如图4所示。结合模具设计的特点和保证生产效率的需要, 因此该模具中采了一模四腔的结构设计。结合制品的形状特点和尺寸大小, 同时考虑平衡式和非平衡式进料方式的优缺点以及对模具和制品的影响, 模具的设计方案采用了平衡式的进料方式, 分流道的截面形式则采用了圆形截面。该模具中的主、次分流道截面尺寸分别设计为准5mm、准4mm, 浇口采用了侧浇口这种标准的浇口形式 (如图2所示) 。

2.3 脱模机构与冷却系统的设计

模具中的脱模机构在设计时常使用顶杆顶出机构, 由于插座面板上有两两对称的四处侧扣, 为了方便产品的顶出, 结合产品的结构特征, 该模具中采用了斜顶的顶出结构形式来推出塑件 (如图2所示) 。同时, 为了让浇注系统中的凝料方便地从模具中脱出, 保证模具工作过程正常进行, 模具在分流道上也设置了2根顶杆, 用来增强顶出力, 使凝料和制件一起从模具中脱落。

根据冷却系统的设计原则, 该模具在动模部分和定模部分均采用了循环式冷却形式的冷却系统 (如图2所示) 。

2.4 斜顶机构的设计

塑件上有四处倒扣结构如图4所示, 为了方便脱模, 同时在推出过程中不损坏制件, 注塑时容易封住塑料熔体, 倒扣处的设计如图2所示。

斜顶机构是利用斜顶杆在开模时一方面进行侧向的抽芯动作, 另一方面同时顶出制件。这类侧向分型抽芯机构的特点是结构紧凑, 动作安全可靠, 加工制造方便。

2.5 模架的选择及排气结构

考虑模具的加工制造成本, 该模具采用了龙记标准模架, 其型号为CI 2525-A50-B50-C80。模架中的定模板和动模板采用了开框结构设计。模具的型腔部分采用了定模型腔镶件和动模镶件、型芯等零件组成, 以便于成型零件的加工制造和使用磨损后的维修。模具的排气结构考虑型腔的容积空间大小, 并考虑模具的成型零件的设计方案, 该模具采用了分型面间隙及推杆与镶件间的间隙、成型零件间的间隙来进行排气。间隙的大小控制在0.03mm以内, 以不超过塑料的溢边值为限。

3 模具的工作过程

模具的总体结构如图2模具装配图所示。当塑料制品在模具型腔中充分冷却后, 在注射机开模机构的作用下, 模具由A板11与B板12之间打开, 动模部分同时后退, 浇注系统凝料同时从主流道中脱出, 随动模一起与塑件往后运动, 当移动一定距离后, 注射机的顶出系统作用于顶板16, 带动斜顶杆3、顶杆4以及顶杆固定板14向前运动, 斜顶杆3在进行侧向分型抽芯的同时, 又顶动制件, 将制件及浇注系统中的凝料从模具顶出来, 完成模具的脱模过程。

模具合模时, 注射机的顶辊复位, 模具上的顶杆固定板14在复位杆18的复位作用下, 回到成型位置, 同时, 斜顶杆3也回复到成型位置, 动、定模在注射机合模机构的作用下进行锁模, 模具处于完全闭合状态回到成型位置, 进入到下一个工作循环。

4 结语

合理地确定分型面和型腔数, 便于模具中设计侧向分型与抽芯机构, 模具结构紧凑, 模具便于加工制造。经检测, 该模具结构合理, 能满足生产实际需要。

参考文献

[1]塑料模设计手册编写组.塑料模设计手册[M].北京:机械工业出版社, 2002.

[2]屈华昌.塑料成型工艺与模具设计[M].北京:机械工业出版社, 2005.

UG注射模模具设计篇3

关键词：UG注射模；模具设计；模具制造；计算机辅助设计；数据库开发文献标识码：A

中图分类号：TB237 文章编号：1009-2374（2015）15-0018-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.009

1 UG注射模设计系统概述

传统的注射模具设计常存在分模面设计不合理、浇灌口位置不当、注塑压力以及注塑温度的选择不合理等问题，造成模具的填充效果不佳，模具产品出现翘曲变形或者密度不均等现象，这大大影响了模具制造的质量和成本。因此，随着科学的发展，计算机辅助技术渐渐应用到注射模具设计中来，UG注射模具设计系统就是基于计算机实现的一种模具设计方式，通过UG软件来完成模具形状、尺寸的设计，进而通过计算机辅助技术完成模具注塑过程。具体来说，UG注射模设计系统就是通过UG软件中的注射模向导（Mold Wizard）对设计模具的型芯、型腔、滑块、推杆以及嵌件等提供一定的建模工具，从而加快模具设计的便捷性和迅速性，提高模具设计的准确度。在整个设计系统运行过程中，实现了模具设计和制作的无纸化，缩短了模具产品生产的周期。

2 注塑模具CAD系统概述

注塑模具CAD技术是一种将模具制造转向高自动化的人工智能化的一种技术，具有以下一些特点：（1）生产效率高。注塑模具CAD技术中的注塑成型方法能够将一些形状较复杂的塑料产品一次成型，并且这种方式生产的塑料产品在目前塑料产品中所占的比例是比较大的；（2）可以批量生产。利用注塑模具CAD技术能够迅速将塑料的形状进行复制，并且快速成型，能够克服注塑模具外部约束多、结构复杂且多变、试探性和经验性较强的特点，进而批量生产大量的塑料产品；（3）操作性强。注塑模具CAD技术系统的功能是比较丰富的，在注塑模具的流程中涉及到多个层面，因此也比较复杂，另外其交互性比较强，因此需要操作人员掌握丰富的软件知识和广泛拓宽计算机知识领域，从而才能做出正确的操作决策。注塑模具CAD系统一般包括五个部分，如产品造型或产品图输入部分、模具总体设计方案确定部分、模具详细设计部分（包括结构和零件的设计）、模具模拟过程部分（包括强度分析、流动分析以及冷却分析的模拟）以及CAM系统的接口部分等，这些部分一般是相互独立并相互联系的，在注塑模具功能的发挥中起到至关重要的作用。注塑模具CAD技术的广泛应用给传统模具设计和制造提供了一个更为先进快捷的方式，在模具的质量和制模的周期上都有了很大的改善。另外通过该项技术还能够大幅度降低制模的成本，提高企业的管理水平，同时还让设计人员的主观能动性得到充分的发挥。

3 UG中模具设计中Mold Wizard模块分析

由上述的描述可以知道，UG注射模具设计技术主要是通过UG软件中的Mold Wizard模块对将要制作的模具进行数据库的开发，然后得到设计图形。在UG软件中，Mold Wizard模块能够根据用户企业的需求建立出与需求产品参数相关的三维模具，这些建立出来的模具是可以用来直接加工的。另外Mold Wizard模块能够对模块进行自动分模，也就是说，通过其能够自动搜索模具的分型线，并且自动生成分型面和提取公母模面，从而生成磨具的型芯与型腔。在这个过程中大大简化了设计程序，并且具有很强的逻辑性。另外，Mold Wizard模块能够定义标准件库系统，能够将直观的图形直间调入到设计的模具中去，并且可以很方便地在上面进行修改。该标准件库是一个庞大的数据库，既能将数据库内的图形数据调出利用还能往数据库中添加新的标准件数据，用户可以根据结构来自行对这些标准件进行定义。

4 UG注射模在模具设计和制造中的应用

对于UG注射模在模具设计和制造中的应用，以下以游戏机手柄上盖的注射模具来进行分析。

进行UG软件的Mold Wizard模具设计时，主要有以下流程：

4.1 产品的模型结构分析

在进行模具的设计时，首先需要对所期望的产品的模型结构进行分析，本文以游戏手柄为例，对游戏手柄的材料、外形等进行分析，判断其结构类型。

4.2 产品的加载和项目的初始化

根据上述对所期望产品的结构模型进行分析之后，就需要选择材料的种类，并对产品和项目的路径、名称以及单位进行设置，这就是产品的加载和项目的初始化过程。在这个过程中，材料的选择一般基于UG软件的数据库系统，或者直接编辑新增，然后完成模具的整个资料，形成一个加载项。

4.3 模具坐标系和收缩率的定义

通过上述将游戏手柄的材料信息进行设置处理后，就需要在软件中将该种模具的坐标系和收缩率进行定义。此坐标系属于三维坐标系，在坐标系中模具要处于零件分型面的中心线上，Z轴需要代表产品的顶出方向，这样才能保证Mold Wizard系统只能进行操作。收缩率则是根据游戏手柄材料的种类来确定。

4.4 成形工件的确定

在本例中，游戏手柄的总体形状为长方形，且有一定的弧度，因此，在形成模具时，需要在动态固定的模具中安装型芯和型腔，型芯和型腔是通过机床加工而来的，然后利用成形工具来定义模具的大小。

4.5 模腔的布局

通过成形工具的确定后，就要对模腔的布局进行确定，一般是根据产品的需求量来决定，若需要大量生产，则可以将模腔布局为一模多腔，这样就能充分利用材料，提高生产效率。

4.6 分型

模具设计的重点和难点就是分型面的建立，其目的就是让工件的分型面对工件进行分割，从而形成各个模具腔体的体积块。因此分型的过程主要包括：创建分型线、创建分型面以及创建型芯和型腔。

4.7 模架的调用

等模具的大致零件部位确立后，就需要借助模架来确立整个模型。一般来说，模架的调用来自于UG软件系统本身存储的模架库，当然也可以借助其他软件自行建立模架库。本例中的游戏手柄则需要通过KBE知识工程来建立一个特定模架，加入到模架库之后，再进行

调用。

4.8 成形

该过程主要包括模具零件的标准零件，如主流道、推杆、固定环以及浇口等，进而进行模具浇注系统的设计。浇注后，需要对成型的模具进行冷却，因此UG软件系统还需要设计出该种模具的冷却系统，设计的内容包括冷却时间、冷却材料、冷却工艺等。最后就是模具的装配过程，根据模具的三维图进行各设计木块的安装。

5 结语

UG注射模设计系统的应用是模具设计与制造的全新发展，UG软件提出的设计理念包含设计、制造、装配以及生产管理等多个层面，让塑料模具的设计与制造过程更加一体化。UG软件中的Mold Wizard模块，更是将模具设计与制作推向更加简易化、自动化、高效率化、智能化方向发展，大大节约了人力和物力成本，为模具的开发提供了更加强有力的工具支撑。

参考文献

[1] 杨佳黎，柳和生，黄兴元，等.Ug注射模设计系统在模具设计与制造中的应用[J].南昌大学学报（工科版），2010，32（2）.

[2] 钟平福.基于UG注射模的3D分模与数控加工[J].模具制造，2013，13（2）.

[3] 董海涛.基于UG注射模设计的自动分模和手动分模方法[J].模具制造，2012，（4）.

[4] 黄俊，吴海英，李建海，等.基于UG Mold Wizard的模具设计数据库开发及设计要点[J].模具工业，2014，（6）.

作者简介：刘金刚（1967-），男，山东淄博人，山东淄博火炬能源有限责任公司工程师，研究方向：机械设计与制造（铅酸蓄电池生产设备设计与制造、模具设计与制造）。

UG注射模模具设计篇4

传统的注射模具设计常存在分模面设计不合理、浇灌口位置不当、注塑压力以及注塑温度的选择不合理等问题，造成模具的填充效果不佳，模具产品出现翘曲变形或者密度不均等现象，这大大影响了模具制造的质量和成本。因此，随着科学的发展，计算机辅助技术渐渐应用到注射模具设计中来，UG注射模具设计系统就是基于计算机实现的一种模具设计方式，通过UG软件来完成模具形状、尺寸的设计，进而通过计算机辅助技术完成模具注塑过程。具体来说，UG注射模设计系统就是通过UG软件中的注射模向导(Mold Wizard)对设计模具的型芯、型腔、滑块、推杆以及嵌件等提供一定的建模工具，从而加快模具设计的便捷性和迅速性，提高模具设计的准确度。在整个设计系统运行过程中，实现了模具设计和制作的无纸化，缩短了模具产品生产的周期。注塑模具CAD系统概述

注塑模具CAD技术是一种将模具制造转向高自动化的人工智能化的一种技术，具有以下一些特点：(1)生产效率高。注塑模具CAD技术中的注塑成型方法能够将一些形状较复杂的塑料产品一次成型，并且这种方式生产的塑料产品在目前塑料产品中所占的比例是比较大的;(2)可以批量生产。利用注塑模具CAD技术能够迅速将塑料的形状进行复制，并且快速成型，能够克服注塑模具外部约束多、结构复杂且多变、试探性和经验性较强的特点，进而批量生产大量的塑料产品;(3)操作性强。注塑模具CAD技术系统的功能是比较丰富的，在注塑模具的流程中涉及到多个层面，因此也比较复杂，另外其交互性比较强，因此需要操作人员掌握丰富的软件知识和广泛拓宽计算机知识领域，从而才能做出正确的操作决策。注塑模具CAD系统一般包括五个部分，如产品造型或产品图输入部分、模具总体设计方案确定部分、模具详细设计部分(包括结构和零件的设计)、模具模拟过程部分(包括强度分析、流动分析以及冷却分析的模拟)以及CAM系统的接口部分等，这些部分一般是相互独立并相互联系的，在注塑模具功能的发挥中起到至关重要的作用。注塑模具CAD技术的广泛应用给传统模具设计和制造提供了一个更为先进快捷的方式，在模具的质量和制模的周期上都有了很大的改善。另外通过该项技术还能够大幅度降低制模的成本，提高企业的管理水平，同时还让设计人员的主观能动性得到充分的发挥。UG中模具设计中Mold Wizard模块分析

对于UG注射模在模具设计和制造中的应用，以下以游戏机手柄上盖的注射模具来进行分析。

进行UG软件的Mold Wizard模具设计时，主要有以下流程：

4.1 产品的模型结构分析

在进行模具的设计时，首先需要对所期望的产品的模型结构进行分析，本文以游戏手柄为例，对游戏手柄的材料、外形等进行分析，判断其结构类型。

4.2 产品的加载和项目的初始化

4.3 模具坐标系和收缩率的定义

4.4 成形工件的确定

4.5 模腔的布局

4.6 分型

4.7 模架的调用

等模具的大致零件部位确立后，就需要借助模架来确立整个模型。一般来说，模架的调用来自于UG软件系统本身存储的模架库，当然也可以借助其他软件自行建立模架库。本例中的游戏手柄则需要通过KBE知识工程来建立一个特定模架，加入到模架库之后，再进行调用。

4.8 成形

该过程主要包括模具零件的标准零件，如主流道、推杆、固定环以及浇口等，进而进行模具浇注系统的设计。浇注后，需要对成型的模具进行冷却，因此UG软件系统还需要设计出该种模具的冷却系统，设计的内容包括冷却时间、冷却材料、冷却工艺等。最后就是模具的装配过程，根据模具的三维图进行各设计木块的安装。结语

基于Pro/E的杯子注射模设计篇5

1. 制件分析

杯子塑件如图1所示, 由于杯子盖子与杯身是一体，因此在成型时也必须一起注射成型，同时要保证盖子与杯口的精确配合，保证其密封性。该塑件的结构比较简单，厚度和尺寸较为均匀，所以其精度尺寸并不很高，配合面精度为2级，其余非工作面精度为6级。所用材料要有较好的绝缘性且具有良好的成型能力，表面光滑，要求大批量生产。选用PP工程塑料，采用注射成型的方法加工生产。杯子的部分尺寸见图1。

2. 材料性能分析

本塑件的材料采用PP(聚丙烯)，生产类型为大批量生产。PP为聚丙烯，是热塑性材料，它是由丙烯加成聚合而成，可用本体聚合和悬浮聚合法制造。该材料综合性能好，大多数商业用的PP都是无色透明的材料。使用温度较高，能在120℃下可长时间使用。

聚丙烯的密度0.9～0.91g/cm3，收缩率0.2～0.5%，具有非常好的几何稳定性、热稳定性、光学透过性、电绝缘特性以及很微小的吸湿倾向。它能够抵抗水，稀释的无机酸，但能够被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀，并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。聚丙烯流动性好，加工性能好，易着色，尺寸稳定性好。可用注塑、挤塑、吹塑、发泡、热成型、粘接、涂覆、焊接、机加工、印刷等方法加工成各种制件。特别适用于注塑成型，注塑成型时物料一般可不经过干燥直接使用。但为了提高制品质量，可在55～70℃鼓风烘箱内预干燥1～2h。

3. 注射成型工艺条件

注射机类型：螺杆式;喷嘴形式：直通式。

模具温度/℃：50～70;机筒温度/℃：170～190;注射压力/Mpa:70～90;保压力/Mpa:50～70。

注射时间/s:3～5;保压时间/s:15～40;冷却时间/s:15～30。

（二）注射工艺及模具设计分析

根据零件的结构特点，零件的分型面选用二次分型。

注射模结构类型是：(1)一模两腔;(2)点浇口;(3)推板顶出装置;(4)导柱导向合模导向机构;(5)间隙排气机构。

在Pro/E中调用标准模架, 放置型芯、型腔、模板，进行推杆、导柱、导套等零件的设计，同时完成浇注系统、顶出系统、冷却系统的设计，将所有的元件装配到模具总装配模型中即完成杯子的模具设计如图2。

将三维总装配图转化成DWG格式文件，经必要的修改后，其二维的总装配图如图3所示。

1-定模座2-定位圈3-浇口套4-上模支承板5-型芯6-模板 (定模板) 7-型腔 (动模板) 8-下模支承板9-推杆10-推杆固定板11-推板12-垫块13-动模座

1. 浇口套的设计与分型面的选择

定位圈和浇口套采用H8/f8间隙配合，浇口套如下图4所示。