第10章注塑模设计

1、10.1 注塑模设计入门 10.1.1 注塑设备及原理 注塑机包括注射装置、合模装置、液压系统和电气控制系统等部分。 注射装置：它的主要作用是使塑料均匀地塑化成熔融状态，并以足够的压力和速度将熔料注射入模具中。 合模装置：它是保证成型模具紧密的闭合和实现开启关闭模动作，以及取出制品的部件。 液压系统和电气控制系统：它是保证注塑机按工艺过程预定的要求（如压力、速度、温度、时间等）和动作程序准确有效的进行工作。 模具的生产原理是：由凸模和凹模围成型腔，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。 合模阶段 注塑及成型阶段 开模及顶出阶段 初始位置阶段 凸模（动模） 凹模（固定模）

2、注射机 10.1.2 注塑模具设计流程 注塑模具的设计流程如下。 零件的初始化。首先利用项目初始化工具将零件导入模具环境，接着执行坐标系、收缩率、工件等操作，使该零件在模具镶件中有合适的位置。 模具修补。由于零件模具的复杂性，例如存在一些孔或槽或其他影响分模的部分，因此需要对零件模具进行修补，方可进行下步操作，修补命令主要在分型操作中执行，即在“分型管理器”对话框中操作，如果需要修补一定厚度的区域，可以使用“模具工具”工具条中的“创建箱体”进行修补。 分型操作。在修补完成后，首先创建分型线，而后利用分型线创建分型面，再抽区分型区域，然后便可以创建型腔和型芯了（这些操作都是在“分型管理器”对话框

3、中执行）。 注塑系统设计。添加模架，并该模架中加入标准件，再为其设计添加流道、冷却系统等。 10.2 模具设计的关键点 10.2.1 注塑模向导 “注塑模向导”（MoldWizard）是UG软件中设计注塑模具的专业模块。 在用户建模设计完成后，单击“标准”工具条中的“起始”按钮，在弹出的快捷菜单中单击“所有应用模块”“注塑模向导”菜单即可打开“注塑模向导”工具条。 10.2.2 项目初始化 在“注塑模向导”工具条中单击“项目初始化”按钮，弹出“打开部件文件”对话框，选择本书光盘的素材文件10-2-2-cplj-sc.prt，单击“OK”按钮打开“项目初始化”对话框 2在打开的“项目初始化”对话

4、框中对项目路径和名称进行相应的设置，在“部件材料”下拉列表中选择“ABS”，然后单击“确定”按钮对项目进行初始化加载 1完成产品模型加载后，在“装配导航器”对话框中，会出现许多新的项目，各项的含义如下。 *_top（文件名_top_000）表示装配的节点，收集并控制所有装配部件和定义模具设计所不许的数据。 *_cool（文件名_cool_001）用于放置模具冷却系统。 *_fill（文件名_fill_004）放置浇口、流道等文件。 *_layout（文件名_layout_009）用于放置节点prod的位置分布，包括成型镶件等。 *_prod（文件名_prod_010）是一个独立的包含产品相关的

5、文件，如分模组件和实体链接等。 *_misc（文件名_misc_002）用于放置通用标准件，如定位圈等。 10.2.3 设置分模顶出方向和模具坐标系 1设置顶出方向 由于Z轴向指向模具的注入口，即Z轴向是型腔或型芯的分模方向，故在分模前要调整顶出方向。 选择“格式”“WCS”“旋转”菜单，打开“旋转WCS”对话框，选择要进行旋转的轴，并设置好旋转角度后，单击“确定”按钮。2模具坐标系 模具坐标与该产品模型的相对位置决定了产品模型在模具中的放置位置。 双击工作坐标系，将坐标系调整到适当的位置，然后在“注塑模向导”工具条中单击“模具CSYS”按钮，打开 “模具CSYS”对话框，按图中所示进行设置，

6、然后单击“应用”按钮即可。 关于这些选项的意义，详见图书正文 10.2.3 收缩率 零件的收缩是指塑料模具在冷却至室温后，其尺寸或体积将发生收缩变化，收缩率是影响塑料制品精度的主要因素之一，因此在设置收缩率时，需要参照资料进行设置。 在“注塑模向导”对话框中单击“收缩率”按钮，打开“比例”对话框，在“类型”标签栏的下拉列表中选择“均匀”，即使产品模型在各个方向上的收缩比例相同，比例因子保持默认，单击“确定”按钮完成设置。 10.2.4 添加工件 在“注塑模向导”工具条中单击“工件”按钮，打开 “工件尺寸”对话框 1在“工件尺寸”对话框中可以对长方体的尺寸进行设置，即对“X向长度”、“Y向长度”

7、、“Z向下移”和“Z向上移”文本框进行设置,设置完成后单击“确定”按钮完成工件的添加 210.2.5 补片 在“注塑模向导”工具条中单击“分型”按钮，打开“分型管理器”对话框，单击该对话框中的“创建/删除曲面补片”按钮，打开 “补片环选择”对话框在“环搜索方法”选项组中单击“自动”单选按钮，然后单击“自动修补”按钮完成补片操作 1210.2.6 编辑分型线 在“分型管理器”对话框中单击“编辑分型线”按钮，打开“分型线”对话框，单击“自动搜索分型线”按钮，弹出“搜索分型线”对话框 1单击“顶出方向”按钮，打开“矢量”对话框2在“矢量”对话框中选择Z轴正向，接着在“搜索分型线”对话框中单击“应用”

8、按钮，然后单击“确定”按钮返回“分型线”对话框，再单击“确定”按钮完成分型线的定义 310.2.7 编辑分型面 在“分型管理器”对话框中单击“创建/编辑分型面”按钮，打开“创建分型面”对话框，单击“创建分型面”按钮弹出“分型面”对话框 1分型面用于确定型腔和型芯的位置，即通过分型面来分离型腔和型芯，它是以分型线向四周按一定的方式进行扫描、延伸或扩展而形成的一组连续的封闭曲面。 选择“有界平面”单选钮，然后单击“确定”按钮即可完成分型平面的创建 210.2.8 抽取区域 在“分型管理器”对话框中单击“抽取区域和分型线”按钮，打开“区域和直线”对话框 1在“抽取方法”选项组中单击“边界区域”单选按

9、钮，单击“确定”按钮打开“抽取区域”对话框，在该对话框中保持系统默认，单击“确定”按钮完成区域抽取 210.2.9 生成型腔和型芯 在“分型管理器”对话框中单击“创建型腔和型芯”按钮，打开“型芯和型腔”对话框，勾选“检查几何体”和“检查重叠”复选框，单击“自动创建型腔型芯”按钮完成型腔型芯的创建 在“型芯和型腔”对话框中的“检查几何体”复选框用于检查每个面的几何状态，是否有不良的几何体，如果有则高亮显示。“检查重叠”复选框用于检查并高亮显示重叠的片体 完成分模操作后，在“装配导航器”对话框中将生成两个新的文件：*_prod（部件名_prod_010）树状列表中的*_cavity部件（部件名_c

10、avity_030）表示型腔；*_core部件（部件名_core_032）表示型芯；*_parting部件（部件名_parting_036）表示产品模型，对型腔和型芯部件移动可实现爆炸效果 。 10.3 模具设计中的其他工具 10.3.1 创建箱体和分割实体 1创建箱体 打开本书光盘中的素材文件10-3-1-cjxt-sc.prt，在“注塑模向导”工具条中单击“模具工具”按钮，弹出“模具工具”工具条，单击“创建箱体”按钮，打开“创建箱体”对话框 1在打开的“创建箱体”对话框的“类型”下拉列表中选择“对象边框”项，接着单击要创建边框的面，并设置好“Default Clearance”后单击“确定

11、”按钮完成箱体的创建 22分割实体 在“模具工具”工具条中单击“分割实体”按钮，打开“分割实体”对话框 1单击创建的箱体，再单击要分割箱体的分割平面，这里单击桶的外表面，并在打开的“分割实体”对话框中单击“确定”按钮打开“修剪方式”对话框，单击“确定”按钮 2再次单击创建的箱体，再单击桶的内表面，然后在打开的“分割实体”对话框中单击“确定”按钮打开“修剪方式”对话框，单击“翻转修剪”按钮完成实体的分割 310.3.2 标准件和模架 1模架 在“注塑模向导”工具条中单击“模架”按钮，打开“模架管理”对话框，在“目录”下拉列表中选择模架类型，然后选择模架样式，选好后对模架的参数进行设置，最后单击“

12、确定”按钮即可生成模架 标准件和模架是注塑时使用的利于模型注塑成型的装置2标准件的使用 在“标准件管理”对话框的标准件列表中选择好所需的组件后，单击“尺寸”标签，在尺寸选项卡中对组件的参数进行相应的设置，然后单击“确定”按钮，在绘图区单击确定要插入组件的点，即可完成组件的插入 标准件是注塑模设计过程中经常使用的一个组件库，它是用于管理系统安装和配置的模具组件。 在模型分型后，单击“注塑模向导”工具条中的“模架”按钮，打开“模架管理”对话框。在该对话框中设置模架的类型，这里我们在“目录”下拉列表中选择“LKM_SG”（大水口系统）项，其他保持默认，单击“确定”按钮即可建立一个新的模架 1下面我们

13、来看一下模架与标准件的使用方法。 在“注塑模向导”工具条中单击“标准件”按钮，打开“标准件管理器”对话框，在“目录”下拉列表中选择“DME_MM”项 2在列表中选择“Locating Ring（With Screws）”（带螺栓的定位环）项，并将“DIAMETER”（定位环直径）改为“125”、“BOTTOM_C_BORE_DIA”（设定底部孔直径）改为“38”，单击“应用”按钮完成浇注口的添加。然后在列表中选择“Sprue Bushing”（注道衬套）项，并将“CATALOG_LENGTH”（长度）改为“26”，单击“确定”按钮将标准件添加至模架中 3将模架上半部隐藏，然后单击“注塑模向导”

14、对话框中的“标准件”按钮，打开“标准件管理”对话框，在“目录”下拉列表中选择“FUTABA_MM”项，并在下面的列表中选择“Spring（M-FSB）”（弹簧型号）项，将“WIRE_TYPE”（截面形状）改为“ROUND”、“DIAMETER”（直径）改为“21.5”、“CATALOG_LENGTH”（长度）改为“40”、“DISPLAY”改为“DETAILED”，单击“确定”按钮弹出“选择一个面”对话框，单击选择弹簧的放置面 4在弹出的“点”对话框中单击“圆弧中心/椭圆中心/球心”按钮，然后单击弹簧所在的4个支柱底面的圆心，并在弹出的“位置”对话框中单击“确定”按钮，添加这4个弹簧 510.

15、3 上机实践塑料接头分模 在“注塑模向导”工具条中单击“项目初始化”按钮，在弹出的“打开部件文件”对话框中选择本书光盘中的素材文件10-3-jiet-sc.prt，再在“部件材料”下拉列表中选择“ABS”项，单击“OK”按钮弹出“项目初始化”对话框，单击“确定”按钮加载部件 1在“注塑模向导”工具条中单击“模具CSYS”按钮，打开“模具CSYS”对话框，单击“当前WCS”单选钮，单击“确定”按钮确定模具坐标 2在“注塑模向导”工具条中单击“工件”按钮，程序会自动生成一个工件体的预览图形，在“工作尺寸”选项组中将“X向长度”改为“170”、“Y向长度”改为“120”，单击“确定”按钮继续 3在“

16、注塑模向导”工具条中单击“分型”按钮，打开“分型管理器”对话框，在“分型管理器”对话框中单击“创建/删除曲面补片”按钮，弹出“补片环选择”对话框 4在“环搜索方法”选项组中单击“自动”单选钮，在“修补方法”选项组中单击“型腔侧面”单选钮，然后单击“自动修补”按钮完成曲面补片 5在“分型管理器”对话框中单击“编辑分型线”按钮，打开 “分型线”对话框，在该对话框中单击“自动搜索分型线”按钮 6在“搜索分型线”对话框中直接单击“应用”按钮，接着单击“确定”按钮完成分型线的创建 7在“分型管理器”对话框中单击“创建/编辑分型面”按钮，打开“创建分型面”对话框 8单击“创建分型面”按钮，弹出“分型面”对

17、话框，单击“条带曲面”单选钮，然后调节“曲面延伸距离”滑钮，改变延伸长度，单击“确定”按钮生成分型面 9在“分型管理器”对话框中单击“抽取区域和分型线”按钮，弹出“区域和直线”对话框，单击“边界区域”单选钮，单击“确定”按钮进入“抽取区域”对话框，保持系统默认，单击“确定”按钮 10在“分型管理器”对话框中单击“创建型腔和型芯”按钮，弹出“型芯和型腔”对话框 11勾选“检查几何体”和“检查重叠”复选框，单击“创建型腔”按钮，弹出“选择型腔片体”对话框，单击“确定”按钮系统会自动创建型腔 12在“型芯和型腔”对话框中单击“创建型芯”按钮，在弹出的“选择型芯片体”对话框中单击“确定”按钮系统会自动创建出型芯 13在“装配导航器”对话