基于UG的注塑模具设计分模方法

1、基于UG 的注塑模具设计分模方法李俊文,陈玉莲,钟奇(广东技术师范学院天河学院机电工程系,广州5105401引言UG 软件具有较强大的CAD/CAM/CAE 功能,其中Model Wizard 模块的模具设计功能非常强大,操作也很方便,因此UG 在模具工业中,尤其在塑料模具设计中应用范围非常广泛1-2。利用UG 的Model Wizard 模块,注塑模具的设计过程是一个基本固定的过程,可以方便地进行模具设计3。但注塑模具设计的分模是变化莫测的,因而分模成为模具设计的一个重点和难点,同时在实际使用过程中,对于具有复杂曲面的不同塑件,在分模时因其分模线复杂,常出现难以解决的问题,造成分模不能实现。

2、本文根据注塑模具设计分模的基本原理,以风扇叶注塑模具为例,采用自动分模和手工分模两种方法对其进行分模,说明用两种方法进行注塑模具分模的整个过程。2分模的基本原理注塑模具的分型面,通常是动模和定模两部分的接触面,它是注塑模具的三维设计和数控加工能否顺利进行的关键4。2.1分型面的概念分模的目的是为了获得型芯与型腔,以分型面作为分界面要将工件分成两半,一半是型芯,另一半是型腔5。这个分界面又由几部分组成,一部分是补片得到的面,它是填补产品内部的孔而得到的面;另一部分是分型面,它是扩展产品外围的面,以便能切割整个工件;再有就是抽取区域得到的产品的表面。将这些面合在一起,就可以将型芯与型腔分割开来。2

3、.2设计分型面的基本原则在UG 中设计分型面,必须遵守以下两个基本原则:(1分型面必须与工件或模具体积块完全相交;(2分型面不能与自身相交。3分模方法在模具设计中,分模是灵活多变的,将UG 的分模方法分为自动分模与手工分模两种方法。其中,应用最多的是自动分模,但有时也会碰到手工分模的情况,而且有些模具用手工分模法更简单。自动分模是指利用UG 的Model Wizard 模块,根据注塑模向导的自动分模功能来完成注塑模具的分模过程,主要是使用“分型”命令来完成。手工法分模就是在UG 的建模模块环境下,利用实体操作命令及布尔运算命令来完成分模过程。其实,在分模时,不管是使用手工法还是使用自动法,其目

4、的都是要分出型芯与型腔两大部分,因此,两种方法都是可行的,同时,在用自动法分模时,有时可能借鉴手工法分模的特点来协助分模。4分模实例下面以风扇叶塑件(如图1所示为例,在UG NX4.0中分别采用自动分模和手工分模两种方法对其进行分模。4.1自动分模(1项目初始化启动UG 后,进入Model Wizard 环境,首先打开风扇叶塑件,定义一种材料同时给定其相应的收缩率,接着确定模具坐标系,使工作坐标系的ZC 方向指向定模方向,然后设计工件,最后进行模腔布局。摘要:UG 的注塑模具设计过程是类似的,但作为模具设计最重要的一个环节分模却是灵活多变的。以风扇叶塑件为例,介绍了分模的基本原理,阐述了基于U

5、G 的自动分模与手工分模方法的分模过程,两种方法的灵活运用可大大提高注塑模具设计的效率。关键词:注塑模具;自动分模;手工分模中图分类号:TP391.72文献标识码:A文章编号:1002-2333(201101-0077-03Parting Mould Methods for Injection Mould Design Based on UGLI Jun-wen,CHEN Yu-lian,ZHONG Qi(Department of Mechatronic Engineering,Tianhe College of Guangdong Polytechnic Normal University

6、,Guangzhou 510540,China Abstract :The processes of injection mould design based on UG are similar,but as the most important step of mould design,parting module is unpredictable.Taking the Fan plastic as an example,the basic principles of parting module are introduced,and the process of parting modul

7、e based on automatic parting mould and manual parting mould in UG are expatiated.The flexible application of this two methods will greatly improve the efficiency of injection mould design.Key words :injection mould;automatic parting mould;manual parting mould77机械工程师2011年第1 期图1风扇叶制造业信息化仿真/建模/CAD /CAM

8、 /CAE /CAPPMA NUFACTURING INFORMATIZATION(2表面补片第一步:开模方向上的孔补片。在图1中,开模方向上的孔需要补片,使用“模具工具”中的“表面补片”命令(Surface Patch将装螺丝面上的孔补好。第二步:任意两个叶片之间补片。首先建立其中两个叶片之间的网格曲线,并使用“通过曲线网格”命令来创建这组网格曲线所确定的曲面,然后使用“变换”命令完成其余两个面的复制,最后使用“已存在的表面”(Existing Surface命令将这三个曲面转化为补片体。最终补片的效果,如图2所示。(3创建拆分面使用“面分割”命令,将中间圆柱体外表面分割成上下两部分。此外,

9、三个叶片外边缘面沿厚度方向进行分割。(4分型第一步:创建分型线。单击“模具工具”工具条中的“分型”按钮,在弹出“分型管理器”对话框中,使用“编辑分型线”命令创建分型线,如图3所示。第二步:创建分型面。在创建分型面之前,使用“创建/编辑分型段”命令创建6条引导线,然后使用“创建/编辑分型面”命令,完成分型面的创建,如图4所示。第三步:抽取区域。使用“抽取区域与分型线”命令,核对总面数等于型腔面数与型芯面数之和,完成区域复制。第四步:创建型芯与型腔。使用“创建型芯与型腔”命令,完成型腔与型芯的创建,风扇叶最后的分模结果如图5所示。4.2手工分模(1确定模具坐标系启动UG后,进入建模环境,修改工作坐

10、标系,使ZC 方向为开模方向。(2设置收缩率使用“特征操作”工具条中的“比例体”命令,设置比例因子的值为1.005,完成收缩率的设置。(3创建模具工件以XC-YC平面作为草图平面,绘制一个矩形草图,然后使用“拉伸”命令,对矩形草图进行拉伸,完成模具工件的创建。(4模型修补第一步:创建有界平面。单击“成型特征”工具条中的“有界平面”命令,创建装螺丝面上的孔的有界平面,如图2所示。第二步:创建任意两个叶片之间的曲面。首先建立其中两个叶片之间的网格曲线,然后使用“通过曲线网格”命令来创建这组网格曲线所确定的曲面,最后通过“变换”命令完成其余两个面的复制,最终效果如图2所示。(5创建分型面第一步:创建

11、抽取特征。单击“成形特征”工具条上的“抽取几何体”命令,选取图1中风扇叶的外表面(15个面,完成抽取特征的创建。第二步:修剪片体特征 。 单击“曲面”工具条上的“修剪的片体”命令,将由中间圆柱外表面和三个叶片沿厚度方向外边缘面抽取得到的片体进行修剪,完成修剪片体特征,如图6所示。第三步:创建外围曲面。首先以XC-YC平面作为草图平面,绘制一个直径为400mm的圆,将其分割成相等的24段,然后使用“曲面”工具条中的“直纹”命令,完成外围曲面的创建,如图7所示。第四步:创建缝合特征。单击“特征操作”工具条中的“缝合”命令,选取外围曲面作为目标片体,然后框选其余的片体作为工具体,完成曲面缝合特征的创

12、建,缝合之后的片体,如图7所示。(6创建型芯和型腔第一步:创建求差特征。单击“特征操作”工具条中的“求差”命令,完成工件与风扇叶实体之间求差特征的创建。第二步:拆分型芯和型腔。先单击“特征操作”工具条中的“分割体”命令,完成工件与缝合后的片体之间分割体特征的创建。然后使用“变换”命令,得到型芯和型腔是分解视图,如图8所示。5结论在注塑模具的三维设计和数控加工的整个过程中,分模是一个既复杂又关键的问题。UG提供的MoldWizard模块和建模模块的功能非常强大,它为注塑模具设计人员进行高品质高效率的模具开发提供了强有力的工具。本文介绍了注塑模具分模的基本原理和方法,基于Mold Wizard模块

13、和建模模块平台,以风扇叶塑件为例,详细阐述了自动分模与手工分模方法的分模过程,为注机械工程师2011年第1期78图2补片之后的效果图3创建的分型线图4创建的分型面图5自动分模创建完成的型芯与型腔图6创建修剪片体特征得到的片体图7创建缝合特征缝合之后的片体图8手工分模创建完成的型芯和型腔仿真/建模/CAD/CAM/CAE/CAPP制造业信息化MA NUFACTURING INFORMATIZATION塑模具在三维设计和后续数控加工时提供了技术基础,具有一定的理论及实际应用价值。参考文献1罗纲.基于UG 的复杂曲面塑件的曲面分模技术J .工具技术,2009,43(5:85-87.2杨佳黎,等.UG

14、 注塑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(2:196-200.3李玉龙,王学军.基于Mold Wizard 的注塑模自动设计J .电加工与模具,2003(5:32-37.4王利民.基于UG 的注塑模三维分模设计J .装备制造技术,2009(10:91-92.5钟奇,等.UG NX4实例教程M .北京:人民邮电出版社,2008.(编辑立明作者简介:李俊文(1982-,男,硕士研究生,研究向为CAD/CAM/CAE 、机械系统动力学仿真及机械优化设计。收稿日期:2010-10-25发动机悬置隔振性能对车内振动的影响翟允,王弘岩,王海林,赵福全,马芳武,刘强

15、(浙江吉利汽车研发中心,杭州3112001引言随着现代社会科学技术的发展,人们对汽车舒适性的要求也不断提高,车内良好的振动水平,是体现汽车舒适性的一个重要因素。发动机悬置是指发动机动力总成与车架之间的弹性连接,发动机的振动可以直接通过悬置传递到车架,进而影响整车的振动性能。因此在设计发动机悬置时,合理选择悬置参数对提高整车振动水平,提高整车舒适性有很重要的作用。本文通过对发动机悬置隔振性能进行优化,解决了某车型低转速12001400r/min 时座椅异常抖动问题,提高了车内振动水平。2发动机悬置系统隔振原理发动机悬置与发动机总成和车架相连接,发动机本身的激励以及路面的激励通过悬置传递到车架和室

16、内的,如果悬置设计合理,可以起到隔离作用,衰减传递到室内的振动,动力总成悬置系统隔振效果的好坏,通过振动衰减的程度来评价。分析动力装置进行隔振问题时,它被假设一个刚体结构,有6个自由度,对6个自由度系统进行隔振分析是非常复杂的。设计动力装置隔振系统要满足一定的解耦条件。当解耦条件满足时,这个系统变成了6个单自由度的系统,可以分别对每个单自由度系统进行隔振分析。对于动力装置来说,激励力来自发动机,而基础是车身或车架。假设基础不运动。而发动机的激励力为F eq =F sin t ,于是,这个系统的动力方程可以写成:mx咬+cx 觶+kx=Fe j t (1容易证明在F eq 作用下发生的发动机竖向

17、位移幅值X 为X =F k-2m +j c(2传递到基础上的力是弹簧力kx 和阻尼力cx 觶的合力,传递力F T 为:F T =kx +cx觶(3其幅值为F T =k X +j c X=k +j c k-2m +j cF (4传递力的幅值与激振力F eq 的幅值之比称为传递率TR 。由上式可得TR =1+(c /k 2姨(1-m 2/k 2+(c /k 2姨=1+(2/n 2姨1-(/n 22+(2/n 2姨=1+(22(1-r 22+(22姨(5式中,k -弹簧的刚度,N/m ;-激振频率,rad/s ;n -系统的固有频率,n =k /m 姨,rad/s ;m -集中质量,kg ;-阻尼比

18、,=c /cc ;c -粘性阻尼系数,N ·s/m ;cc -临界的粘性阻尼系摘要:通过对某车型车内振动进行测试,发现低转速12001400r/min 时座椅异常抖动。分析发现是发动机悬置隔振性能不良引起,通过对发动机悬置隔振性能进行优化,消除了座椅的异常抖动问题。关键词:汽车;发动机悬置;振动中图分类号:U464文献标识码:A文章编号:1002-2333(201101-0079-02Reseach on the Influence of Engine Mount Vibration Isolation to the Vehicle VibrationZHAI Yun ,WANG Hong-yan ,WANG Hai-lin ,ZHAO Fu-quan ,MA Fang