导入塑件的三维模型后, 用 UG 软件的 塑模部 件验证 命令对模型进行拔模角度分析和厚度分析 。 拔模角验证的结果如图 3 所示, 可见所有竖直 面都是灰色的, 其拔模角为 0 度 , 对于高度很小的塑 件没什么影响, 但此塑件最高处为 12mm, 相对较 高, 塑件脱模较困难, 脱模过程中可能会变形, 应考 虑在塑件上增加脱模斜度 。在不影响塑件的功能和 使用的前提下, 对模型中相对高度较大的竖直表面 均添加 0. 5 度的拔模斜度特征。

　　摘 要: 本文基于注塑模具三维设计工作过程和 UG 软件的功能特点 , 提出了 UG 环境下注塑模具设计 体系结构 。基于此体系结构, 以电流线圈架为例, 阐述了从模具方案的确定到模具结构的三维设计再到模具 运动仿真的完整过程 。 关键词: UG 注塑模 MoldWizard 流动分析 运动仿真

　　息。 通过这一些静态和动态的信息可以辅助模具设计 师进行模具方案和成型工艺条件的确定与优化。 三、 模具三维设计 模具三维设计过程主要在 UG/ MoldWizard 模块 中完成 , 但也要用到 UG 的建模模块和装配 模块对 模具零部件进行编辑 。 1. 项目初始化 UG/ MoldWizard 将模具设计过程视为一 个项目 来对待 , 首先要对项目进行初始化操作。 在项目初 始化对话框中设置项目的名称 、 路径、 塑件材料。 项 目初始化过后, 系统会将塑件模型关联到 MoldWizar 模块中, 同时搭建了模具装配框架结构 。 2. 模具分型 在设置好模具坐标系 、 塑件收缩率 、 工件毛坯大 小及型腔布局后即可开始分型 。 模具分型就是由毛坯生成型芯和型腔的过程 , 经过补孔 、 建立分型线 、 建立分型面 、 分割四个步骤 得到模具的型芯和型腔两个零件, 如图 6 所示效果 。

　　3. 流动性分析 对上述初步确定的一模两件的模具方案进行分 析 , 确认此方案在流动性上是否可行 , 并确定成型工 艺参数 。启动 UG 内部集成的 Moldflow Part Adviser 流动分析软件 。 拾取进浇位置后, 单击分析向导按 钮准备做多元化的分析, 选择好要分析的内容 、 塑件材料, 确定成型 工艺条件后便可 开始分析运算 。 图 5 是 Moldflow Part Adviser 在特定材料和工艺条件下对 塑件质量的预测结果。

　　从图 5 中可知浇注系统部分呈现黄色或红色, 说明其成型质量不高 , 而塑件本体均为绿色成型质 量高 , 这说明之前初步确定的模具方案和成型工艺 条件可行。 在分析结果窗口中除了能显示预测质 量外, 还可以显示出料流填充过程 、 填充时间 、 注射 压力分布、 温度分布 、 气泡分布、 熔接痕位置等等信 37

　　) , 男 , 江西省景德镇市人 , 讲师 , 从事模具设计教学与研究。

　　UG 的装配功能 , 采用基于装配环境的上下文设计方 法对模具零部件进行细部设计修改 。 对模具 装配体进行分 析。UG 提 供了 高级 仿 真 、 设计仿真 和 运动仿真 三大 CAE 分析模块 , 能轻松实现对整套模具或模具零部件的干涉检查 、 运 动分析、 强度分析、 冷却分析等功能 。若在分析过程 中发现有模具运动干涉、 模具强度不够等问题能 返回设计模块对模具设计进行变更 。 基于 UG 平台的注塑模具设计与制造最后环节 就是要出模具工程图 、 设计电极、 对模具零件和电极 进行数控编程, 分别在 UG 系统的制图模块 、 电极设 计模块、 CAM 编程模块下进行操作。

　　4. 选用标准件 模具标准件如浇口套 、 定位圈 、 顶杆 、 拉料杆等 也可以直接从 MoldWizard 中选用而不需要设计师重 新设计。 模架加载成功后 , 标准件的位置由系统辅 助设计师在模架中做定位 , 有些标准件如浇口套、 定位圈等则实现了自动定位 , 而顶杆也与模架中的 顶杆固定板实现了自动定位。 当然, 标准件在模架 中的位置也能随时更改的。 5. 抽芯机构设计 塑件上有侧孔和侧凹 , 所以要 设计抽芯 机构。 在 MoldWizard 中设置好抽芯机构的参数和抽芯坐标 系后, 抽芯机构就可加载到模具当中 , 并与模架有相 对位置关系 , 图 9 所示为设计完成的抽芯机构效果。

　　二、模具方案的确定 1. 塑件工艺性分析 电流线 所示 , 材料为增强聚丙烯, 生 产批量为 10 万件, 塑件表面除了在顶面不得有毛刺 以外没有特别的条件。 从塑料的成型性能和塑件的尺 寸、 精度、 表面上的质量来看, 此塑件更适合注射成型 。

　　四、 模具装配运动仿线. 对模具进行运动部件分组 根据模具各零部件运动的特点 , 对其进行分组 如下: ( 1) 定模 组件, 即整 个模具中相对 不运动的部 件 , 包含定模座、 定模板 、 楔紧、 斜导柱 、 型腔、 导套和 定模紧固螺钉等。 ( 2) 动模组件 , 包含动模座、 垫块、 支撑板、 动模 板、 型芯 、 拉料杆、 导柱、 导滑板 、 压板 、 水嘴 、 相关紧 固螺钉等。 ( 3) 顶出机构 , 包含推板、 顶杆固定板、 顶杆、 复 位杆、 螺钉等 。 ( 4) 左侧抽芯机构, 即模具左侧抽芯机构中可以 完成抽芯运动的零部件 , 包含左侧滑块、 左侧侧型芯 及其紧固螺钉。 ( 5) 右侧抽芯机构, 即模具右侧抽芯机构中可以 完成抽芯运动的零部件 , 包含右侧滑块、 右侧侧型芯 及其紧固螺钉。 2. 模具运动仿真和干涉检查 UG 有一个运动仿真模块, 可以执行机构的各种 运动仿真功能 。 电流线圈架模具进行运动分组后, 进入运动仿真模块开始做运动仿真和干涉检查。 要进行运动仿真, 先要将各类运动部件转换成 刚性连杆 , 再根据部件之间的运动关系建立各种运 动副, 然后确定驱动部件, 最后对方案进行求解, 单 击运动按钮就可以执行运动仿线 是模具运动 仿真对话框 。

　　一、 UG 环境下注塑模具设计体系结构 UG 提供了完整的模具三维设计解决方案, 图 1 给出了 UG 环境下注塑模具设计体系结构 。 注塑模具设计的前期工作是进行塑件的三维造 型, 并对塑件进行工艺性分析和流动性分析, 从而确 定模具总体方案 。UG 的建模模块提供了建立草图 、 实体模型 、 曲面模型的丰富功能, 可以辅助设计师完 成各种复杂塑件的造型设计; UG 分析菜单中 塑模 部件验证 命令提供了塑件的厚度分析和拔模斜度 分析等功能, 辅助 设计师进行塑件 工艺性的分析 。 如果塑件工艺性不合理, 应当返回对塑件的三维模 型进行设计变更; UG 内部集成了 Moldflow Part Ad viser 流动分析软件 , 它可以显示在特定注射条件下

　　图 4 所示是对电 流线圈架进行厚 度验证的 结 果, 其厚度是用颜色表示的, 观察塑件非尖角部分的 颜色 变 化可 知 其厚 度 变化 范 围大 致从 0. 75 1. 75mm 之间 , 其厚度变化不大, 符合聚丙烯的成型要 求。 2. 初步确定模具方案 确定模具的分型面为如图 2 所示的 P- P 面 , P

　　- P 面即是塑件截面最大处 , 也能够尽可能的防止塑件上端 面产生分型毛刺; 根据相关生产批量并考虑模具结构 , 拟 用一模两件型腔布局形式 , 此种布局方便设置侧向 分型与抽芯机构, 模具结构紧密相连 , 模具大小适中, 虽 然料流长度较长, 但塑件尺寸较小, 不会对成型造成 影响; 浇注系统采用侧浇口和半圆形分流道, 浇口小 且易去除; 模具的结构相对比较简单, 制造成本低 ; 采用顶杆 顶出, 模具结构相对比较简单, 且能够很好的满足塑件精度要求 。

　　在 UG 平台下之所以能够高效 、 高质量地进行 智能化模具三维计, 除了 UG 提供了强大的功能和 先进的模具设计方法之外, 还得益于 UG 系统中大 量的工程知识库, 如: 标准模架库 、 标准件库、 典型模 具机构库、 塑料材质库、 成型设备数据库 、 模具制造 知识库等等, 在这些知识库中大量融入了设计师的 设计经验 , 这些经验对保证模具的设计质量是必不 可少的。 UG 的知识库系统对用户是开放的, 也就是 说 , 普通用户也可以将自己的经验融入其中 。只有 不断地完善和丰富这个开放知识库, 对其进行应用 开发 , 才能够持续地提高模具三维设计的质量和效 率。