UG注射模設(shè)計系統(tǒng)在模具設(shè)計與制造中的應(yīng)用

摘要：UG注射模設(shè)計成為目前模具設(shè)計與制造中廣泛應(yīng)用的設(shè)計系統(tǒng)，是模具設(shè)計與制造業(yè)的首要選擇。文章首先對UG注射模設(shè)計系統(tǒng)進行了概述，然后介紹了注射模計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)的具體工作流程，進而分析了UG的模具設(shè)計模塊中數(shù)據(jù)庫開發(fā)的具體內(nèi)容，最后探討了UG注射模在模具設(shè)計和制造中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：UG注射模；模具設(shè)計；模具制造；計算機輔助設(shè)計；數(shù)據(jù)庫開發(fā) 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TB237 文章編號：1009-2374（2015）15-0018-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.009

1 UG注射模設(shè)計系統(tǒng)概述

傳統(tǒng)的注射模具設(shè)計常存在分模面設(shè)計不合理、澆灌口位置不當(dāng)、注塑壓力以及注塑溫度的選擇不合理等問題，造成模具的填充效果不佳，模具產(chǎn)品出現(xiàn)翹曲變形或者密度不均等現(xiàn)象，這大大影響了模具制造的質(zhì)量和成本。因此，隨著科學(xué)的發(fā)展，計算機輔助技術(shù)漸漸應(yīng)用到注射模具設(shè)計中來，UG注射模具設(shè)計系統(tǒng)就是基于計算機實現(xiàn)的一種模具設(shè)計方式，通過UG軟件來完成模具形狀、尺寸的設(shè)計，進而通過計算機輔助技術(shù)完成模具注塑過程。具體來說，UG注射模設(shè)計系統(tǒng)就是通過UG軟件中的注射模向?qū)В∕old Wizard）對設(shè)計模具的型芯、型腔、滑塊、推桿以及嵌件等提供一定的建模工具，從而加快模具設(shè)計的便捷性和迅速性，提高模具設(shè)計的準(zhǔn)確度。在整個設(shè)計系統(tǒng)運行過程中，實現(xiàn)了模具設(shè)計和制作的無紙化，縮短了模具產(chǎn)品生產(chǎn)的周期。

2 注塑模具CAD系統(tǒng)概述

注塑模具CAD技術(shù)是一種將模具制造轉(zhuǎn)向高自動化的人工智能化的一種技術(shù)，具有以下一些特點：（1）生產(chǎn)效率高。注塑模具CAD技術(shù)中的注塑成型方法能夠?qū)⒁恍┬螤钶^復(fù)雜的塑料產(chǎn)品一次成型，并且這種方式生產(chǎn)的塑料產(chǎn)品在目前塑料產(chǎn)品中所占的比例是比較大的；（2）可以批量生產(chǎn)。利用注塑模具CAD技術(shù)能夠迅速將塑料的形狀進行復(fù)制，并且快速成型，能夠克服注塑模具外部約束多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且多變、試探性和經(jīng)驗性較強的特點，進而批量生產(chǎn)大量的塑料產(chǎn)品；（3）操作性強。注塑模具CAD技術(shù)系統(tǒng)的功能是比較豐富的，在注塑模具的流程中涉及到多個層面，因此也比較復(fù)雜，另外其交互性比較強，因此需要操作人員掌握豐富的軟件知識和廣泛拓寬計算機知識領(lǐng)域，從而才能做出正確的操作決策。注塑模具CAD系統(tǒng)一般包括五個部分，如產(chǎn)品造型或產(chǎn)品圖輸入部分、模具總體設(shè)計方案確定部分、模具詳細(xì)設(shè)計部分（包括結(jié)構(gòu)和零件的設(shè)計）、模具模擬過程部分（包括強度分析、流動分析以及冷卻分析的模擬）以及CAM系統(tǒng)的接口部分等，這些部分一般是相互獨立并相互聯(lián)系的，在注塑模具功能的發(fā)揮中起到至關(guān)重要的作用。注塑模具CAD技術(shù)的廣泛應(yīng)用給傳統(tǒng)模具設(shè)計和制造提供了一個更為先進快捷的方式，在模具的質(zhì)量和制模的周期上都有了很大的改善。另外通過該項技術(shù)還能夠大幅度降低制模的成本，提高企業(yè)的管理水平，同時還讓設(shè)計人員的主觀能動性得到充分的發(fā)揮。

3 UG中模具設(shè)計中Mold Wizard模塊分析

由上述的描述可以知道，UG注射模具設(shè)計技術(shù)主要是通過UG軟件中的Mold Wizard模塊對將要制作的模具進行數(shù)據(jù)庫的開發(fā)，然后得到設(shè)計圖形。在UG軟件中，Mold Wizard模塊能夠根據(jù)用戶企業(yè)的需求建立出與需求產(chǎn)品參數(shù)相關(guān)的三維模具，這些建立出來的模具是可以用來直接加工的。另外Mold Wizard模塊能夠?qū)δK進行自動分模，也就是說，通過其能夠自動搜索模具的分型線，并且自動生成分型面和提取公母模面，從而生成磨具的型芯與型腔。在這個過程中大大簡化了設(shè)計程序，并且具有很強的邏輯性。另外，Mold Wizard模塊能夠定義標(biāo)準(zhǔn)件庫系統(tǒng)，能夠?qū)⒅庇^的圖形直間調(diào)入到設(shè)計的模具中去，并且可以很方便地在上面進行修改。該標(biāo)準(zhǔn)件庫是一個龐大的數(shù)據(jù)庫，既能將數(shù)據(jù)庫內(nèi)的圖形數(shù)據(jù)調(diào)出利用還能往數(shù)據(jù)庫中添加新的標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)，用戶可以根據(jù)結(jié)構(gòu)來自行對這些標(biāo)準(zhǔn)件進行定義。

4 UG注射模在模具設(shè)計和制造中的應(yīng)用

對于UG注射模在模具設(shè)計和制造中的應(yīng)用，以下以游戲機手柄上蓋的注射模具來進行分析。

進行UG軟件的Mold Wizard模具設(shè)計時，主要有以下流程：

4.1 產(chǎn)品的模型結(jié)構(gòu)分析

在進行模具的設(shè)計時，首先需要對所期望的產(chǎn)品的模型結(jié)構(gòu)進行分析，本文以游戲手柄為例，對游戲手柄的材料、外形等進行分析，判斷其結(jié)構(gòu)類型。

4.2 產(chǎn)品的加載和項目的初始化

根據(jù)上述對所期望產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)模型進行分析之后，就需要選擇材料的種類，并對產(chǎn)品和項目的路徑、名稱以及單位進行設(shè)置，這就是產(chǎn)品的加載和項目的初始化過程。在這個過程中，材料的選擇一般基于UG軟件的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，或者直接編輯新增，然后完成模具的整個資料，形成一個加載項。

4.3 模具坐標(biāo)系和收縮率的定義

通過上述將游戲手柄的材料信息進行設(shè)置處理后，就需要在軟件中將該種模具的坐標(biāo)系和收縮率進行定義。此坐標(biāo)系屬于三維坐標(biāo)系，在坐標(biāo)系中模具要處于零件分型面的中心線上，Z軸需要代表產(chǎn)品的頂出方向，這樣才能保證Mold Wizard系統(tǒng)只能進行操作。收縮率則是根據(jù)游戲手柄材料的種類來確定。

4.4 成形工件的確定

在本例中，游戲手柄的總體形狀為長方形，且有一定的弧度，因此，在形成模具時，需要在動態(tài)固定的模具中安裝型芯和型腔，型芯和型腔是通過機床加工而來的，然后利用成形工具來定義模具的大小。

4.5 模腔的布局

通過成形工具的確定后，就要對模腔的布局進行確定，一般是根據(jù)產(chǎn)品的需求量來決定，若需要大量生產(chǎn)，則可以將模腔布局為一模多腔，這樣就能充分利用材料，提高生產(chǎn)效率。

4.6 分型

模具設(shè)計的重點和難點就是分型面的建立，其目的就是讓工件的分型面對工件進行分割，從而形成各個模具腔體的體積塊。因此分型的過程主要包括：創(chuàng)建分型線、創(chuàng)建分型面以及創(chuàng)建型芯和型腔。

4.7 模架的調(diào)用

等模具的大致零件部位確立后，就需要借助模架來確立整個模型。一般來說，模架的調(diào)用來自于UG軟件系統(tǒng)本身存儲的模架庫，當(dāng)然也可以借助其他軟件自行建立模架庫。本例中的游戲手柄則需要通過KBE知識工程來建立一個特定模架，加入到模架庫之后，再進行

調(diào)用。

4.8 成形

該過程主要包括模具零件的標(biāo)準(zhǔn)零件，如主流道、推桿、固定環(huán)以及澆口等，進而進行模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計。澆注后，需要對成型的模具進行冷卻，因此UG軟件系統(tǒng)還需要設(shè)計出該種模具的冷卻系統(tǒng)，設(shè)計的內(nèi)容包括冷卻時間、冷卻材料、冷卻工藝等。最后就是模具的裝配過程，根據(jù)模具的三維圖進行各設(shè)計木塊的安裝。

5 結(jié)語

UG注射模設(shè)計系統(tǒng)的應(yīng)用是模具設(shè)計與制造的全新發(fā)展，UG軟件提出的設(shè)計理念包含設(shè)計、制造、裝配以及生產(chǎn)管理等多個層面，讓塑料模具的設(shè)計與制造過程更加一體化。UG軟件中的Mold Wizard模塊，更是將模具設(shè)計與制作推向更加簡易化、自動化、高效率化、智能化方向發(fā)展，大大節(jié)約了人力和物力成本，為模具的開發(fā)提供了更加強有力的工具支撐。

參考文獻

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作者簡介：劉金剛（1967-），男，山東淄博人，山東淄博火炬能源有限責(zé)任公司工程師，研究方向：機械設(shè)計與制造（鉛酸蓄電池生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計與制造、模具設(shè)計與制造）。

（責(zé)任編輯：周 瓊）endprint