UG6模具設(shè)計基礎(chǔ)教程文件

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。UG6模具設(shè)計基礎(chǔ)-第1章模具設(shè)計基礎(chǔ)本章介紹了注塑模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識，目的是使讀者對注塑模具設(shè)計有一個概括性的了解，并且對UGNX6MoldWizard的用戶界面及基本功能進行了簡要的介紹，從而使讀者對該軟件的功能有基本的了解。為了使讀者對使用UGNX6MoldWizard進行注塑模具設(shè)計的過程有直觀的了解，本章最后給出了一個使用UGNX6MoldWizard進行注塑模具設(shè)計的實例。本章要點塑料的類型及性能注塑成型工藝注塑模具的典型結(jié)構(gòu)注塑模具設(shè)計的基本流程UGNX6MoldWizard模具設(shè)計的基本

2、過程本章案例連板注塑模設(shè)計1.1注塑模設(shè)計基礎(chǔ)模具按其所生產(chǎn)工件的工藝特點主要分為塑料模、沖壓模、擠壓模、壓鑄模、擠壓模、鍛造模和旋壓模等，其中以塑料成型的塑料模在整個模具工業(yè)的發(fā)展和制品應(yīng)用范圍中來說無疑占主導(dǎo)地位。塑料成型的方法有很多，包括注射成型、壓縮成型、壓注成型、擠出成型、吹塑成型和發(fā)泡成型等。1.1.1塑料介紹1塑料的分類目前，塑料品種已達300多種，常用的約40余種。有3種常規(guī)分類方法，一是按成型工藝性能分類，二是按使用特性分類，三是按加工方法分類。1）按成型工藝性能分類根據(jù)成型工藝性能，塑料可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。（1）熱塑性塑料熱塑性塑料的合成樹脂都是線型或支鏈型高聚物

3、，所以受熱會變軟，甚至?xí)蔀榭闪鲃拥姆€(wěn)定粘稠液體，在此狀態(tài)時具有可塑性，可塑制成一定形狀的塑件，冷卻后保持既得的形狀，如再加熱又可變軟成另一種形狀，如此可以進行反復(fù)多次變形。這一過程中只有物理變化，而無化學(xué)變化，其變化是可逆的。熱塑性材料包括聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）、聚炳烯（PP）、尼龍（PA）、聚甲醛（POM）、聚碳酸脂（PC）、ABS塑料、聚硯（PSU）、聚苯醚（PPO）、氟塑料、聚酯樹脂和有機玻璃（PMMA）等。（2）熱固性塑料熱固性塑料的合成樹脂是體型高聚物，因而在加熱之初，因分子呈線型結(jié)構(gòu)，具有可熔性和可塑性，可塑制成一定形狀的塑件，當繼續(xù)加熱時，分子呈現(xiàn)

4、風狀結(jié)構(gòu)，當溫度達到一定程度后，樹脂變成不溶、不熔的體型結(jié)構(gòu)，此時形狀固定下來，不再變化。如遇加熱也不軟化，不再具有可塑性。在這個變化過程中，既有物理變化，又有化學(xué)變化，因此，變化過程是不可逆的。熱固性塑料包括酚酸塑料（PF）、氨基塑料、環(huán)氧樹脂（EP）和酚醛塑料（PF）等。2）按塑料的使用特點分類根據(jù)塑料的使用特點，塑料可分為通用塑料、工程塑料和特種塑料。（1）通用塑料通用塑料是指常用的塑料品種，這類塑料產(chǎn)量大、用途廣、成型性好，價格便宜，包括聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛和氨基塑料6種。（2）工程塑料工程塑料是具有優(yōu)良力學(xué)性能的一類塑料，它能代替金屬材料，制造承受載荷的工程結(jié)構(gòu)零

5、件。常見的工程材料包括ABS、聚甲醛、聚碳酸脂和聚酰胺等。在工程塑料中又將其分為通用工程塑料和特種工程塑料兩大類。通用工程塑料包括聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸脂、改性聚苯醚、熱塑性聚酯、超高分子量聚乙烯和甲基戊烯聚合物等。特種工程材料又有交聯(lián)型和非交聯(lián)型之分。交聯(lián)型的有聚氨基雙馬來酰胺和耐熱環(huán)氧樹脂等；非交聯(lián)型的有聚酰亞胺和聚醚酮等。（3）特種塑料特種塑料一般是指具有某一方面特殊性能的塑料，用于特殊需求場合。常見的有氟塑料和有機硅等。3）按加工方法分類根據(jù)各種塑料不同的成型方法，可以分為膜壓、層壓、注射、擠出、吹塑、澆鑄塑料和反應(yīng)注射塑料等多種類型。膜壓塑料多為物性的加工性能與一般固性塑料相似的塑料

6、；層壓塑料是指浸有樹脂的纖維織物，經(jīng)疊合、熱壓而結(jié)合成為整體的材料；注射、擠出和吹塑塑料多為物性和加工性能與一般熱塑性塑料相類似的塑料；澆鑄塑料是指能在無壓或稍加壓力的情況下，傾注于模具中能硬化為一定形狀制品的液態(tài)樹脂混合料，如MC尼龍等；反應(yīng)注射塑料是用液態(tài)原材料加壓注入膜腔內(nèi)，使其反應(yīng)，固化為一定形狀制品的塑料，如聚氨酯等。2塑料的性能塑料性能主要是指塑料在成型工藝過程中所表現(xiàn)的成型特性。在模具的設(shè)計過程中，要充分考慮這些因素對塑件的成型過程和成型效果的影響。（1）成型收縮塑料注射成型的過程是在較高溫度下將熔融的熔料注入型腔內(nèi)，固化、冷卻后成型。塑件自模具中取出冷卻至室溫后，發(fā)生尺寸收縮，

7、這種性能稱為收縮性。塑料制件的收縮不僅與塑料本身的熱脹冷縮性質(zhì)有關(guān)，而且還與模具結(jié)構(gòu)及成型工藝條件等因素有關(guān)，故將塑料制件的收縮通稱為成型收縮。收縮性的大小以收縮率表示，即單位長度塑件收縮量的百分數(shù)。設(shè)計模具型腔尺寸時，應(yīng)按塑件所使用的塑料的收縮率給予補償，并在塑件成型時調(diào)整好模溫、注射壓力、注射速度及冷卻時間等因素，以控制零件成型后的最終尺寸。（2）流動性塑料的流動性是指在成型過程中，塑料熔體在一定的溫度和壓力作用下填充模腔的能力。流動性差的塑料在注塑成型時不易填充模腔，易產(chǎn)生缺料，在塑料熔體的匯合處不能很好地熔接而產(chǎn)生接痕，這些缺陷會導(dǎo)致零件報廢。反之，若材料的流動性太好，注塑時易產(chǎn)生溢料

8、飛邊和流延現(xiàn)象。澆注系統(tǒng)的形式、尺寸、布置，包括型腔的表面粗糙度、澆道截面厚度、型腔形式、排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等模具結(jié)構(gòu)對塑料的流動性有著重要影響。熱塑性塑料按流動性可分為以下3類。流動性好的尼龍、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纖維等。流動性一般的ABS、有機玻璃、聚苯醛、聚氯醚。流動性差的聚碳酸脂、硬聚氯乙烯、聚苯醚、氟塑料。（3）取向和結(jié)晶取向是由于各向異性導(dǎo)致的塑料在各個方向上收縮不一致的現(xiàn)象。影響取向的因素主要有塑料品種、塑件壁厚和溫度等。除此之外，模具的澆口位置、數(shù)量和斷面大小對塑件的取向方向、取向程度和各個部位的取向分子情況有重大影響，是模具設(shè)計中必須重視的問題。結(jié)晶是指塑料中樹脂大

9、分子在空間呈現(xiàn)有序排列現(xiàn)象，影響結(jié)晶的主要因素有塑料的類型、添加劑、模具溫度和冷卻速度。結(jié)晶率對于塑料的性能有重要的影響，因此在模具設(shè)計和塑件成型過程中應(yīng)注意。（4）吸濕性吸濕性是指塑料對水分的親疏程度。在成型加工過程中，當塑料的水分含量超過一定的限度時，水分在高溫料筒中變?yōu)闅怏w，促使塑料高溫分解，導(dǎo)致成型缺陷。根據(jù)吸濕性，塑料大致可以分為兩類，一類是具有吸濕或黏附水分傾向的塑料，如聚酰胺、聚碳酸脂、ABS和聚苯醚等；另一類是吸濕或黏附水分極少的塑料，如聚乙烯和聚丙烯等。（5）熱敏性某些熱穩(wěn)定性差的塑料在高溫下受熱時間長、澆口截面過小或剪切作用大時，料溫增高就容易發(fā)生變色、降解、分解的傾向，塑

10、料的這種特性稱為熱敏性。為防止熱敏性塑料出現(xiàn)過熱分解現(xiàn)象，可采取加入穩(wěn)定劑、合理選擇設(shè)備、合理控制成型溫度和成型周期、及時清理設(shè)備等措施。另外，也可以采取給模具表面鍍鋁、合理設(shè)計模具的澆注系統(tǒng)等措施。1.1.2注塑成型工藝注塑成型又稱注射成型。注射成型是使熱塑性或熱固性成型料先在加熱料筒中均勻塑化，而后由柱塞或移動螺桿推擠到閉合模具的模腔中成型的方法。注射成型的成型周期短（幾秒到幾分鐘），成型制品的質(zhì)量范圍可以是幾克到幾十千克，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的成型品。因此，注塑成型工藝在整個塑料制品生產(chǎn)行業(yè)中占有非常重要的地位。1注塑成型的工作原理利用塑料的可擠壓性和可塑性

11、，首先將松散的粒料或粉狀成型物料從注射機的料斗送入高溫的機筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為黏流態(tài)熔體；然后用柱塞或螺桿壓縮并推動塑料熔體向前移動，使熔體以最大的流速通過機筒前端的噴嘴，并以最快的速度注射入溫度較低的閉合模具型腔中；經(jīng)過一段保壓冷卻成型時間后，開啟模具便可從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制品。這個過程經(jīng)注塑成型機和注塑模具來實現(xiàn)。注塑成型工作原理如圖1-1所示。圖1-1注塑成型的工作原理2注塑成型的工藝參數(shù)注塑成型工藝的核心問題，就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔體，并將塑料熔體注射到型腔中，在控制條件下冷卻成型，使塑件達到所要求的質(zhì)量。注塑成型有3大工藝條件，分別為溫度、壓力

12、和成型時間。1）溫度注塑成型過程需控制的溫度主要包括模具溫度、料筒溫度和噴嘴溫度。（1）模具溫度模具溫度直接影響塑料熔體的充模能力以及塑件的內(nèi)在性能與外觀質(zhì)量。通常，提高模具溫度可以改善熔體的流動性、增強制件的密度和結(jié)晶度并減小充模壓力。但制件的冷卻時間、收縮率和脫模后的翹曲變形將會延長和增大，且生產(chǎn)率也會因為冷卻時間的延長而下降。因此模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計對于塑件的成型質(zhì)量和成型效率有非常重要的影響，是模具設(shè)計中應(yīng)特別注意的問題。（2）料溫料溫是指塑化物料的溫度和從噴嘴注射出的熔體溫度。其中，前者稱為塑化溫度，后者稱為注射溫度，分別取決于機筒和噴嘴兩部分的溫度。料溫應(yīng)根據(jù)塑料的熔點和軟化點、制件

13、的大小、厚薄及成型時間來確定。通常靠近料斗處溫度較低，噴嘴端較高。2）壓力注塑成型時需要選擇與控制的壓力包括注射壓力、保壓力和背壓力。其中，注射壓力和注射速度相輔相成，對塑料熔體的流動和充模具有決定作用。注射壓力的大小根據(jù)塑料的性能、制件的大小、厚薄和流程長短來確定。在塑料熔體黏度較高、壁薄、流程長等情況下，適合采用較高的注射壓力。3）成型時間成型時間是指完成一次注射成型全過程所需的時間。成型時間過長，在料筒中原料因受熱時間過長而分解，制件會因內(nèi)應(yīng)力大而降低機械強度。成型時間過短則會因塑化不完全導(dǎo)致制件易變形。因此，合理的成型時間是保證制件質(zhì)量、提高生產(chǎn)率的重要條件。1.1.3注塑模具的基本結(jié)

14、構(gòu)和分類1注塑模具的基本結(jié)構(gòu)模具基本結(jié)構(gòu)一般分為兩板模（單分型面注射模）、三板模（雙分型面注射模）和熱流道3種。模具結(jié)構(gòu)一般由客戶或者依據(jù)產(chǎn)品來決定的。在這里主要介紹兩板模的結(jié)構(gòu)組成。1）兩板模（單分型面注塑模）注射模具由動模和定模兩部分組成，動模安裝在注射成型機的移動模板上，定模安裝在注射機的固定模板上。在注射成型時動模和定模閉合構(gòu)成澆注系統(tǒng)和型腔。開模時動模與定模分離以便取出塑料制品。如圖1-2所示為典型的兩板模（單分型面注射模）結(jié)構(gòu)，根據(jù)模具中各個部件的作用，一般可將注射模分為以下幾個基本組成部分。1定位圈；2主流道襯套；3定模座板；4定模板；5動模板；6動模墊板；7動模底座；8推出固定

15、板；9推板；10拉料桿；11推桿；12導(dǎo)柱；13型芯；14凹模；15冷卻水通道圖1-2典型的兩板模（單分型面注射模）結(jié)構(gòu)（1）成型部件成型部件由型芯和凹模組成。型芯形成制品的內(nèi)表面形狀，凹模形成制品的外表面形狀。合模后型芯和凹模便構(gòu)成了模具的型腔（如圖1-2所示），該模具的型腔由型芯13和凹模14組成。按工藝和制造要求，型芯或凹模有時由若干拼塊組成，有時做成整體，僅在易損壞、難加工的部位采用鑲件。（2）澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)又稱為流道系統(tǒng)，它是將塑料熔體由注射機噴嘴引向型腔的一組進料通道，通常由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計十分重要，它直接關(guān)系到塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。（3）導(dǎo)向

16、部件為了確保動模與定模合模時能準確對準中心，在模具中必須設(shè)置導(dǎo)向部件。在注射模中通常采用4組導(dǎo)柱與導(dǎo)套來組成導(dǎo)向部件，有時還需在動模和定模上分別設(shè)置互相吻合的內(nèi)、外錐面來輔助定位。為了避免在制品推出過程中推板發(fā)生歪斜現(xiàn)象，一般在模具的推出機構(gòu)中還設(shè)有使推板保持水平運動的導(dǎo)向部件，如導(dǎo)柱與導(dǎo)套。（4）推出機構(gòu)在開模過程中，需要有推出機構(gòu)將塑件及其在流道內(nèi)的凝料推出或拉出。如在圖1-2中，推出機構(gòu)由推桿11和推出固定板8、推板9及主流道的拉料桿10組成。推出固定板和推板用于夾持推桿。在推板中一般還固定有復(fù)位桿，復(fù)位桿在動模和定模合模時使推出機構(gòu)復(fù)位。（5）調(diào)溫系統(tǒng)為了滿足注射工藝對模具溫度的要求，

17、需要有調(diào)溫系統(tǒng)對模具的溫度進行調(diào)節(jié)。對于熱塑性塑料用注射模，主要是設(shè)計冷卻系統(tǒng)使模具冷卻。模具冷卻的常用辦法是在模具內(nèi)開設(shè)冷卻水通道，利用循環(huán)流動的冷卻水帶走模具的熱量；模具的加熱除可用冷卻水通道通熱水或蒸汽外，還可在模具內(nèi)部和周圍安裝電加熱元件。（6）排氣槽排氣槽用于將成型過程中的氣體充分排出。常用的辦法是在分型面處開設(shè)排氣溝槽。由于分型面之間存在有微小的間隙，對于較小的塑件，因排氣量不大，可直接利用分型面排氣，不必開設(shè)排氣溝槽，一些模具的推桿或型芯與模具的配合間隙均有排氣作用，有時不必另外開設(shè)排氣溝槽。（7）側(cè)抽芯機構(gòu)有些帶有側(cè)凹或側(cè)孔的塑件，在被推出以前必須先進行側(cè)向分型，抽出側(cè)向型芯后

18、方能順利脫模，此時需要在模具中設(shè)置側(cè)抽芯機構(gòu)。（8）標準模架為了減少繁重的模具設(shè)計與制造工作量，注射模大多采用了標準模架結(jié)構(gòu)，如圖1-2中的定位圈1、定模座板3、定模板4、動模板5、動模墊板6、動模底座7、推出固定板8、推板9、推桿11和導(dǎo)柱12等都屬于標準模架中的零部件，它們都可以從有關(guān)廠家訂購。2）三板模（雙分型面注塑模）雙分型面注射模具有兩個不同的分型面用于分別取出流道凝料和塑件，與兩板式的單分型面注射模具相比，雙分型面注射模具在動模板與定模板之間增加了一塊可以移動的中間板（又名澆口板），故又稱三板式模具。在定模板與中間板之間設(shè)置流道，在中間板與動模板之間設(shè)置型腔，中間板適用于采用點澆口

19、進料的單型腔或多型腔模具。如圖1-3所示為典型的雙分型面注射模結(jié)構(gòu)簡圖。從圖中可見，在開模時由于定距拉板1的限制，中間板13與定模板14做定距離的分開，以便取出這兩塊板之間流道內(nèi)的凝料，在中間板與動模板分開后，利用推件板5將包緊在型芯上的塑件脫出。雙分型面注射模具能在塑件的中心部位設(shè)置點澆口，但制造成本較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要較大的開模行程。1定距拉板；2彈簧；3限位銷；4導(dǎo)柱；5推件板；6動模板；7動模墊板；8模底座；9推板；10推出固定板；11推桿；12導(dǎo)柱；13中間板；14定模板；15主流道襯套圖1-3三板模（雙分型面注射模）結(jié)構(gòu)3）熱流道注塑模熱流道模具是無流道注射模具（無流道凝料注射模具

20、）的一種，無流道注射模具還包括絕熱流道模具，它們都通過采用對流道加熱或絕熱的辦法來保持從注射機噴嘴到澆口處之間的塑料保持熔融狀態(tài)。這樣在每次注射成型后流道內(nèi)均沒有塑料凝料，這不僅提高了生產(chǎn)率，節(jié)約了塑料，而且還保證了注射壓力在流道中的傳遞，有利于改善制件的質(zhì)量。此外，無流道凝料注射模具還易實現(xiàn)全自動操作。這類模具的缺點是模具成本高，澆注系統(tǒng)和控溫系統(tǒng)要求高，對制件形狀和塑料有一定的限制。如圖1-4所示為熱流道注塑模具。1動模座板；2墊塊；3推板；4推出固定板；5推桿；6動模墊板；7導(dǎo)套；8動模板；9型芯；10導(dǎo)柱；11定模板；12凹模；13支架；14噴嘴；15熱流道板；16加熱器孔道；17定模

21、座板；18絕熱層；19主流道襯套；20定位圈；21注射機噴嘴圖1-4熱流道注塑模具2注塑模具的分類注射模的分類方法很多。例如，可按安裝方式、型腔數(shù)目和結(jié)構(gòu)特征等進行分類，但是從模具設(shè)計的角度上看，按注射模的總體結(jié)構(gòu)特征分類最為方便。除了上述已介紹的幾種模具外，還有帶有活動鑲件的注射模具、帶側(cè)向分型抽芯的注射模具、自動卸螺紋的注射模具、推出機構(gòu)設(shè)在定模一側(cè)的注射模具幾類。1）帶有活動鑲件的注射模具由于塑件的外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無法通過簡單的分型從模具內(nèi)取出塑件，這時可在模具中設(shè)置活動鑲件和活動的側(cè)向型芯或半塊（哈夫塊），如圖1-5所示。開模時這些活動部件不能簡單地沿開模方向與制件分離，而在脫模時必須將

22、它們連同制品一起移出模外，然后用手工或簡單工具將它們與塑件分開。當將這些活動鑲件嵌入模具時還應(yīng)可靠地定位，因此這類模具的生產(chǎn)效率不高，常用于小批量或試生產(chǎn)。1定模板；2導(dǎo)柱；3活動鑲件；4型芯；5動模板；6動模墊板；7模底座；8彈簧；9推桿；10推出固定板；11推板圖1-5帶有活動鑲件的注射模具2）帶側(cè)向分型抽芯的注射模具當塑件上有側(cè)孔或側(cè)凹時，在模具內(nèi)可設(shè)置出由斜銷或斜滑塊等組成的側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，它能使側(cè)型芯作橫向移動。如圖1-6所示為一斜導(dǎo)柱帶動抽芯的注射模具。在開模時，斜銷利用開模力帶動側(cè)型芯橫向移動，使側(cè)型芯與制件分離，然后推桿就能順利地將制品從型芯上推出。除斜銷和斜滑塊等機構(gòu)利用開

23、模力作側(cè)向抽芯外，還可以在模具中裝設(shè)液壓缸或氣壓缸帶動側(cè)型芯作側(cè)向分型抽芯動作。這類模具廣泛地應(yīng)用在有側(cè)孔或側(cè)凹的塑料制件的大批量生產(chǎn)中。1楔緊塊；2斜銷；3斜滑塊；4型芯；5固定板；6動模墊板；7墊塊；8動模座板；9推板；10推出固定板；11推桿；12拉料桿；13導(dǎo)柱；14動模板；15主流道襯套；16定模板；17定位圈圖1-6帶側(cè)向分型抽芯的注射模具3）自動卸螺紋的注射模具當要求能自動脫卸帶有內(nèi)螺紋或外螺紋的塑件時，可在模具中設(shè)置轉(zhuǎn)動的螺紋型芯或型環(huán)，這樣便可利用機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運動或往復(fù)運動將螺紋制品脫出，或者用專門的驅(qū)動和傳動機構(gòu)帶動螺紋型芯或型環(huán)轉(zhuǎn)動，將螺紋制件脫出。自動卸螺紋的注射模具如圖

24、1-7所示，該模具用于直角式注射機，螺紋型芯由注射機合模機構(gòu)的絲杠帶動旋轉(zhuǎn)，以便與制件相脫離。1螺紋型芯；2模座；3動模墊板；4定距螺釘；5動模板；6襯套；7定模板圖1-7自動卸螺紋的注射模具4）推出機構(gòu)設(shè)在定模一側(cè)的注射模具一般當注射模具開模后，塑料制品均留在動模一側(cè)，故推出機構(gòu)也設(shè)在動模一側(cè)，這種形式是最常用、最方便的，注射機的推出機構(gòu)就在動模一側(cè)。但有時由于制件的特殊要求或形狀的限制，制件必須要留在定模內(nèi)，這時就應(yīng)在定模一側(cè)設(shè)置推出機構(gòu)，以便將制品從定模內(nèi)脫出。定模一側(cè)的推出機構(gòu)一般由動模通過拉板或鏈條來驅(qū)動。如圖1-8所示的塑料衣刷注射模具，由于制品的特殊形狀，為了便于成型采用了直接澆

25、口，開模后制件滯留在定模上，故在定模一側(cè)設(shè)有推件板7，開模時由設(shè)在動模一側(cè)的拉板8帶動推件板7，將制件從定模中的型芯11上強制脫出。1模底座；2動模墊板；3成型鑲片；4螺釘；5動模；6螺釘；7推件板；8拉板；9定模板；10定模座板；11型芯；12導(dǎo)柱圖1-8推出機構(gòu)設(shè)在定模一側(cè)的注射模具1.1.4注塑模具設(shè)計的基本流程一套好的模具首先需要高水平的設(shè)計。而一套模具的好壞，牽涉面非常廣，包括對制品工藝性的分析、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計、模具材料的選用、加工方法以及注射機和成型工藝等眾多方面的研究。因此，設(shè)計者除了要有模具方面理論知識和經(jīng)驗外，對設(shè)計前的周詳思考也同樣重要。下面將介紹注塑模具設(shè)計的一般流程。1

26、注塑成型制品的分析（1）明確制品的設(shè)計要求通常，模具設(shè)計人員通過制品的零件圖就可以了解制品的設(shè)計要求。但對形狀復(fù)雜和精度要求較高的制品，就一定要了解制品的使用目的、外觀及裝配要求。（2）明確制品的材質(zhì)塑料材料種類繁多，要確定材質(zhì)以決定收縮率，了解流動性以決定澆口及流道設(shè)計。（3）明確制品的生產(chǎn)批量大批量生產(chǎn)時，為了縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)率，只要制品適宜多型腔成型，通常采用多型腔模具和自動化生產(chǎn)。但應(yīng)該注意，模具中每增加一個型腔，所成型的制品精度將下降4%，因此，在確定型腔數(shù)目時，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)具體情況選出最佳方案。2注射機的技術(shù)規(guī)范進行注塑模設(shè)計時必須掌握現(xiàn)有注射機的有關(guān)技術(shù)規(guī)范，如注射機定位

27、圈的直徑、噴嘴前端孔徑及球面半徑、注射機的最大注射量、鎖模力、注射壓力和注射速度、固定模板和移動模板面積大小及安裝螺孔位置、注射機拉桿間距、模具安裝部位的尺寸、頂出桿直徑及其位置、頂出行程等。3模具結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）確定分型面確定分型面是模具設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，由設(shè)計人員靈活運用，需綜合考慮各項原則，如制品外觀、頂出方式和模具加工等。（2）確定澆注系統(tǒng)流道方式需考慮斷面形狀、分布形式及熱流道、無流道等其他方式。澆口方式種類繁多，因需求而異，需注意澆口是否有外觀要求及流動、平衡、熔接痕、排氣等問題，還應(yīng)注意澆口形式、尺寸是否足以充滿整個制品。（3）確定排氣系統(tǒng)確定排氣系統(tǒng)對保證產(chǎn)品品質(zhì)至關(guān)重要，考慮利用

28、多種形式進行排氣，注意防止產(chǎn)品真空吸附和模具拉不開。（4）確定模具成型零件的結(jié)構(gòu)形式及數(shù)目、排列方式由產(chǎn)品的投影面積、形狀、外觀、精度、加工方式、產(chǎn)量及效益來確定模具成型零件的結(jié)構(gòu)形式及數(shù)目、排列方式。各方面互相協(xié)調(diào)制約，應(yīng)多方面考慮以達到最佳組合。（5）頂出機構(gòu)設(shè)計頂出機構(gòu)有多種方式，如頂桿、頂管、推板、二級頂出、油（氣）壓等，應(yīng)注意脫模平穩(wěn)、模具強度、外觀、功能、冷卻效果。（6）確定側(cè)凹處理方法，進行側(cè)面成型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計靈活運用斜銷、斜滑塊、油（氣）缸、齒輪齒條、強行脫模及其他方式確定側(cè)凹處理的方法，進行側(cè)面成型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計。（7）冷卻裝置設(shè)計冷卻裝置對模具生產(chǎn)影響很大，設(shè)計工作較

29、繁雜，既要考慮冷卻效果及冷卻一致性，又要考慮冷卻系統(tǒng)對模具整體結(jié)構(gòu)的影響。（8）模具工作零件設(shè)計根據(jù)模具材料，做強度剛度計算或依據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定模具各部分厚度及外形尺寸、外形結(jié)構(gòu)及所有連接、定位、導(dǎo)向件的位置。為提高生產(chǎn)效率，應(yīng)盡量考慮采用標準模架。（9）拉料桿形式選擇頂桿、頂管頂出機構(gòu)一般用Z形拉料桿，推板、推塊頂出機構(gòu)一般采用球形拉料桿。4注塑模具的相關(guān)計算（1）型腔型芯工作尺寸的計算。（2）型腔壁厚、底板厚度的確定。（3）模具加熱、冷卻系統(tǒng)的有關(guān)計算。5繪制模具圖要求按照國家制圖標準繪制，但是也可以結(jié)合本廠標準和國家未規(guī)定的工廠習(xí)慣畫法。（1）繪制模具結(jié)構(gòu)總裝圖繪制總裝圖盡量采用1:1的比

30、例，其畫法與一般機械制圖畫法原則上沒有區(qū)別，只是為了更清楚地表達模具中成型制品的形狀和澆口位置的設(shè)置，在模具總裝圖的俯視圖上，可以將定模拿掉，而只畫動模部分。模具總裝圖應(yīng)包括以下內(nèi)容：模具成型部分結(jié)構(gòu)。澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。分型面及分模取件方式。外形結(jié)構(gòu)及所有連接件，定位、導(dǎo)向件的位置。標注型腔高度尺寸（不強求，根據(jù)需要）及模具總體尺寸。輔助工具（取件卸模工具，校正工具等）。按順序?qū)⑷苛慵蛱柧幊?，并且填寫明細表。標注技術(shù)要求和使用說明。（2）繪制全部零件圖由模具總裝圖拆畫零件圖的順序應(yīng)為：先內(nèi)后外，先復(fù)雜后簡單，先成型零件，后結(jié)構(gòu)零件。具體要求如下：圖形要求。一定要按比例畫，允許放

31、大或縮小。視圖選擇應(yīng)合理，投影應(yīng)正確，布置應(yīng)得當。為了使加工專利號易看懂、便于裝配，圖形應(yīng)盡可能與總裝圖一致，圖形要清晰。標注尺寸要求統(tǒng)一、集中、有序、完整。標注尺寸的順序為，先標注主要零件尺寸和出模斜度，再標注配合尺寸，然后標注全部尺寸。在非主要零件圖上應(yīng)先標注配合尺寸，后標注全部尺寸。表面粗糙度。把應(yīng)用最多的一種粗糙度標于圖紙右上角，如標注“其余3.2”。其他粗糙度符號在零件各表面分別標出。其他內(nèi)容。例如零件名稱、模具圖號、材料牌號、熱處理和硬度要求、表面處理、圖形比例、自由尺寸的加工精度、技術(shù)說明等都要正確填寫。校對、審圖。6模具設(shè)計的標準化一套模具由設(shè)計到制造完畢周期較長，因此如何設(shè)法

32、減少繁重的設(shè)計和制造工作量，與縮短生產(chǎn)準備時間和降低造價是有很大關(guān)系的。實踐證明，模具的標準化是達到上述目的的有效措施。標準化包括以下內(nèi)容。（1）整體結(jié)構(gòu)標準化根據(jù)工廠塑料生產(chǎn)用設(shè)備規(guī)格，訂出若干種標準典型結(jié)構(gòu)和外形尺寸，在設(shè)計模具時，僅繪制部分模具零件圖，其余的模具零件圖按標準典型結(jié)構(gòu)制造。這樣，就可以預(yù)測和備料，對縮短設(shè)計和制造周期均有效。（2）常用模具零件標準化凡是能夠標準化的模具零件，均應(yīng)盡量標準化，使模具零件能達到一定的互換性要求。制定出標準規(guī)格，在設(shè)計時應(yīng)盡可能地按規(guī)格選用。（3）通用模架的標準化對于一些形狀簡單、無側(cè)抽芯的一般塑件可以采用標準通用模架生產(chǎn)，特別是對于生產(chǎn)批量小，品

33、種較多、生產(chǎn)急用的塑件的模具，采用通用模架的優(yōu)越性更為突出，這對縮短設(shè)計和制造周期、降低模具成本具有積極作用。1.2UGNX6MoldWizard簡介UGNX6是當今世界上非常先進的面向制造行業(yè)的CAD/CAM/CAE高端軟件。MoldWizard是UG公司提供的、運行在NX6軟件基礎(chǔ)上的一個智能化、參數(shù)化的注塑模具設(shè)計模塊。該模塊專注于注塑模設(shè)計過程的簡單化和自動化，是一個功能強大的注塑模具軟件。它提供了對整個模具設(shè)計過程的向?qū)В箯牧慵难b載、布局、分型、模架的設(shè)計、澆鑄系統(tǒng)的設(shè)計到模具系統(tǒng)制圖的整個設(shè)計過程非常直觀快捷，使模具設(shè)計人員專注于與零件特點相關(guān)的設(shè)計而無須過多關(guān)注繁瑣的模式化設(shè)

34、計過程。注塑產(chǎn)品在汽車、日用消費品、電子和醫(yī)療工業(yè)中占據(jù)著重要的地位。NX6MoldWizard針對注塑模具設(shè)計的一個應(yīng)用過程，型腔和模架庫的設(shè)計都統(tǒng)一到整個過程中。NX6MoldWizard為設(shè)計模具的型腔、型芯、滑塊、提升裝置和嵌件提供高級建模工具，最終快速、方便地建立與產(chǎn)品參數(shù)相關(guān)的三維實體模型，并將其用于加工。NX6MoldWizard用全參數(shù)的方法自動處理在模具設(shè)計過程中耗時且難做的部分，并且產(chǎn)品參數(shù)的改變將會反饋回模具設(shè)計，NX6MoldWizard會自動更新所有相關(guān)的模具部件。NX6MoldWizard的模架庫和標準件庫包含有參數(shù)化的模架裝配結(jié)構(gòu)和模具標準件，其中模具標準件包含滑

35、塊和內(nèi)抽芯，可用參數(shù)控制所選用的標準件在模具中的位置，NX6MoldWizard、NX6Wave和UG主模型的強大技術(shù)組合在一起設(shè)計模具。模具設(shè)計參數(shù)預(yù)置功能允許用戶按照自己的標準設(shè)置系統(tǒng)變量，如顏色、層、路徑及初始公差等。本書介紹的是NX6中的MoldWizard的使用方法。1.3UGNX6MoldWizard功能菜單介紹使用注塑模向?qū)K設(shè)計模具，一般首先進入UGNX6建模模塊，然后選擇標準工具欄上的【開始】【所有應(yīng)用模塊】命令，在顯示的功能選項命令中選擇【注塑模向?qū)А棵?，可以打開如圖1-9所示的【注塑模向?qū)А抗ぞ邫?，其中各功能項介紹如下。圖1-9【注塑模向?qū)А抗ぞ邫诔跏蓟椖浚河脕磔d入

36、需要進行模具設(shè)計的產(chǎn)品零件，載入零件后，系統(tǒng)將生成用于存放布局和型腔、型芯等一系列文件。多腔模設(shè)計：在一個模具中可以生成多個塑料制品的型芯和型腔。模具CSYS：該功能用來設(shè)置模具坐標系統(tǒng)，模具坐標系統(tǒng)主要用來設(shè)定分模面和拔模方向，并提供默認定位功能。收縮率：指因液態(tài)塑料凝固為固態(tài)塑料制品而產(chǎn)生收縮，用于補償零件收縮的一個比例因子。工件：該功能用于定義型腔和型芯的鑲塊體。型腔布局：用于布局同一個模具中安放的多個零件，以合理地安排一模多件。注塑模工具：為了簡化分模的過程，改變型芯、型腔的結(jié)構(gòu)，用于修補各種孔、槽以及修剪補塊的方法。分型：指把毛坯分割成為型芯、型腔的過程，其中包括創(chuàng)建分型線、分型面、

37、型芯和型腔等。模架：用來安放和固定模具的安裝架，并把模具系統(tǒng)固定在注塑機上。標準件：指模具設(shè)計中，用于固定、導(dǎo)向等標準的器件，如螺釘、導(dǎo)向柱、電極和定位環(huán)等。推桿：即頂桿，用于分型時將凝固好的零件體從體腔中頂出?；瑝K和浮升銷：即滑塊抽芯，零件中在出模方向的側(cè)面有時會有凸出和凹入的部分，該部分不能通過拔模生成，因此需要臨時添加一滑塊，在分模前將滑塊抽出，以形成相應(yīng)的型面，然后再順利拔模。鑲塊：零件上的默認特征形狀在正常分模后會導(dǎo)致模具加工困難，通過加入鑲塊減小模具型面的復(fù)雜程度，降低加工模具的成本。澆口：是材料流入凹模和凸模形成的成型腔通道。流道：融化的材料利用流道通過毛坯到達澆口并進入零件成型

38、腔。冷卻：提供冷卻系統(tǒng)的設(shè)計，冷卻系統(tǒng)的作用是防止模具受熱變形，影響零件的設(shè)計精度，同時也可以使零件快速冷卻。電極：一些復(fù)雜型腔和型芯需采用特種加工，如電火花加工，這就需要為它們在毛坯上設(shè)計電極。修剪模具組件：用于修剪鑲塊、電極和標準件以形成型芯或型腔的局部形狀。腔體：有時需要在模具上安裝標準件，這就需要為放置的標準件在模具上預(yù)留空間，型腔設(shè)計工具提供了該功能。物料清單：給出了用于模具系統(tǒng)裝配相關(guān)的零件列表。裝配圖紙：該功能用于自動創(chuàng)建模具的裝配圖。鑄模工藝助理：該功能可以修改式樣及型芯盒的模型和工具特征，以用于創(chuàng)建澆鑄和工具設(shè)計。視圖管理器：用于控制裝配結(jié)構(gòu)部件在屏幕上的顯示。刪除文件：用于

39、刪除模具項目中不再被使用的部件文件。1.4UGNX6模具設(shè)計的基本過程注塑模向?qū)K的設(shè)計過程遵循了模具設(shè)計的一般規(guī)律，其過程是：分步選擇【注塑模向?qū)А抗ぞ邫诘母鱾€選項，進入其所對應(yīng)的設(shè)計對話框，在對話框中選擇相關(guān)設(shè)計步驟，并設(shè)置各個零部件的參數(shù)，再逐個創(chuàng)建和組裝零部件，進而構(gòu)建模具結(jié)構(gòu)。下面給出采用UGNX6MoldWizard進行模具設(shè)計的一般過程，如圖1-10所示。圖1-10UG模具設(shè)計基本過程1.4.1加載產(chǎn)品和項目初始化加載產(chǎn)品和項目初始化是使用注塑模向?qū)нM行設(shè)計的第一步，在初始化過程中，MoldWizard將自動產(chǎn)生組成模具必需的標準元素，并生成默認裝配結(jié)構(gòu)的一組零件圖文件。其操作

40、流程如下：單擊【注塑模向?qū)А抗ぞ邫谥械摹境跏蓟椖俊堪粹o，彈出如圖1-11所示的【打開部件文件】對話框，選中要加載的產(chǎn)品，單擊OK按鈕即可彈出【初始化項目】對話框，如圖1-12所示，單擊【確定】按鈕，即可把該產(chǎn)品的三維實體模型加載到模具裝配結(jié)構(gòu)中。圖1-11【打開部件文件】對話框圖1-12【初始化項目】對話框1.4.2定義模具體系模具設(shè)計需要確定模具的分模面和頂出方向，這是由模具坐標系的位置和方位確定的。注塑模向?qū)K規(guī)定XC-YC平面為模具裝配的主分型面，坐標原點位于模架的動、定模接觸面的中心，+ZC方向為頂出方向。因此定義模具坐標系必須考慮產(chǎn)品的形狀。模具坐標系功能就是把當前產(chǎn)品裝配體的工

41、作坐標系原點平移到模具絕對坐標原點上，使絕對坐標原點在分模面上。具體應(yīng)用時應(yīng)先用主菜單上的WCS菜單來重新定位產(chǎn)生零件的坐標，然后把坐標從坐標原點移到分模面上，然后單擊【注塑模向?qū)А抗ぞ邫谥械摹灸＞逤SYS】按鈕，彈出如圖1-13所示的【模具CSYS】對話框，單擊【確定】按鈕，產(chǎn)品裝配體工作坐標原點將平移到模具絕對坐標原點。1.4.3編輯收縮率塑件一般在冷卻定型后其尺寸會小于相應(yīng)部位的模具尺寸，所以設(shè)計模具時，必須把塑件的收縮率補償?shù)侥＞叩南鄳?yīng)尺寸中去，以得到符合尺寸要求的塑件。收縮率一般以1/1000為單位或以百分率表示，收縮率的大小因材料的性質(zhì)、填充料或強化材料的比例而改變，同一型號的材料

42、也會因成型工藝的不同而引起收縮率發(fā)生改變。單擊【注塑模向?qū)А抗ぞ邫谥械摹臼湛s率】按鈕，彈出如圖1-14所示的【比例】對話框，選擇合適的收縮率類型和數(shù)值即可。圖1-13【模具CSYS】對話框圖1-14【比例】對話框1.4.4設(shè)定工件工件是用來生成模具型腔和型芯的毛坯實體，所以其尺寸在零件外形尺寸的基礎(chǔ)上各方向都增加了一部分尺寸。單擊【注塑模向?qū)А抗ぞ邫谥械摹竟ぜ堪粹o，彈出如圖1-15所示的【工件】對話框，可以在其中設(shè)置所選毛坯的尺寸。圖1-15【工件】對話框1.4.5型腔布局型腔布局工具主要運用在“一模多腔”模具的自動布局上，如果同一個產(chǎn)品需要進行多腔排列，只需一次載入產(chǎn)品模型即可。單擊【注塑模向?qū)А抗ぞ邫谥械摹拘颓徊季帧堪粹o，彈出如圖1-16所示的【型腔布局】對話框，在對話框中可以實現(xiàn)以下功能：型腔排列方式的設(shè)置。型腔數(shù)目的設(shè)置。型腔的定位。圖1-16【型腔布局】對話框1.4.6分型分型是基于塑料產(chǎn)品模型對毛坯工件進行的加工分模，