基于UG 5.0的台灯罩注塑模具设计

【摘 要】本设计以台灯罩注塑模具为实例，针对模具工业中注塑产品的模具集成化设计，详细介绍了台灯罩塑件设计、模具设计及其成型模具的型芯和型腔设计，为实际生产、加工提供了良好的参照.本设计是软件ug辅助设计与加工在模具产业中的应用实例，实现了缩短注塑模具的设计和制造周期，降低产品的研发成本，提高公司快速响应市场变化的能力。

【关键词】台灯罩；UG；模具；型芯；型腔

在现代社会中，CAD/CAM模具加工技术已经被广泛运用到模具加工过程中，模具CAD/CAE/CAM一体化技术正在逐渐成为模具设计和模具制造过程的关键性核心部分。UG作为CAD/CAE/CAM/CAQ的集成系统，在经历了几年的飞速发展之后，已经具有了大容量的数据处理能力和稳定的性能、多样性的设计功能，已被广泛应用于汽车、航空、医学、设计、家电、机械等许多行业中[1]。此次设计应用了软件UG 5.0的建模和模具加工、辅助系统设计，并以此应用于注塑模具的自动设计专业应用模块。

一、UG模具特点

UG采用面对对象的统一数据库和参数化造型技术，具备基础设计、概念设计和详细设计的功能，为模具的集成制造提供了优良的平台。在初步完成塑件产品的三维模型后，即可同时进行注塑模具的结构设计、工程图设计、模具辅能分析，最后，在对模具设计过程中所有的修改可自动反映到数据库，大大减少设计、数控编程的时间。

UG的注塑模具设计模块提高了三维模具设计各种工具，可辅助设计人员由产品的三维模型建立模具，装配模型，设计分型面、浇注系统和冷却系统等完成模具成型（凹模和凸模）部分的设计，并且提供了模具标准件库和标准模架库，完成顶出机构与模具总体装配设计。

UG所具有的辅助加工模块能够为模具设计提供关于工艺性文件的优化配置，例如选择切削的类型、走刀路线，进行切削深度、切削速度、刀具的直径、切削宽度的设置。此辅助模块中模块的内置工艺数据库会快速自动计算出模具加工过程中所需要的其他参数，不仅可以模拟切削的全过程，同时，还可以提示是否具有干涉现象以及过切的区域，这其中还包括了刀具和刀柄对注塑模件的过切以及夹具的过切等。

二、台灯罩模具加工

在UG 5.0模具设计模块中不仅可以创建、修改和分析模具原件及其组件，而且还可以根据模型设计过程中的变化对模具所有参数进行及时更新，从而保证了注塑模具成型数据的完整性、统一性和准确性，下面介绍本次设计利用UG 5.0模具设计的过程。

1.项目初始化设置

在【模具向导】工件条中，通过选择【打开部件文件】对话框中选择目标零件确认，系统弹出【投影初始化】对话框，通过该对话框可以完成项目初始化的绝大部分设置工作。投影单位默认为“毫米”单位，由于所选用制作塑料为超不碎胶ABC，因此设置其收缩率为1.006。

2.定义工件

工件表示直接参与熔料的模具元件的总和，为模具中的型芯和型腔部分，所以其尺寸在零件外形尺寸的基础上各方向都会增加一部分尺寸，即所谓的毛坯尺寸。

单击【注塑模向导】工具栏中的【工件】按钮，打开“工件尺寸”对话框，进行工件尺寸基本参数的设定。对于台灯罩选用“标准长方体”，定义方式选定“距离容差”，工件尺寸：X向长度为80，Y向长度为80，Z向下移为10，Z向上移为50。

3.创建分型面

塑料是在模具型腔内凝固成型，变成模具，为了将塑件取出，就必须把模具型腔打开之后，型腔就沿着分型面被分割开来，这就是所谓的模具分型过程。分型面是指将模具型腔分开以便取出制品的分离面，即上、下模的接触面，在模具设计过程中要根据实际情况定义分型面。

所谓的注塑模具的分型面是指创建模具型芯、型腔的分型片体。注塑模具分型面的形状设计和位置选择是否合理，会直接关系到模具的复杂程度，制件的质量、模具的工作状态和操作的方便程度，因此分型面的设计是模具设计中最重要的一步。

创建分型面主要应用工具由以下几个工具按钮组成：（1）创建分型线。（2）抽取。（3）片体缝合，修剪和延伸等。

在建立分型面时先将台灯罩灯头螺纹孔部分补好，注意作为侧抽的孔需要采用实体补孔；分型面通过分型线建立，如果分型线不是平滑的曲线，那么就要建立分型导引线，以此建立连续的分型面，防止分型时无法分割。在建立型腔/型芯前先保证将型腔面和型芯部分分别选择完整。当零件面较多且复杂，要手动选择，创建型腔/型芯。

4.创建型芯和型腔

当分型面设计完成和提取区域后，就可以进行型芯和型腔块设计。型芯/型腔功能可将修剪片体链接到型芯和型腔组件，并修剪型芯和型腔块。

单击“分型管理器”对话框中的【创建型腔和型芯】按钮，打开“型芯和型腔”对话框，单击【创建型腔】按钮，打开“选择型腔片体”对话框。单击对话框中的【确定】按钮，系统进行型腔创建，并打开“查看分型结果”，单击【确定】按钮，完成“型腔”的创建。

单击“型芯和型腔”对话框中的【创建型芯】按钮，打开“选择型腔片体“对话框，按照创建型腔的步骤得到“型芯”。

三、辅助系统设计

在完成注塑模具分型设计后，为完成完整的模具设计，需要设计一些辅助系统，包括添加模架和顶杆、以及浇注系统设计、创建腔体等工作。

1.添加模架

单击“注塑模向导”工具栏上的【模架】按钮，打开“模具管理”对话框，进行成型镶件参数设置，然后单击【确定】按钮，系统将加载装配模架。

2.添加顶杆

该零件中有两个内侧抽是为了与台灯头及电源导引线配合而设计的，这里通过在模具上设置直顶杆来实现成型，在装配过程中要注意坐标系的设置方向。在“标准件管理”对话框中，目录选择“米制标准件”，在标准件列表中选择“直顶杆”。

使用“点”对话框中的点捕捉功能，在设置顶杆位置，系统将自动加载和引用顶杆。然后单击“注塑模向导”工具栏中的【顶杆】按钮，单击“顶杆后处理”对话框，如图22所示。在“顶杆后处理”对话框中选中【片体修剪】、“选择步骤”区域中单击【目标体】按钮，在建模窗口中选择刚才创建的顶杆。接着，单击对话框中的“选择步骤”区域中的【工具片体】按钮，而其它选项则选择为默认，单击【确定】按钮，系统将顶杆修剪至分型面。

3.浇注系统设计

浇注系统设计是注射模具设计中最重要的问题之一。浇注系统是引导塑料熔体从注塑机喷嘴到模具型腔位止的一种完整通道。它具有传质和传压的功能，对塑件质量具有决定性的影响。他的设计合理与否，影响着制品的质量、模具的整体结构及工艺操作的难易程度。

（1）添加定位圈

单击“注塑模向导”工具栏中的【标准部件】按钮，打开“标准部件管理”，在“标准部件管理”对话框中的“目录”下拉菜单中选择“DME―MM”，在标准件列表中选择Locating Ring[With Screw]（带螺钉的定位圈），单击【应用】按钮，系统在模架中自动添加定位圈。

（2）添加浇口套

在“标准部件管理”对话框中的“目录”下拉菜单选择“DME―MM”，在“目录”下拉菜单中选择“HASCO__MM（分类中的默认值）”，在“分类”标准件列表中选择标识为“浇口套”的部件，单击【应用】按钮，加载浇口套。

（3）创建浇注系统

将CORE部件转换为工作部件，同时隐去其他非工作部分，单击“注塑模向导”工具栏中的【流道】按钮，打开浇注系统对话框。首先定义引导线串，因本例是1腔，可用图样中选1腔，单击【确定】按钮。使用浇口命令创建浇口。

4.创建腔体

单击“注塑模向导”工具栏【创建腔体】按钮，打开“腔体”对话框，在该对话框中单击【目标】按钮，选择模具的模板、型芯和型腔为目标体。单击该对话框中的【刀具】按钮，选择定位圈、交口套、顶杆、复位杆为工具体，单击【确定】按钮，创建腔体。隐藏除定板之外的其他部件，可显示出在定板上已创建了的台灯罩模具的腔体。

本次设计主要是针对台灯罩结构设计与模具设计，模具分型比较容易，采用一模一腔的方式进行分模。再设计完成尺寸后可以直接进行分腔。在注塑模具的整个三维过程，分模是一个非常关键的步骤，既要有UG Mold Wizard相关模块的灵活运用，还需丰富的设计经验，从而制定出利用UG Mold Wizard进行模具分模的方法与步骤。