上海ug模具設(shè)計(jì)培訓(xùn)復(fù)雜形狀塑料制品的模具設(shè)計(jì)

1、上海ug模具設(shè)計(jì)培訓(xùn)、復(fù)雜形狀塑料制品的模具設(shè)計(jì) 摘要： 以手機(jī)上蓋制品為例，按照現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法的一般過(guò)程，綜合運(yùn)用Moldflow軟件進(jìn)行塑料流動(dòng)分析和UG軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，得到了合理的注射工藝參數(shù)和優(yōu)化的模具結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法相比，現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法提高了模具設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確率，縮短了模具設(shè)計(jì)和制造周期，提高生產(chǎn)效率，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 模具工業(yè)是制造業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。近年來(lái)，隨著模具工業(yè)的飛速發(fā)展，CADcAMcAE技術(shù)逐漸應(yīng)用于模具（上海機(jī)械設(shè)計(jì)培訓(xùn)）工業(yè)，效果良好，受到企業(yè)的青睞。為滿足模具工業(yè)專業(yè)性要求，軟件廠商針對(duì)各類模具的特點(diǎn)推出功能完善、操作簡(jiǎn)便的CADCAMCA

2、E專用系統(tǒng)。模具設(shè)計(jì)擺脫了以往傳統(tǒng)的紙質(zhì)設(shè)計(jì)和以個(gè)人經(jīng)驗(yàn)為主的判斷，轉(zhuǎn)向了現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法。這里以手機(jī)上蓋制品為例，系統(tǒng)介紹了運(yùn)用UG和Moldflow軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的方法和步驟。 1 模具設(shè)計(jì)流程 模具設(shè)計(jì)流程如圖1所示，各項(xiàng)設(shè)計(jì)工作將按照流程進(jìn)行。 2 三維實(shí)體建模 利用UG軟件的曲線、曲面及實(shí)體造型功能，根據(jù)產(chǎn)品主要特征建立特征曲線，通過(guò)拉伸、旋轉(zhuǎn)和布爾運(yùn)算，形成產(chǎn)品的主要結(jié)構(gòu)特征，獲得手機(jī)上蓋制品的實(shí)體三維模型，如圖2所示。 3 模擬流動(dòng)分析 將做好的三維模型通過(guò)STL文件轉(zhuǎn)換格式導(dǎo)人到Moldflow 中進(jìn)行模擬流動(dòng)分析。對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分并選擇好成型材料。制件是一個(gè)材質(zhì)為ABS的

3、上蓋，要求外表面美觀，不能有明顯的流痕以及澆口痕等。綜合考慮制件用途、裝配要求、以及模具制造工藝性等。 Moldflow分析后生成最佳澆口位置，橢圓區(qū)域?yàn)樽罴训臐部谖恢脜^(qū)域，澆口設(shè)在該區(qū)域可以保證注塑過(guò)程的熔體流動(dòng)的平衡性。其中橢圓區(qū)域中心黑點(diǎn)為最佳澆口點(diǎn)。 經(jīng)Moldflow分析得到填充時(shí)間結(jié)果，得出手機(jī)上蓋在0691 S時(shí)間內(nèi)完成熔體的填充。從填充時(shí)間的結(jié)果上看，手機(jī)上蓋的下端首先充滿，上端隨后充滿，時(shí)間上相差02 S。 經(jīng)Moldflow分析，得出鎖模力與時(shí)間曲線關(guān)系如圖5所示。由圖5可知，最大鎖模力為1686kN。出現(xiàn)在在0930 S。 經(jīng)Moldflow分析，得出注射壓力與時(shí)間關(guān)系如

4、圖6所示。從圖6可知，澆口位置壓力曲線表達(dá)了澆口處在注射、保壓、冷卻整個(gè)過(guò)程中的變化，最大注射壓力為722 MPa，出現(xiàn)在0626 S。 在產(chǎn)品的填充階段，熔體前鋒流速的不一致會(huì)造成產(chǎn)品的翹曲，而且熔體前鋒區(qū)域流速差異越大，產(chǎn)品成型中表明應(yīng)力和分子趨向問(wèn)題（上海cad培訓(xùn)）就更嚴(yán)重。經(jīng)Moldflow分析得到的推薦的螺桿速度曲線(如圖7)能夠保證熔體前鋒流速的一致性。因此利用得到的推薦的螺桿速度曲線，可以減少產(chǎn)品不均勻的表明應(yīng)力問(wèn)題和翹曲現(xiàn)象。 經(jīng)Moldflow 分析從而可優(yōu)化模具設(shè)計(jì)、優(yōu)化注塑機(jī)參數(shù)設(shè)置、提高制件生產(chǎn)之類的穩(wěn)定性。并為制件設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、注塑生產(chǎn)等整個(gè)過(guò)程提供了非常有價(jià)值的

5、信息和建議，使制件具有更好的工藝性。 4 模具設(shè)計(jì) 利用Moldflow分析、確定好模具的澆口等位置后，可利用UG軟件中的Moldwizard模塊進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 41 分型設(shè)計(jì) 分模前的準(zhǔn)備：模具設(shè)計(jì)的第一步是調(diào)用零件并創(chuàng)建手機(jī)外殼的塑件，創(chuàng)建毛坯，毛坯可使用的尺寸是由Moldwizard自動(dòng)計(jì)算塑件(經(jīng)收縮率計(jì)算之后的塑件)的最大外形尺寸，自動(dòng)計(jì)算塑件(經(jīng)收縮率計(jì)算之后的塑件)的最大外形尺寸，增加一定的余量(考慮模塊的力學(xué)性能要求，按經(jīng)驗(yàn)值給定)。給出一個(gè)默認(rèn)的模塊大小。在后面的設(shè)計(jì)過(guò)程中，將利用Moldwizard分模功能在毛坯的基礎(chǔ)上生成模具的型芯和型腔。分模處理是Moldwizar

6、d模具設(shè)計(jì)的核心部分。這個(gè)過(guò)程主要由以下3個(gè)步驟組成。 (1)識(shí)別分模線或自然分模輪廓正確的分模線其投影應(yīng)位于塑件在模具頂出方向(Ze)上的最大截面處，這樣的分模線才能使塑件從模具中順利脫模。一般情況下，Moldwizard能夠自動(dòng)準(zhǔn)確地識(shí)別分模線。但是，在一些情況下(比如塑件的CAD模型存在缺陷，或CAD模型太過(guò)復(fù)雜)，Moldwizard不能很好地識(shí)別，對(duì)于這種情況，Moldwizard也為用戶提供了手動(dòng)識(shí)別的功能，以使分模線正確無(wú)誤。 (2)由分模線生成分模面正確地找出分模線以后，利用這些分模線來(lái)生成分模面。將利用這些分模面來(lái)修剪毛坯工件，從而生成模具的型芯和型腔。 由分模線生成分模面的

7、方法有很多：延伸(Extrude)、邊界平面(Bounded Plane)、掃描(Swept)和延展曲面(Enlarged Surface)等。需說(shuō)明的是，本例分模線不在同一曲面上，應(yīng)先將分模線分段，然后利用以上方法對(duì)各段進(jìn)行生成分模面處理，最后由各段分模線生成的分模面進(jìn)行縫合，產(chǎn)生一個(gè)完整的分模面。 (3)開(kāi)始分模開(kāi)始分模前，用戶必須確定模型已被修補(bǔ)完整。例如手機(jī)外殼上分布了很多通孔，用來(lái)給手機(jī)鍵盤(pán)和屏幕的安裝保留空間。這些通孔在分模前需要被修補(bǔ)，從而產(chǎn)生修補(bǔ)面。如果不加以修補(bǔ)，系統(tǒng)將無(wú)法決定這些通孔是由型腔部分還是由型芯部分生成。本例中，通孔由型芯部分生成。隨后，Moldwizard將會(huì)從

8、手機(jī)外殼的CAD模型上提取出兩部分面，手機(jī)外殼的外表面將作為型腔面，其內(nèi)表面將作為型芯面，并分別與分模線創(chuàng)建的分模面及相應(yīng)的修補(bǔ)面結(jié)合在一起，然后對(duì)毛坯工件進(jìn)行修剪，最終生成模具的型腔和型芯。 42 模架、澆口和流道及標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì) 從模架庫(kù)中選擇HASCOE系列標(biāo)準(zhǔn)模架，UG系統(tǒng)加載模架結(jié)構(gòu)。在加載模架過(guò)程中，分型面的位置不正確，應(yīng)采用UG的裝配功能進(jìn)行調(diào)整，確定正確的位置。還可以利用模架管理多模架結(jié)構(gòu)各種參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使其符合實(shí)際要求。 在Moldwizard中，澆口和流道操作可以很方便地創(chuàng)建常見(jiàn)的澆口和流道形式，設(shè)計(jì)時(shí)可以直接調(diào)用已有的澆口，也可以自己定義和創(chuàng)建澆口。UG將澆口和流道當(dāng)作一

9、個(gè)零件來(lái)管理，可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)澆口的參數(shù)進(jìn)行修改，由于UG設(shè)計(jì)中各個(gè)零件之問(wèn)的關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)，局部的改變，整體會(huì)隨之變化，并一個(gè)保存，這很便于模具的設(shè)計(jì)及修改。還可依據(jù)Moldflow 中的分析，設(shè)置創(chuàng)建好流道和澆口。 利用添加標(biāo)準(zhǔn)件功能，選擇標(biāo)準(zhǔn)零件的規(guī)格，包括定位圈、澆口套、頂桿、嵌件、復(fù)位桿和滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等。而后利用（上海pro/e設(shè)計(jì)培訓(xùn)）建腔功能為定位圈、澆口套、頂桿、嵌件、復(fù)位桿和滑塊抽芯機(jī)構(gòu)建腔。最后得到模具設(shè)計(jì)結(jié)果如圖： 5 結(jié)束語(yǔ) 采用UG Moldwizard進(jìn)行分模，減少了計(jì)算量(如收縮率等)，將設(shè)計(jì)者從繁重的工程制圖中解放出來(lái)；將型芯、型腔的設(shè)計(jì)和模架庫(kù)有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，Moldwizard為型腔、型芯、。滑塊和嵌件等的建立提供了高級(jí)建模工具，方便、快速地提供相關(guān)聯(lián)的三維實(shí)體結(jié)果。利用Moldflow進(jìn)行模擬分析，減少了試模、修模的次數(shù)，縮短了模具設(shè)計(jì)與制