目录 摘要 绪论……………………………………………………………………………………1 第1章产品结构及注塑工艺分析……………………………………………………6 1.1分型面的选择……………………………………………………………………6 1.2型腔布局…………………………………………………………………………7 1.3浇注系统设计……………………………………………………………………7 1.3.1主流道设计………………………………………………………………………7 1.3.2主流道衬套设计………………………………………………………………7 1.3.3定位环设计……………………………………………………………………8 1.4冷却系统设计……………………………………………………………………8 1.5推出机构设计……………………………………………………………………8 第2章产品造型设计…………………………………………………………………10 第3章连接座注塑模具设计…………………………………………………………14 3.1装载产品………………………………………………………………………14 3.2模具坐标系………………………………………………………………………15 3.3设定收缩率………………………………………………………………………15 3.4设定工件…………………………………………………………………………16 3.5零件修补…………………………………………………………………………16 3.6分型………………………………………………………………………………17 3.7添加模架…………………………………………………………………………20 3.8添加标准部件……………………………………………………………………22 3.9冷却系统设计……………………………………………………………………23 3.10浇注系统设计…………………………………………………………………27 3.11成型部件修剪…………………………………………………………………27 3.11.1小型芯修剪…………………………………………………………………27 3.11.2大型芯修剪…………………………………………………………………28 3.11.3型腔修剪……………………………………………………………………30 3.12建腔……………………………………………………………………………31 3.12.1型腔板建腔…………………………………………………………………31 3.12.2浇注系统建腔………………………………………………………………32 3.12.3冷却系统建腔………………………………………………………………32 3.12.4型芯固定板和推件板建腔…………………………………………………32 3.13添加螺钉………………………………………………………………………32 第4章模具结构的虚拟装配及二维工程图…………………………………………34 第5章模具零件清单导出……………………………………………………………36 结束语………………………………………………………………………………37 致谢…………………………………………………………………………………39 参考文献………………………………………………………………………………40 附录………………………………………………………………………………… 2、UG在注塑模具设计中的应用 （1）UG3.0/Mold Wizard模块 注塑产品在汽车，日用消费品，电子和医疗工业中占据着重要的地位。UG3.0/Mold Wizard是针对注塑模具设计的一个过程应用，型腔和模架库的设计统一到整个连接过程中。UG3.0/Mold Wizard为设计模具的型腔型心滑块提升装置和嵌件提升高级建模工具，最终目的是快速方便地建立与产品参数相关的三维实体模具，并将之用于加工。 UG3.0/Mold Wizard用全参数的方法自动处理在模具设计中耗时且难做的部分，并且产品参数的改变将会反馈回模具设计，UG3.0/Mold Wizard会自动更新所有相关的模具部件。 UG3.0/Mold Wizard的模架库及其标准件库包含有参数化的模架装配结构和模具标准件，其中模具标准件包括滑块和内抽芯，可用参数控制所选用的标准件在模具中的位置，UG3.0/Mold Wizard与如UG3.0/Wave和U
nigraphics主模型的强大技术组合在一起设计模具。模具设计参数预设置功能允许用户按照自己的标准设置系统变量，比如颜色，层，路径和初始公差等。UG3.0/Mold Wizard具备以下优点：一、过程自动化；二、易于使用；三完、全相关性。 （2） UG三维技术在模具设计及改进中的应用 近年来，随着三维CAD技术的飞速发展，使其在机械工程领域的应用越发广泛。UG是个基于特征化的，全参数化的辅助设计软件，它能实现CAD,CAE,CAM等各种功能，涵盖机械设计各个领域，在机械产品的设计制造及改进过程中起着重要作用。 采用UG软件技术，有助于解决零部件从设计到生产所出现的技术问题，以达到缩短产品开发周期、降低生产成本以及优化产品性能等目的。UG不仅在机械设计制造中有重要应用，除此以外，它有许多特点非常适用于模具的设计及改造： 比如直接建模能够在已有特征上快速建模，有利于模具的结构改动，参数化设计能快速改动设计尺寸，可避免繁琐的尺寸计算；几何关系联接能快速建立装配零件间的对应关系，使一些零件随关键零件的改动而改动，实现“牵一发，而动全22身”的效果；精确的干涉检查，尺寸测量能让设计人员第一时间知道零件间的装配关系，了解设计的效果，避免实际装配中的干涉；简便的三维二维转换及出图功能能快速完成零件图的绘制，可以减少重复劳动，缩小设计周期； UG强大功能在模具快速改造中有着重要应用。 （三）关于连接座注塑模具设计 1连接座模具设计思路 通过观察分析可知，该连接座产品结构简单，用于该产品生产的注塑模具结构亦不复杂。本设计中，遵循模具设计的一般步骤，利用UG3.0进行三维造型和注塑模具设计，重点体现了UG3.0中Mold Wizard模块在注塑模具设计中的应用。 该连接座注塑模具设计的思路为：搜集整理有关资料，通过二维图对零件进行结构和工艺分析，利用UG NX3.0对连接座零件进行三维造型，并导出二维图；分析塑件结构及工艺特点，大致确定模具设计方案，然后利用UG NX3.0的Mold Wizard模块进行注塑模具的设计；最后，对模具结构进行虚拟装配，并导出二维工程图。 2连接座模具设计进度 （1）了解UG3.0的功能特点及目前国内外模具发展现状，所用时间为10天； （2）查阅资料，据零件二维图分析其结构，并确定设计方案，所用时间为20天； （3）利用UG NX3.0进行连接座产品三维模型设计，并导出二维工程图，所用时间为5天； （4）利UGNX3.0的Mold Wizard模块进行连接座注塑模具的设计，所用时间为15天 （5）对模具进行虚拟装配，导出二维工程图以及材料清单等，所用时间为5天。 设计要求： 1．材料：ABS； 2．生产批量：中等批量； 3．未注公差取MT5级精度。 此零件既有通孔又含侧孔，但这一类侧孔可直接在开模方向上成型，不需要侧抽芯，所以此套模具结构比较简单，成型零件的设计主要考虑型心的嵌入式处理，也不太复杂。根据零件的结构特点，拟定如下工艺方案进行比较分析。 1.1分型面的选择 分型面是指模具闭合时动模和定模相配合的接触平面，也叫做合模面。模具设计开始的第一步就是选择分型面的位置。 分型面有多种形式，常见的有水平分型面、阶梯分型面、斜分型面、锥分型面和异型分型面。分型面的选择受塑件形状、壁厚、成型方法、后处理工序、塑件外观、塑件尺寸精度、塑件脱模方法、模具类型、型腔数目、模具排气、嵌件、浇口位置与形式以及成型机的结构等的影响，其选择原则是：塑件脱出方便，模具结构简单型腔排气顺利确保塑件质量无损塑件外观设备利用合理。 本连接座产品结构简单，整体尺寸不大，但轴向型心包紧力大，根据分型面的确定原则，综合考虑，该连接座模具分型面应设在零件最大截面处，塑料包紧大型心并留在动模一侧。 1.2型腔布局 方案一：塑件中等尺寸，批量不大，采用一模一件可以降低模具成本。 方案二：一模两件对称布置，生产效率较高，但模具尺寸偏大，制造成本较一模一件高。 方案三：一模四件对称布置，生产效率较高，但模具尺寸更大，制造成本较高。 通过以上三种方案的分析比较，根据经济合理的原则，选择方案一最合适。 1.3浇注系统设计 浇注系统就是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔为止的塑料熔体的流动通道，它在模具中占有非常重要的地位，其设计合理与否直接对制品的的成型起到决定的作用。 浇注系统一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。当熔融塑料通过浇注系统流入模具的型腔时，塑料首先进入主流道，而后进入分流道，最后通过浇口进入型腔。其作用是使塑料熔体平稳且有顺序地填充到型腔中，并在填充和凝固过程中把压力充分传递到各个部位，以获得组织紧密、外形清晰的塑料制件。设计原则是：（1）排气良好（2）流程短（3）防止型心和嵌件变形（4）整修方便（5）防止塑件翘曲变形（6）合理设计冷料穴或溢料槽（7）浇注系统的断面积和长度应尽量取小值。 1.3.1主流道设计 该模具中主流道设计过程中应主要考虑以下几方面问题：（1）主流道截面积的大小最先影响塑料熔体的流速和充模时间，必须恰当设计主流道截面积直径，通常，主流道进口端的截面直径约取4～8mm，熔体流动性好且制品较小时，直径可设计得小一些；反之则设计得大一些。本设计中取2mm（2）为便于取出主流道凝料，主流道应呈圆锥形，锥角约取2～4流动性差的塑料可取到6～10。（3）主流道出口端应有圆角，圆角半径R约取0.3～3mm或取0.125D2。（4）主流道表壁的表面粗糙度应小于Ra0.63～1.25m（5）在保证制品成型的条件下，主流道长度应尽量短，以减小压力损失和废料量。（6）主流道进口端与喷嘴头部接触应做成凹下的球面，以便与喷嘴头部的球面半径匹配，否则容易造成漏料，给脱卸主流道凝料造成困难。通常要求主流道进口端凹下的球面半径要比喷嘴球面半径大1～2mm，凹下深度约3～5mm。 1.3.2主流道衬套设计 由于注塑成型时主流道要与高温塑料熔体和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，所以一般都不将主流道直接开在定模上，而是将它单独开设在一个嵌套中，然后将此嵌套再嵌入定模内，该嵌套称为主流道衬套（或浇口套）。采用主流道衬套以后，不仅对主流道的加工和热处理以及衬套本身的选材等工作带来很大方便，而且在主流道损坏后也便于修磨或更换。 1.3.3定位环设计 定位环与注塑机定模固定板中心的定位孔相配合，其作用是为了使主流道与喷嘴和料筒对中，除了将定位环与主流道衬套设计成整体结构之外，也可设计单个的定位环形式。 方案一：采用侧浇口，从分型面进料，主流道过长，造成塑料的浪费，同时主流道偏离模具中心，造成压力中心偏移。 方案二：采用轮辐式浇口，从塑件上端孔进料，加工简单，浇口容易去除，不影响塑件外观，模具结构简单。 通过对以上两种设计方案的分析比较，采用第二种方案较好。 1.4冷却系统设计 注塑模具温度调节是采用加热或冷却方式来实现的，以确保模具温度在成型要求的范围之内。就本连接座模具而言，需要设计冷却系统。 冷却系统的设计原则为： （1）在保证模具材料有足够的机械强度的前提下，冷却水道尽可能设置在靠近型腔（型心）表面。 （2）在保证模具材料有足够的机械强度的前提下，冷却水道应安排的尽量紧密。 （3）冷却水道的直径应优先采用大于8mm，并且各个水道的直径应尽量相同，避免由于因水道直径不同而造成的冷却液流速不均。 （4）冷却液在出入口处的温差，一般希望控制在5°C以下，而精密成型模具，多型腔模具的出入口温差则要求控制在2～3°C以下，冷却水道长度在1.2～1.5米以下。 （5）冷却液在模具汇总的流速，以尽可能高一些为好，但就其流动状态来说以湍流为佳。 （6）制品较厚的部位应特别加强冷却。 （7）要充分考虑所用的模具材料的热传导率。 该连接座产品结构简单，整体尺寸不大，可采取仅在型腔部位建造冷却管道，用水冷却即可。结合产品特点，冷却管道直径采用M8，建设在型芯四周，足以满足冷却要求。冷却系统标准部件可以从UG标准件库中选龋 1.5推出机构设计 在注塑成型的每一循环中，塑件必须由模具型腔中取出，完成取出塑件这个动作的机构就是顶出机构，也称为脱模机构。其设计原则为：（1）顶出机构的运动要准确可靠灵活，无卡死现象，机构本身要有足够的刚度和强度，足以克服脱模阻力。（2）保证在顶出过程中塑件不变形（3）顶出力的分布应尽量靠近型心，且顶出面积应尽可能大，以防塑件被顶坏。（4）顶出力应作用在不易使塑件产生变形的部位，尽量避免使顶出力作用在塑件平面的位置上。（5）若顶出部位需设在塑件使用或装配的基准面上时，为不影响塑件尺寸和使用，一般使顶杆与塑件接触部位处凹进塑件0.1mm左右，而顶出杆端面则应高于基准面，否则塑件表面会出现突起，影响基准面的平整和外观。 关于该模具的推出机构设计有两种方案可供选择。 方案一：推杆推出。顶杆脱模是最典型的简单脱模机构，它结构简单，制造容易且维修方便。 方案二：推管与推杆联合推出。该方式脱模，推出平稳，但机构复杂，制造与装配成本相应上升。 方案三：推件板推出。此零件相对深度大，塑件包紧型芯的力很大，为了平稳顶出，在分型面处用推件板推出，这样塑件不容易发生顶出变形。 综合分析以上三种方案，以第三种为最好。