賈娟娟

（陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽(yáng) 712000）

相比于傳統(tǒng)的注塑模具設(shè)計(jì)與加工，標(biāo)準(zhǔn)化的模具設(shè)計(jì)制造有利于保證質(zhì)量，同時(shí)也符合了新時(shí)期的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)。而模具CAD/CAM技術(shù)為標(biāo)準(zhǔn)化的模具設(shè)計(jì)、制造提供了有力的支撐。圖1所示為已知塑料產(chǎn)品，要求設(shè)計(jì)與之相配合的產(chǎn)品，材料：ABS；材料收縮率0.5%；表面光潔無(wú)毛刺、無(wú)縮痕，且制件高度不低于18mm。然后針對(duì)設(shè)計(jì)好的產(chǎn)品，設(shè)計(jì)注塑成型所需的模具，加工成型零件，進(jìn)行裝配和試模。

圖1 塑件三維模型及二維外形尺寸示意圖

1 針對(duì)已知模型設(shè)計(jì)與之相配合的產(chǎn)品

1.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)分析

觀察所給模型，有兩處需要配合的結(jié)構(gòu)，同時(shí)采用“修剪體”命令對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行修剪剖切，測(cè)量壁厚得：頂部平面部分為2.0mm，側(cè)壁為2.5mm，邊沿凸棱1.5mm。

1.2 實(shí)施建模

（1）選取產(chǎn)品外輪廓進(jìn)行拉伸并拔模，拉伸高度暫取18，同時(shí)設(shè)置拔模角度為5°，以方便脫模；

（2）頂部輪廓棱邊倒圓R3，既美觀又去除了尖角；（3）抽殼，為了與盒蓋強(qiáng)度相匹配，壁厚取相等數(shù)值2 mm；

（4）與所給盒蓋求差，以便得到兩處相配合的結(jié)構(gòu)，如圖2所示；

（5）為了達(dá)到較好的配合效果，將圖2中一處倒圓角0.5，另一處處圓弧面偏置擴(kuò)大0.1。

2 針對(duì)設(shè)計(jì)好的產(chǎn)品進(jìn)行模具設(shè)計(jì)

圖2 設(shè)計(jì)完成的產(chǎn)品

UG中注塑模具的設(shè)計(jì)有兩種方式，一種是在建模環(huán)境下完成分型面及成型零件的創(chuàng)建，標(biāo)準(zhǔn)模架及其他標(biāo)準(zhǔn)件均由HB插件中調(diào)用；另一種是所有工作全部在Mold Wizard環(huán)境下完成。本文采用第一種方法進(jìn)行注塑模具設(shè)計(jì)。模具總體結(jié)構(gòu)規(guī)劃為一模一腔直澆口，推桿推出。

2.1 準(zhǔn)備工作

模具三維設(shè)計(jì)之前需要完成以下工作：①調(diào)整產(chǎn)品方向，一模一腔，坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)位于分型面中心，且Z軸指向定模方向；②采用“縮放體”命令設(shè)置產(chǎn)品收縮率為1.005。

2.2 分型面創(chuàng)建及成型零件生成

通過(guò)曲面補(bǔ)片、創(chuàng)建四點(diǎn)曲面修剪等操作，創(chuàng)建分型面。接著通過(guò)拉伸創(chuàng)建毛坯，并利用分型面拆分，得到型腔、型芯。接著再創(chuàng)建側(cè)分型面，從型腔上拆分出側(cè)型芯。利用HB創(chuàng)建型腔、型芯間的精定位結(jié)構(gòu)虎口。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)模架的添加

根據(jù)模仁尺寸從HB中調(diào)用龍記大水口CI-2030-A60-B60-C70型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)模架。為型腔、型芯在動(dòng)、定模模板上開(kāi)框，清角型，并采用快速螺絲為型腔和型芯添加連結(jié)螺釘。

2.4 其他機(jī)構(gòu)的調(diào)用

側(cè)抽在HB中稱(chēng)為行位，從“行位鏟基”調(diào)用，調(diào)用過(guò)程中需要設(shè)置較多的參數(shù)，匹配側(cè)抽芯的大小。

斜頂機(jī)構(gòu)從HB下的“模具標(biāo)準(zhǔn)件”調(diào)用。斜頂?shù)膶挾刃枰鶕?jù)塑件內(nèi)凸結(jié)構(gòu)，自行創(chuàng)建參照來(lái)指定，厚度在HB中調(diào)用斜頂標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)設(shè)定。調(diào)出內(nèi)側(cè)抽機(jī)構(gòu)后進(jìn)行相應(yīng)的修剪，并且要調(diào)用合適的耐磨塊相配合。

澆筑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，從“HB”標(biāo)準(zhǔn)件先調(diào)用定位環(huán)，再調(diào)用澆口套。主流道凝料是隨澆口套一起調(diào)用出的，通過(guò)布爾運(yùn)算，得到定模板和型腔上安裝澆口套所需孔。

頂出系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，先通過(guò)草繪點(diǎn)在型芯上表面確定頂桿的中心位置，然后從HB下的頂針系列里面調(diào)用頂針，直徑6，長(zhǎng)度高出型芯上表面，后續(xù)再裁剪。

冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，從HB調(diào)用“環(huán)繞型運(yùn)水”，設(shè)置合理的參數(shù)，便可依次調(diào)出上下模的冷卻水道實(shí)體。用水道實(shí)體修剪動(dòng)定模板和型腔、型芯，再添加水嘴。

3 成型零件的加工

模具3D裝配設(shè)計(jì)完成后，如圖3所示。

圖3 注塑模具3D裝配圖

分別導(dǎo)出型腔、型芯、斜頂、滑塊進(jìn)入加工模塊進(jìn)行數(shù)控加工編程，之后再立式銑削加工中心進(jìn)行加工。斜頂?shù)募庸るy點(diǎn)在頭部成型部分，且需要斜度墊塊?；瑝K的加工需要兩次裝夾完成，首次裝夾后通過(guò)加工獲得導(dǎo)滑部分及鎖緊斜面，再次變換方位裝夾后加工獲得側(cè)型芯部分，加工完成后的零件如圖4所示。

4 試模

本例中外側(cè)抽滑塊的限位機(jī)構(gòu)采用了簡(jiǎn)單的螺釘限位方式，試模時(shí)最好將滑塊側(cè)置于模具的地側(cè)，切忌置于天側(cè)，否則開(kāi)模后，滑塊在重力作用下，有可能發(fā)生位移，影響后續(xù)合模動(dòng)作；試模過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)開(kāi)模時(shí)塑件不能留在動(dòng)模側(cè)，因此在型芯中央增設(shè)了Z型頭拉料桿。

圖4 加工好的型芯、型腔 斜頂、側(cè)型芯滑塊

5 結(jié)語(yǔ)

①塑件設(shè)計(jì)過(guò)程中，于配合結(jié)構(gòu)要充分考慮其可靠性；②模具設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作中調(diào)整塑件方向時(shí)，只對(duì)塑件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)平移，切忌旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系；③為了方便控制各零件的顯示/隱藏，需要將各組成零件劃歸不同的圖層，UG中最多可設(shè)置的圖層數(shù)為256。

雖然基于多種軟件聯(lián)合應(yīng)用于模具CAD/CAM技術(shù)是重要的發(fā)展趨勢(shì)，但借助UG實(shí)施建模，UG/Mold設(shè)計(jì)模具、UG/CAM進(jìn)行仿真加工及后處理，之后將程序?qū)霐?shù)控機(jī)床進(jìn)行加工制造，不僅減少了模型數(shù)據(jù)傳送所帶來(lái)的數(shù)據(jù)丟失和麻煩，而且大大縮短了模具設(shè)計(jì)、制造周期，從而節(jié)省了成本。