楊 磊

(安徽機電職業(yè)技術學院，安徽 蕪湖 241002)

1 引言

本實訓內(nèi)容為某高職院校機械制造類專業(yè)開設的一門必要的實訓課程。實訓以制圖、摸具設計、CAD/CAM技術、機械設計、材料等多門專業(yè)課程為基礎，根據(jù)學院人才培養(yǎng)方案對標企業(yè)對綜合技能型人才的需求，要求學生利用計算機輔助設計軟件，獨立完成注塑模摸具設計實訓。從而進一步培養(yǎng)學生綜合運用專業(yè)知識的技能，鍛煉學生獨立思考和解決問題的能力。

2 實訓內(nèi)容

(1)分析零件圖，準確對照圖紙要求，利用UG軟件(GNX10.0建模模塊)，建立塑料件三維建模。

(2)完成注塑模具參數(shù)計算和結構的設計。

(3)利用GNX10.0注塑模MOLDWIZARD模塊完成注塑模設計建模過程，分析摸具工作原理。

3 實訓步驟

3.1 塑件分析

鬧鐘后蓋的形狀較復雜，屬于薄壁腔體類塑件，其表面有不同形狀的2個槽和7個孔，由于部分的孔和槽之間的尺寸間距較小，且孔和槽的尺寸精度較高，故設計中存在一定的難度。設計重點在于怎樣確保塑料件薄壁壁厚的均勻，克服由于收縮率造成塑料件壁厚的不均勻、有裂紋、產(chǎn)生氣孔等現(xiàn)象，塑件平面圖見圖1。

圖1 塑件平面

3.2 繪制塑件三維模型

塑件建模主要分為草繪、抽殼、倒圓角、繪制槽、繪制孔5個環(huán)節(jié)。建模過程如圖2所示。

3.3 模具性能指標和注射成型工藝參數(shù)

3.3.1 模具工藝尺寸的計算

塑料材料的成型特性：UG軟件計算塑件模型和澆道凝料的體積，塑件的性能指標和工藝參數(shù): 注塑模具設計為一模一腔結構；表面質(zhì)量要求較高，故選擇點澆口進膠；采用頂針脫模；產(chǎn)品原料為ABS，平均密度為1.135 g/cm3，平均收縮率為0.55﹪。

型腔徑向尺寸的計算、型芯徑向的計算、型芯高度尺寸的計算，公示分別為：

LM=[(1+S)Ls-(0.5～0.75)△] =[1.008×Ls-0.75△]

LM=[(1+S)Ls+3/4△]

HM=[(1+S)Hs+3/4△]

圖2 繪制塑件三維模型的過程

3.3.2 注射壓力校核和注塑設備選擇

最大注塑量的校核：塑件的質(zhì)量或體積應小于注塑機的最大注塑量，塑件的實際注體積通常是注塑機的最大注塑量的80%左右。注塑機最大注塑量應滿足以下要求：

0.8V機≥V塑+V澆

式中V塑為塑件的體積；V澆為澆注系統(tǒng)體積；V機為注塑機的最大注塑量 。

鎖模力校核：根據(jù)《模具技術參數(shù)手冊》，注塑機的額定鎖模力為：

F鎖﹥pA

F鎖為注塑機額定鎖模力；p為型腔內(nèi)的熔料壓力；A為澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影之和。

開模行程校核：模具厚度決定了注塑機的開模行程，注塑機的開模行程應滿足下式：

S機-(H模-Hmin)>H1+H2+(5～10)

其中，S機為注塑機最大開模行程；H模為模具閉合厚度；Hmin為注塑機允許最小模厚；H1為頂出距離；H2為包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度。

根據(jù)設計參數(shù)計算校核，選用145 MPa的注射機，注射壓力為60～100MPa。注塑機型號為XS-ZY-500參數(shù)(注塑機注塑壓力：145/Mpa；最大注塑量：25 cm3；模板行程：310 mm ；鎖模力：3500KN；最大模厚：450 mm ；最小模厚：300 mm)。

3.3.3 澆注系統(tǒng)的設計

項目選用的澆口為點澆口，點澆口的截面尺寸小，在深型腔盒形塑件中使用廣泛。在型腔底部設置進料口，優(yōu)點是成型良好，排氣順暢，殘次品上不易遺留痕跡，成品率高，開模后自動拉斷，利于注塑設備自動化操作。

3.3.4 分型面的選擇和排氣糟的設計

ABS熔體在填充模具的型腔過程中需排出流道和型腔中的空氣，若氣體未及時排出，塑件易產(chǎn)生氣泡，導致熔接不良和強度下降以及充模不滿的情況。由于鬧鐘后蓋是小型模具，可直接利用凸模和凹模之間的縫隙排氣，故無需單獨設計排氣槽。

3.4 MOLDWIZARD設計

MOLDWIZARD注塑模設計分為12個步驟：[模具初始化設置]→[設置模具坐標系]→[定義毛坯尺寸]→[創(chuàng)建分型面]→[創(chuàng)建型腔和型芯]→[加載標準件]→[模架的選定]→[安裝定位圈]→[添加澆口套]→[添加頂桿]→[添加澆口]。如圖3所示。

圖3 MOLDWIZARD注塑模設計步驟

4 模具工作原理分析

工作流程：合模→預塑→倒縮→噴嘴前進→注射→保壓→噴嘴后退→冷卻→開?！敵觥_門→取工件→關門→合模。

工作原理：注塑機通過推動推桿墊板和頂管墊板驅(qū)使動定模分開，在導柱和導套的作用下，模具的定模和動模分型，在拉料桿的作用下拉斷澆口，且推板和頂管的作用下使塑件順利脫出。模具閉合過程時，導柱和導套作用下通過頂柱使頂桿復位，隨后型腔復位。

5 結語

UG注塑模設計的實訓綜合考察了學生對注塑模具設計、UG建模、MOLDWIZARD模塊使用、機械設計等專業(yè)知識的掌握情況，通過實訓把相關專業(yè)知識串聯(lián)起來，對注塑模設計的方法、步驟和工作原理有一定的認識。本實訓涵蓋范圍廣，難易適中，適用于機械制造專業(yè)群高職二年級的學生。本實訓能全面提升學生專業(yè)自信和學習興趣，增強學生運用多課程專業(yè)知識解決實際問題的能力。為鞏固專業(yè)知識，增強專業(yè)技能起到較好的幫助和啟迪作用。