【正文】 ...............20 第四章 基于 UG的注塑模建模步驟 .....................23 UG 中 MOLD WIZARD 模塊 ..................................23 MOLD WIZARD 介紹 ................................... 23 “模具向導”工具欄中的各種功能按鈕介紹 ................................24 UG 中 MOLD WIZARD 模塊的設計過程 ......................26 UG 建模的步驟 .........................................27 項目初始化 ...................................... 27 定義模具坐標系 .................................. 28 編輯收縮率 ...................................... 30 定義工件 ........................................ 30 型腔布局 ........................................ 30 分型 ............................................ 30 加載模架 ........................................ 37 澆注系統(tǒng)的加載 .................................. 39 冷卻系統(tǒng)的加載 ................................... 41 脫模機構的加 載 .................................. 42 結論 .........................................................44 參考文獻 ....................................................46 致謝及聲明 .................................................47 青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)設計論文 1 第一章 引 言 課題的背景和意義 隨著注射成型工藝的發(fā)展 , 注射成型較壓縮成型和壓注成型具有周期短、塑件質量好、勞動強度低、模具壽命長、操作安全和勞動環(huán)境改善等諸多優(yōu)越性。但是 , 注射成型產品尺寸精度要求越來越高 , 塑件形狀也越來越復雜 , 因此 , 對注射模結構的設計也要求越來越高 , 要求設計者在設計過程中要能大膽創(chuàng)新 ,設計的模具即要結構合理 , 又要滿足產品精度和形狀要求。 由于塑件的側抽芯較長，所以采用液壓抽長型芯機構，該系統(tǒng)有較多優(yōu)點：其液壓抽拔力大，運動平穩(wěn)。 利用傳統(tǒng)的設計方法在實現(xiàn)該功能時較為復雜 ，會造成人力、物力、財力的浪費。隨著計算機技術的發(fā)展，模 具設計 “軟件化 ”和模具制造 “數(shù)控化 ”應經在我國模具企業(yè)中成為現(xiàn)實。采用 CAD 技術是模具生產的一次革命，是模具技術發(fā)展的一個顯著特點。 所以本次設計是在傳統(tǒng)設計經驗的基礎上，采用了 UG 軟件中的注塑模設計模塊，以此完成該注塑模具的設計。 Mold Wizard（模具向導）是 UG 軟件中設計注塑模具的專業(yè)模塊，可方便快捷地完成注塑模具設計過程中的分型、型腔、型芯、滑塊、嵌件、推桿、鑲塊、電極，以及模具的模架、澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設計。該模塊還提供了一些標準模架和 標準件以及強大的后處理功能，方便了使用者的設計過程。該模塊還可以與 Unigraphics的其他模塊結合使用，增強了設計的自由性，可以設計一些復雜程度較高的模具。Mold Wizard 模塊不但有強大的自動處理功能，而且可以分析模具設計過程中的一些錯誤。所以利用該模塊可以很好的完成注塑模具的設計工作。 國內外研究現(xiàn)狀 模具是工業(yè)產品生產的重要工藝裝備，模具作為一種高附加值和技術密集型產品，其技術水平的高低已經成為衡量一個國家制造水平的重要標志之一。在塑料成型生產中，先進的磨具設計、高質量的模具制造、優(yōu)質 的模具材料、合理的加工工藝和現(xiàn)代的成型設備等是成型優(yōu)質塑件的重要條件。一副優(yōu)良的注射模具可以成型上百萬次。塑料成型工業(yè)是模具的一個重要分支?，F(xiàn)在，模具設計的 “軟件化 ”和模具制造的“數(shù)控化 ”已經在模具企業(yè)中成為現(xiàn)實。 目前，模具的 CAD 技術及其應用日趨成熟，并且發(fā)揮著越來越重要的作用。 UG等專業(yè)化模具設計軟件的開發(fā)，更為模具的發(fā)展注入了新的活力。 我國模具生產廠中多數(shù)是自產自配的加工模具車間，自產自配比例高達 60%左青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)設計論文 2 右，而國外模具超過 70%屬商品模具。專業(yè)模具廠大多是 “大而全 ”、 “小而全 ”的組織形式，而國外大 多是 “小而專 ”、 “小而精 ”。國內大型、精密、復雜、長壽命的模具占總量比例不足 30%，而國外在 50%以上。 20xx 年，我國模具進出口之比為 ： 1，進出口相抵后的凈進口額達 億美元，為世界模具凈進口量最大的國家。 考查國內外模具工業(yè)的現(xiàn)狀及國民經濟和現(xiàn)代工業(yè)品生產中模具的地位，引用模具 CAD 系統(tǒng)后，模具設計借助計算機完成傳統(tǒng)設計中各個環(huán)節(jié)的設計工作，大部分設計與制造信息由系統(tǒng)直接傳送，圖紙不再是設計與制造環(huán)節(jié)的分界線，也不再是制造、生產過程中唯一依據(jù)，圖紙將被簡化，甚至最終消失。 模具 CAD/CAM 技 術日益深入人心，并且發(fā)揮著越來越重要的作用。在 20 世紀，能夠進行復雜形體幾何造型和 NC 加工的 CAD/CAM 系統(tǒng)，主要是在工作站上采用UNIX 操作系統(tǒng)開發(fā)和應用的，如美國的 Pro/E、 UGⅡ 、 CADDS5 軟件等。隨著微機技術的突飛猛進，新一代的危機 CAD/CAM 軟件（如 SolidWorks、 Solidadge）嶄露頭角，并深得用戶好評。這些微機軟件不僅在采用諸如 NURBS 曲面、三維參數(shù)化特征造型等先進技術方面有工作站級軟件所不能比擬的優(yōu)點。 本論文各部分的主要內容 首先對塑件進行全面分析，掌握塑件材料 的成型特性以及塑件的結構特點。根據(jù)塑件的特點提出了初步的設計方案，然后經過分析和設計計算對該方案進行了準確設計。最后利用 UG 軟件完成了整個模具的三維造型。 通過分析制品的結構和注塑成型工藝 , 采用 液壓系統(tǒng) 側向抽心 和澆注系統(tǒng)凝料的注射模具。 本次設計主要完成以下內容： 分析塑件并選擇注射機； 模具設計各個系統(tǒng)的設計計算； UG 建模步驟 總結與展望 設計方案的可行性分析 UG 中 MoldWizard 模塊的應用包括收縮率、型腔布局、毛坯尺寸、分模、創(chuàng)建型芯型腔、添加模架和標準件、澆注系統(tǒng)、冷 卻系統(tǒng)、及生成材料清單和模具圖等內容。本次設計的產品為 多級外殼 注塑模具，為適應大規(guī)模生產，該模具設計為一模 兩腔 ，型腔排成 對稱式 ，借助 液壓系統(tǒng)進行鉸鏈孔的側向抽心 。 青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)設計論文 3 制件是 帶有 很長的鉸鏈孔 ， 本 設計利用 了 液壓側向抽心 的注塑模具。模具的特點在于利用 注塑機液壓系統(tǒng)進行電磁閥控制液壓缸 。 其液壓抽拔力大，運動平穩(wěn)。 設計時，首先建立塑件完好的三維實體模型，把模型加載到 UG 裝配中。通過選擇材料，改變收縮率，然后進行分型，自動形成型芯、型腔。再添加模架以及各個系統(tǒng)中的零件， 最后把 側向抽心 機構的 液壓缸 裝配圖加上完成整個模具設 計的三維模型。 青島理工大學琴島學院本科畢 業(yè)設計論文 4 第二章 塑件的分析與注射機的 選擇 材料分析與塑件選用 ABS（丙烯烴 —丁二烴 —聚乙烯共聚物）是非晶態(tài)、不透明的樹脂，一般為淺黃色粒料或珠狀料。它具有良好的綜合性能，是堅韌、質硬、剛性好的熱塑性工程材料。丙烯烴賦予 ABS 耐化學腐蝕性、耐油性和一定的剛性及硬度；丁二烴提高了 ABS 的韌性、耐沖擊性和耐寒性；丙乙烯使 ABS 具有良好的介電性和光澤，良好的加工流動性。此外， ABS 易于加工成型，熔融溫度為 217℃ —237℃ ，熱分解溫度 250℃ 。模塑收縮率小，產品具有良好的尺寸穩(wěn)定性。 ABS 無毒、無味，吸水性低。易于進行涂裝、染色、電鍍等表面裝飾。廣泛應用于機械、儀表、汽車、電子、電訊、家電、輕工、農業(yè)及日常生活用品等領域。 ABS 的缺點是由于含有丁二烯產生的雙鍵，耐候性較差，在室外長期暴露易老化、變色、甚至龜裂，從而降低了沖擊性和韌性。 ABS 易溶于醛、酮、酯及氯化烴；可燃，熱變形溫度低。 ABS 是無定形聚合物，有優(yōu)良的加工性能?？勺⑸洹D壓、壓延、熱成型，也可以進行二次加工，如機械加工、焊接、粘貼、涂漆、電鍍等。 本塑件選用增強 ABS，耐堿液腐蝕。 塑件結構分析與造型設計 塑件公 差等級為 MT5，結構如圖 2— 2— 2—3 所示： 圖 2— 1 塑件側面視圖 青島理工大學琴島學院本科畢 業(yè)設計論文 5 圖 2— 2 塑件背面視圖 圖 2— 3 塑件立體視圖 青島理工大學琴島學院本科畢 業(yè)設計論文 6 塑料成型工藝分析與制定 熱塑性塑料注射成型工藝過程如圖 2—4 所示： 圖 2— 4 熱塑性塑料注射成型工藝過程 塑化是指塑料在注塑機料筒內混煉受熱從而達到理想的可模塑狀態(tài)（即黏流態(tài)或熔融態(tài)）的過程。對塑化的基本要求是：在規(guī)定時間內提供足夠的、合格的塑料熔體。塑化量不足，則會導致型腔充不滿、腔內壓力不足、塑料的保壓不足而出現(xiàn)塑件材質疏松、收縮大、凹陷、孔洞等。 注射機的組成及應用 注射機的組成 塑料注射成型機簡稱注塑機。主要由注射裝置、鎖模裝置、液壓傳動及電器控制系統(tǒng)、機架等組成，如圖 25 所示 。 1—鎖模油缸 2—鎖模機構 3—移動模板 4—頂出桿 5—固定模板 6—控制臺 7—料筒及加熱器 8—料斗 9—定量供料裝置 10—注射油缸 圖 25 注射機的組成 青島理工大學琴島學院本科畢 業(yè)設計論文 7 本設計采用 螺桿 式 臥式注 射 機 ， 如圖 26 所示 。該注射機具有如下特點：其注射裝置軸線與鎖模機構軸線呈一條直線并水平排列。機身較低，利于操作和加料，可實現(xiàn)全自動操作，機床因重心低而穩(wěn)定。 但是， 模具裝拆與嵌件安放 都比較麻煩，機床占地面積較大。 螺桿 式注塑機一般在公稱注射量 1000cm3 以下 。 1—鎖模機構 2—注射裝置 3—機身 圖 26 臥式注射機 注塑機的規(guī)格型號 注塑機的最大注射量 是指 注射柱塞或螺桿作一次最大注射行程時，注射裝置所能達到的最大注出量。 其 注出量的表示方法 有 公稱重量（ g） 和 公稱容積（ cm3）兩種。 例如：國產注塑機 xsz30 型、 xszy500 型、 xszy1000 型，表示注塑機可注射聚苯乙烯塑料的公稱容積為 30cm 500cm3 和 1000cm3， xs塑料注射成型機， z柱 塞式， zy螺桿式。 注射機的選擇 最大注射量的校核計算 （ ～ ） V 公 ≥ V 型 式中 V 公 注塑機公稱注射量， cm3 V 型 每模的塑料體積量， cm3；是所有型腔的塑料加上澆注系統(tǒng)塑料的體積總和。 注塑機公稱注射量是以注射聚苯乙烯塑料為基礎，當注射其他塑料時，應換算成其他塑料時的最大注射量 V/公 。換算公式為： 39。VV? ?? 2公 公 1（ ） 青島理工大學琴島學院本科畢 業(yè)設計論文 8 2 1?? 為注射塑料的密度（ g/cm3）與聚苯 乙烯密度之比。各種塑料的密度值參見表 21。 ABS 的密度為 ～ ，聚苯乙烯的密度為 ～取 1 ? =, 2? =所以 2 1?? =1, 得 /VV?公 公 V 型 =2 = cm3 V=（ ～ ） V 公 ≥ V 型 V 公 ≥V 型 /(～ )= 247。= 表 21 某些塑料熱塑性塑料的密度及壓縮率 塑料名稱 密度（ g/cm3） 壓縮率 Kc 高壓聚乙烯 ～ ～ 低壓聚乙烯 ～ ～ 聚丙烯 ～ ～ 聚苯乙烯 ～ ～ 硬聚氯乙烯 ～ 軟聚氯乙烯 ～ 尼龍 ～ ～ 聚甲醛 ～ ABS ～ ～ 聚碳 酸酯 醋酸纖維素塑料 ～ 聚丙烯酸酯塑料 ～ ～ 試選 XSZY1000 臥