【文章內容簡介】 設計、注塑模擬、模具的分型、模架的選擇設計、二維三維圖的出圖這一系列的過程都可以通過CAD軟件完成，大大提高了模具的設計和制造精度，縮短了新產品的試制周期。傳統(tǒng)的人工設計就是靠人工去進行系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的設計和實現(xiàn)。人工方法的好處就是比較靈活、不需要太大的初始投入，但人工方法效率比較低，而且受不同程度和經驗的人的限制，往往返工率比較高，造成較大的浪費。尤其對于高新技術含量高的注塑成型來說，人工方法就容易造成設計制造的失敗。如果要有比較完善的計算分析，則人工方法的工作量就非常大，甚至很難實現(xiàn)。這樣就不利于技術的推廣普及。傳統(tǒng)的模具設計流程可概括為圖22所示。明確設計要求工藝性分析確定收縮率、分型面澆道系統(tǒng)設計冷卻系統(tǒng)與計算模具結構件設計注射設備選擇繪制模具設計圖紙圖22 傳統(tǒng)的模具設計流程 塑模CAD流程分析注塑模具CAD即計算機輔助設計，它以計算機軟件為工具，不僅完成手工設計的各項任務，包括資料查詢、設計構思、模型建立、分析計算、自動繪圖、零件成型過程和充模過程模擬；而且對制造中的物流和信息進行控制、管理和監(jiān)督，包括相對于物流系統(tǒng)是“離線”工作的工藝準備、生產作業(yè)計劃、數(shù)控編程等。目前，它已被公認為現(xiàn)代注塑模具技術的一個重要方面，是注塑模具生產實現(xiàn)自動化的保證。它的流程如圖23所示。圖23 CAD設計流程 手工設計與CAD設計的比較隨著市場競爭日趨激烈，傳統(tǒng)的產品開發(fā)方式已不再適應企業(yè)對產品的時間、質量、成本的要求。因為傳統(tǒng)手工繪圖設計模式，很難用二維圖紙去描繪三維空間機構運動和進行產品裝配干涉檢查等工作，因此其工作流程是按順序進行的。很多時候是等模具做出來了，對產品進行試裝配時才發(fā)現(xiàn)干涉或設計不合理等現(xiàn)象。在設計早期不能全面考慮下游過程的要求，從而使產品設計存在很多缺陷，造成設計修改工作量大，開發(fā)周期長，成本高。要提高制造業(yè)水平，必需要有先進的設計工具。隨著計算機硬件性能的不斷提高，加上三維軟件造型功能的不斷完善，CAD已完成從二維向三維質的飛躍，到了三維CAD的實用階段。用三維CAD/CAM系統(tǒng)進行產品開發(fā)，從根本上改變了過去手工繪圖，憑圖紙組織整個生產過程的技術管理方式。設計構思的表達由二維圖紙演變成能在計算機模擬顯示零件三維實體模型的虛擬產品（虛擬樣機），這是一種新的設計和生產技術管理體制，是提高企業(yè)競爭能力主要手段之一。 模具設計環(huán)境與工具 UG NX 簡介進入21世紀，模具設計制造業(yè)的發(fā)展突飛猛進，早期的CAD軟件進行產品設計和分模都有些困難，漸漸跟不上工業(yè)發(fā)展的速度。UG NX軟件的模具模塊在模具制造業(yè)中發(fā)揮著獨有的優(yōu)勢，在模具模塊中集成了一個大型的通用的模架庫和一個模具配件標準庫。通過模具模塊可以輕輕松松地對零件進行自動分模，只要在模架庫中調用所需的規(guī)格，一套完整的模具就輕輕松松設計出來了，而自帶的分析系統(tǒng)都符合實際生產要求。UG NX操作簡單實用、直觀和高效。它可以直接建模，直接處理模型特征，減少過多的操作對話框，而且建模方式更加直觀。在作圖過程中，可以即時預覽設計的特征，從而減少作圖錯誤量，提高作圖準確率?；赨G NX模具設計的流程圖如24所示。建立MM確定收縮率設計分型面設計型腔件等調入模架結構件設計設計流道系統(tǒng)設計冷卻系統(tǒng)設計頂出系統(tǒng)模擬開模繪制圖紙圖24 UG NX模具設計的流程圖 UG NX3模具模塊（MOLDWIZARD）基本功能介紹MOLDWIZARD是UG系統(tǒng)中的專門對注塑模具進行分模的模塊，提供了方便實用的三維環(huán)境下注塑模具分模設計工具。利用MOLDWIZARD可以將塑件產品設計出一套完整的模具結構，也就是包括型芯、型腔、模架、鑲件、滑塊、澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等結構設計。而且集成了一些模具設計中的檢測工具。因此使用UG NX3模具模塊（MOLDWIZARD）進行模具設計是非常方便快捷的。但在設計之前，必須明確產品的形狀、使用材料、技術要求、用途特性，根據(jù)這些特性定出模具結構方案。然后利用MOLDWIZAID?？旃δ芙Y合產品的特性進行模具結構設計。3. 模具設計 模具設計與參數(shù)計算．塑件分析）， ）為塑料殼體的三維立體圖。） 工件三維立體圖） 工件三維立體圖圖32為工件的二維工程圖。 圖32工件三維立體圖該產品外型較大，產品的最大尺寸X≈271mm Y≈ 精度及表面粗糙度中等，塑件的壁厚較薄，最大厚度約2mm。 該產品大批量生產，故設計的模具要有較高的注塑效率，模具采用一模兩腔結構，澆口形式采用側澆口。由于塑件較大，所以采用兩點進料，以便于充滿型腔。如圖33所示。該產品材料為苯乙烯丁二烯丙烯腈共聚物（ABS），查手冊或產品說明得知其：密度ρ=～，取ρ平均=；～%， %；使用UG或PRO/E軟件畫出三維實體圖，軟件能自動計算出所畫圖形的體積，當然也可根據(jù)形狀進行手動幾何計算得到圖形的體積。圖33 工件及兩點測澆注系統(tǒng)凝料通過計算塑件的體積（計算過程從略，用UG軟件計算體功能自動得出）V塑= mm3≈ cm3 可得塑件質量為M塑=ρ. V塑==≈93g澆注系統(tǒng)體積V澆=V主+V分1+V分2≈32 cm3 M澆=V澆ρ=32≈故 V總=2 V塑+V澆=2+= cm3≈211 cm3故 M總= V總ρ==≈219g式中ρ—塑件密度 g/ cm3 ； M—質量g； V—體積cm3；．注塑機的確定及其參數(shù)校核1. 注塑機的確定根據(jù)塑料制品的體積或質量查《塑料模具設計》教材表53或查有關手冊初步選定注塑機型號JPH180A。注塑機JPH180A的參數(shù)如下表31所示。注塑機最大注塑量：315cm3 注塑機最大注塑質量：288g注塑壓力：205MPa最小模厚：200mm最大開距：700mm注塑機定位孔直徑：Φ125mm噴涂前端孔徑：Φ3mm噴嘴球面半徑：SR10mm注塑機拉桿的間距：460460(mmmm)鎖模力：1800KN表31 注塑機JPH180A的參數(shù)（1）注射容量和質量校核由于以容量計算時 V總≤ V注 式中V注—注射機最大注射容量 cm3； V總—成型塑件與澆注系統(tǒng)體積總和 cm3； —最大注射容量的利用系數(shù)。 ∴V注≥V總/=211/= cm3以質量計算時 M總≤ M注 式中M注—注射機最大注射質量 g； M總—成型塑件與澆注系統(tǒng)質量總和g； —最大注射容量的利用系數(shù)。 ∴M注≥M總/=219/= g所以注塑機符合注射容量和質量要求。（2）合模力及注塑面積和型腔數(shù)的校核合模力的大小必須滿足下式 Fs≥Fz=P（nAx +Aj）= PA式中A—塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和 Ax—塑件型腔在模具分型面上的投影面積 Aj—塑件澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 Fz—脹模力 Fs—合模力 P—模腔壓力 取20MPa通過使用UG軟件計算面功能自動得出 A=43000mm22=86000mm2 由于 Fs=1800KN ≥20 86000 mm2 =1720KN所以注塑機符合合模力及注塑面積和型腔數(shù)的要求。（3）模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核 1）模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機模板尺寸和拉桿間距相合適 模具的長寬為400400（mmmm）〈注塑機拉桿的間距460460（mmmm） 故滿足要求。 2）模具閉合高度校核模具實際高度 H模=530mm ； 注塑機最小閉合厚度 H最小=200mm ； 即 H模 H最小 故滿足要求。3) 開模行程校核 此處所選用的注塑機的最大行程與模具厚度有關（如全液壓合模機構的注塑機）注塑機的開模行程應滿足下式： S機（H模 H最?。?H1＋H2+（5～10）mm因為S機 (H模 H最小)＝700（53