基于UG Moldizard的冷却风扇外盖模具设计
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摘要：本文以冷却风扇外盖模具设计为实例，介绍了UG软件的功能特点和基于ug的注塑模具三维设计工作过程，提出了基于UG moldizard模块下注塑模具设计的一般流程。
关键词：UG Moldizard；风扇外盖；注塑模设计
引言
UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司推出的一个基于产品工程解决方案，是为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和针对用户的虚拟产品设计和工艺设计提供验证需求的大型CAD/CAM/CAE集成软件。它集成了工业设计和风格造型、产品设计、机构仿真、优化设计、模具、NC加工、解决方案等方面功能；在汽车工业、机械制造、工业设计、模具设计、玩具等行业中得到广泛的应用。
进入21世纪以来，随着塑料产品在工业及人们生活中日用品所占的比例越来越大，塑料工业和模具的重要作用日益显现。为了高效、高质量地完成注塑模具的设计和加工，采用UG软件可以进行三维造型设计、模具设计、NC加工、模拟仿真注射型腔等；可实现在模具正式生产之前发现问题，大大缩短模具设计和加工制造周期；实现注塑模设计制造一体化，提高了模具设计质量和加工精度。
1、基于UG MoldWizard模块的模具设计流程
Moldwizard 是UG 软件用于注塑模具自动化设计的专业应用模块，它提供了从零件的加载、坐标系、工件等的设置到模具模芯、型腔、滑块、嵌件和模架标准库、标准件等一系列工具。使得注塑模具设计变得更快捷、方便，它的最终结果是创建出与产品参数相关的三维模具，使用Moldwizard进行注塑模具设计的一般流程如图1所示
要完成冷却风扇外盖的模具设计，首先要有冷却风扇外盖的三维造型，即参考模型，也就是使用UG Moldizard模块进行模具设计中的主模型。笔者通过分析冷却风扇外盖的产品特点和塑料特性，确定冷却风扇外盖三维造型生成的特征，在UG建模模块具体设计过程如下：
1）使用草图命令,按鼠标中键完成草图平面的定义，绘制100x100的矩形；
2）调用拉伸命令,拉伸出4mm厚度的长方体，调用圆角命令,将矩形的四角都修成圆角，得到模型的基础特征。
3）使用草图命令绘制单个通风口，调用拉伸命令中的求差操作，再调用实例特征中的阵列命令，完成3个通风口的操作。
4）再使用草图和拉伸命令，完成模型的主体特征。
5）利用拉伸求差操作和实例特征中的阵列命令，完成模型主体上的孔特征。
6）利用圆柱命令和拔模命令，完成中心的圆柱建模和拔模斜度操作。
3、冷却风扇外盖的注塑模具设计
3.1确定模具结构分析
在应用UG Moldizard模块进行注射模具设计前，必须先对其进行模具结构分析。结构分析是指了解塑件是否具备开模的条件，是否有拔模、壁厚过厚、收缩变形等影响模具的因素；了解塑件材料的收缩率、分析模具浇口及流道的位置和分型面位置，产品在模具上的排位，顶杆位置、冷却水位置、动定模的大小。笔者对冷却风扇外盖的模具结构分析如下：
1）冷却风扇外盖塑件材料为ABS（苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物），收缩率设置为1.005。
2）注射模具顶出机构采用直身顶针，为了有效顶出产品，且顶出产品时能够均匀受力必须在型芯四周均匀放置顶针。
3）浇注系统的设计必须考虑到能够有效填充型腔，且不能够产生熔接痕。
4）采用LKM_SG类型大水口模架。模架大小为1515，A板厚度为35mm，B板厚度为45mm。
5）冷却系统的设计必须能有效冷却型芯和型腔。在此产品模具中，因为要在型芯四周均匀放置顶针，且产品模型结构小，故在型芯中将无法创建冷却系统，因此只能在型腔创建冷却系统，冷却管道直径为10mm。
3.2模具结构设计
前期工作（确定模具总体方案）结束后，接着开始进行模具结构三维设计。UG Moldizard模块提供了完整的模具结构设计功能，可以比较快速、方便地完成注塑模具各项设计工作。
1）加载主造型，初始化UG Moldizard模块的坐标系、收缩率、并设定毛坯和布局操作。启动UG Moldizard模块后，先将冷却风扇外盖的三维造型调入到UG Moldizard模块中，设置系统单位为毫米，定义注射材料为ABS,塑件的收缩率为0.5%。同时调整坐标系，使XY坐标平面移到分型面处，转动Z轴，使Z轴正向与拔模方向一致，保证Z轴正向为开模方向，然后“锁定Z值”，并把“当前WCS”确定为模具坐标系。
2）塑件的分型设计，塑件的分型设计主要是指模具分型面设计，注塑模具的分型面，通常是动模和定模两部分的接触面，它是注塑模具的三维设计能否顺利进行的关键。选择分型面的位置尤为重要，一般遵循以下原则：(1)分型面一般不取在装饰外表面或带圆弧的转角处。(2)使塑件留在动模一边，利于脱模。(3)将同心度要求高的同心部分放于分型面的同一侧，以保证同心度。(4)抽芯机构要考虑抽芯距离。定义分型线、创建分型面、分离型芯和型腔等是注塑模具设计的关键环节。冷却风扇外盖模具分型设计主要由以下几个步骤组成:
(1)调用“模具工具栏”中的工具“Surface Patch”命令,系统弹出“选择面”对话框,选择高亮面,单击确定。
(2)调用“模具工具”中的“面分隔”命令,选择4个面，再点击“选择基准面” 命令，然后选择高亮的两条线串，点击确定，完成“分割面”。
(3)调用“分型”命令,系统弹出“分型管理器”对话框,点击“编辑分型线命令”,点击“自动搜索分型线”按钮,在“搜索分型线”对话框中单击“应用”,系统搜索出分型线，再单击确定完成“分型线”的创建。
(4)调用“分型管理器”中的“创建/编辑分型面”命令，按要求输入参数和
过程进行操作，调用“抽取区域和分型线”命令，完成分型面的创建。
(5)调用“分型管理器”中的“创建型腔和型芯”命令，系统弹出“型芯和型腔”对话框,点击“自动创建型腔型芯”按钮,完成型芯和型腔的创建。
3.3调入模架和其他标准件设计
UG软件提供了大量模架的标准库，该标准库能够自动提供模架使之加快设计效率，本塑件在模架库中选择“LKM一SG”的A型模架。同时还可以添加标准件如：定位环、顶杆、浇口套、回程弹簧等；并经过主流道设计、顶出杆设计、浇口设计、等标准件设计后生成模具的型腔和型芯。
4、结束语
随着UG软件日益广泛的应用，越来越多的模具设计师（工程技术人员）更加青睐选择UG MoldWizard进行注塑模具三维设计，设计流程是一个既复杂又关键的问题，除了要熟悉UG MoldWizard 模块的相应功能外，还要有设计经验并遵守设计规范,才能快速准确地完成模具设计。本文基于UG MoldWizard 模块平台，以冷却风扇外盖设计及外盖模具设计为例，阐述了注塑模具三维设计的过程，为初学者提供了入门学习UG MoldWizard进行注塑模具三维设计的方法。■
参考文献
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