基于UG NX10.0的汽车关键零部件的注塑件优化设计
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摘 要：塑料件在汽车制造中广泛存在，如何保证注塑件在汽车设计中得到优良的品质和更好的工艺性，本文利用ug NX的最新版本来设计该零件，并优化设计结果，以提高零件制造的工艺性，延长零件的使用寿命，降低了设计者的劳动强度，提高了模具设计的效率，减少生产过程中可能出现的未知差错。
关键词：关键;塑料件;UG;辅助设计
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.191
0 引言
在我们的日常生活中，为获得更高的制造速度和更稳定的产品质量，越来越多的零部件依赖模具来制造，无时无刻不体现了塑料制品在人们生产、生活当中的重要性。在计算机辅助设计出现以前，复杂的计算给设计者增添了大量的设计障碍，伴随着落后是设计方法，带来了不稳定的产品质量，这极大的影响了塑料制品的发展，如今，有了计算机辅助设计，大大降低了设计师们的设计负担，还可以用计算机的模流分析技术改善产品的缺陷，减少生产中的意外概率，缩短交货周期。
1 产品结构及工艺分析
本零件为某公司汽车冷却系统某零件替代产品，为塑料件，该零件的结构特点为：整个分型面不在同一个平面上，且零件上的孔洞不与开模方向平行，需要在模具设计时增加内滑块，同时还要避开零件内部的四个柱状螺丝孔，为了使注塑出的零件收缩率一致，还需要尽量使各处的壁厚均匀，在设计完零件时进行壁厚检测，优化壁厚不均匀位置，避免因壁厚不均匀出现的收缩不均导致零件变形。
2 零件的三维建模
模型的建模分为以下几种：一种是有确切的设计图纸，这种零件在设计时参数比较确定，建立的三维模型也更接近设计者的思想;第二种是没有工程图，只有一个现有的零件，这种就要对零件进行三维扫描，也称为抄数，或者叫自顶而下设计，经过三维扫描仪得到的点云数据经过后期的修正，亦可以得到一个三维模型，这种方法得到的零件模型会和原模型有些差异，还要经过后期的比较测量得到更为准确的参数;第三种为没有零件模型也没有设计工程图的情况，只能进行模糊设计，根据设计者的思想逐步的添加设计特征，最后经过多次修正得到零件模型，如图1所示。
3 零件的分型面设计
在进行设计制造塑料注射模时，分型面的问题始终是模具设计的重要环节，这个复杂的环节会受到诸多原因的制约，常常是顾此失彼。所以在选择分型面时应抓住主要矛盾，放弃次要因素，模具设计的好坏直接关系模具的寿命和零件的质量稳定性。不同的设计人员有时对主要因素的认识也不尽一致，与自身的工作经验有关。根据经验，可以按以下原则来确定：a保证塑料制品能够脱模，b使型腔深度最浅，c使塑件外形美观，容易清理，d尽量避免侧向抽芯，e使分型面容易加工，f使侧向抽芯尽量短，g保证塑件制品精度，h有利于排气，i使塑件留在动模内，j使型腔内总压力较大的方向与分型面垂直。该零件由于分型面不在一个平面内，所以只能采用斜置分型面，为避免加工复杂化，缩短伸出的分型面长度，也即设置尽量小的型芯，分型面如图2所示。
4 创建型腔和型芯
在UGNX软件里，型腔和型芯的创建可以用向导自动创建，也可以用手动的方法创建，下面我们用手动的方法来创建型腔和型芯。先用拉伸的方法把分型面的边缘向四周拉伸出足够大的平面，然后处理零件上的破洞，把所有的破洞都堵起来，用复制面功能吧上表面全部选中，然后和拉伸的面、修补的破洞面进行缝合，此面以上部分为型腔部分，如图2所示，以下的部分为型芯部分，如图3所示。
5 利用moldflow进行模流分析
塑料模冷却质量的好坏直接关系模具设计的成功与否，它直接影响塑料制品的质量和生产效率。在产品进行成型过程中，花费在冷却上的时间占整个成型过程的7到8成，冷却质量的好坏决定了零件产品的质量。若没有进行冷却优化，则易造成冷却系统的不合理设计，降低冷却效果，增加冷却时间，导致增加生产周期，增加成本。
我们通常从两个方面来衡量模具的冷却效果：一个是缩短零件的冷却时间;另一个是尽量使零件均匀冷却。在生产过程中，冷却质量的好坏受制于多个原因，除了塑料制品的几何形状、冷却介质、流量、温度、冷却水路的布置、模具材料、塑料熔体温度、模具温度、塑料顶出温度外，还涉及到塑料与模具之间的非稳态热循环交互作用。计算机分析与模拟则是完成这种预测的最佳方法。
6 布置冷却水管
冷却系统的设计主要包括冷却水道的布置和冷却参数（如冷却液的温度和压力）的设置。
7 结束语
计算机辅助设计技术极大的减轻了设计者的工作负担，通过此技术有效的缩短了交货周期，提高了生产效率，节约了成本，这一技术已经在现在的生产中得到广泛应用。
参考文献：
[1]谭雪松.新编塑料模具设计手册[M].人民邮电出版社，2007.
[2]王鹏驹.塑料模具设计师手册[M].机械工业出版社，2008.
作者简介：孟亚峰（1982-），男，河南鹤壁人，讲师，研究方向：CAD/CAE/CAM。