">
1Moldwizard模具设计实例
下述以电话机外壳(塑件)为例,介绍Moldwiz-ard模具设计过程,最终设计出三维模具图及模具加工的仿真过程。1.1 塑件工艺性分析如图2所示,电话机外壳的材料为ABS,外形尺寸约为176mm×85mm×37.5mm,质量约为图2 电话机外壳71.3g,壁厚均为2mm。本塑件的内表面和外表面都有一定的圆角和斜度,易于脱模。塑件的侧边有1个方孔,由于改进了塑件的结构设计,不需要侧抽芯。外表面要求光洁,无凹坑等缺陷,内表面要求不高。模具设计初步采用点浇口、单分型面双型腔注射模。1.2 Moldwizard模具设计1.2.1 模具设计初始化Moldwizard添加产品模型与UG软件打开模型有所不同,其是通过特有的装载命令进行装载的。在“初始化项目”对话框中,可以实现“投影单位(项目单位)”、“投影轨迹(设置项目路径和名称)”、“材料”和“收缩率”的修改。系统默认将项目的路径设置在模型所在的文件夹,并以模型的文件名作为项目名。Moldwizard模块提供了丰富的材料数据,可以从材料库中直接选取符合要求的材料。另外,可以单击“编辑材料数据库”按钮,进行材料库中材料收缩率的编辑和修改。1.2.2 设置模具坐标系在模具设计中,需要定义模具坐标系。模具坐标系的定义过程,就是将产品子装配从WCS(工作坐标系)移植模具到ACS(绝对坐标系),并且以该ACS作为模具坐标系。在Moldwizard模块中,默认了+Z方向作为开模方向[3];而在产品设计过程中,为了设计上的方便,有时在设计产品时不一定考虑开模方向。1.2.3 设置工件和型腔布局作为模具设计的一个部分———工件(又称毛坯),是用来生成模具型腔和型芯的实体,并且与模架相链接;所以,工件尺寸的确定应以型腔或者型芯的尺寸为依据。采用多腔体会提高对注射机的要求,因此应结合不同的实际情况采用不同的型腔数。电话机外壳的模具适宜采用1模2腔的布局。1.2.4 分型分型是模具设计中最重要的部分,简而言之,就是打开模具型腔取出制品;因此,需要将工件拆分成图3 型芯效果图各个模具元件。在UG软件中分型分为4个步骤,即:区域设计、提取区域和分型线、分型面设计、创建型腔和型芯。其中,分型面设计是分型的关键,其合理与否关系到是否能够正确的分型。电话机外壳的分型面应选在端面,这也是本塑件截面尺寸最大的部位。开模后,使塑件包在型芯上留在动模中,然后顶出机构将塑件顶出。型芯效果如图3所示。1.2.5 模架的加载Moldwizard包含的模架库可以提供对多种标准模架库的访问,其中,包含了DME、HASCO和UNI-VERSAL等厂家的标准模架系列。在公制单位模具库中,包含有FUTABA品牌的标准模架;在英制单位模架库中,还包含有OMNI品牌的标准模架。图4 完成模架的调入使用时,可以根据模具设计的需要,从模架库中任意选择,通过模架库的对话框菜单,可以对尺寸进行选择,在模具设计过程中的任意时间,都可以对模架库进行修改。不必使用任何编程工具,就可以将自己设计的模架添加到库中,利用可互换模架的功能,可以通过简单的电子数据表格建立自己的自定义模架。由于CAD模型可以通过电子数据表格驱动来修改,因此不必做任何造型的工作。本塑件选用模架类型为DME的3035,完成模架的调入效果如图4所示。1.2.6添加标准件Moldwizard提供了标准件管理功能,用于各种常用标准件的管理和操作。在“标准件管理”对话框中,用户可以选择模架附件的标准件,并对尺寸参数进行编辑,最后放置在经过型腔布局后的工作环境中形成模具装配结构。1)定位环。定位环是决定模具在注射机上安装位置的定位零件,其作用是使注射机喷嘴与模具主流道对中,同时为了防止型腔内高压熔体溢出模具,Moldwizard提供了带螺纹孔和不带螺纹孔2类定位环。图5 定位环和主流道衬套2)主流道衬套。主流道衬套主要用于当浇道通过几块板时,防止板间溢料,其直接与注射机喷嘴接触,相当于主流道通道的衬套零件[4]。添加的定位环和主流道衬套的效果如图5所示。3)顶杆。在注射成型的过程中,首先,塑件应由模具的型腔或型芯中脱出,许多公司的标准件库图6 顶杆中都提供了顶杆和顶管功能,用于顶出设计;然后,再利用Moldwizard的顶杆后处理,来完成顶出设计。在电话机外壳的模具设计中,每个塑件由14根顶杆顶出,顶杆工作长度为72mm,总长度为116mm,如图6所示。1.2.7 添加浇口和冷却通道Moldwizard已经在预定义的库中提供了很多浇口的类型,可以选择库中现有的浇口或自行设计浇口。本塑件的浇注系统设计在其外表面约中央处,采用点浇口;主流道选用圆锥形,锥角为1.5°。冷却系统的设计方法有通道设计和插入标准件2种,其中插入标准件是创建冷却水管的首选方法。通常系统默认的是插入标准件方法,如果想要扩展创建冷却水管的功能,可以通过用户手动设置,使通道设计方法被选用,如图7所示。1.2.8 模具图在设计过程中,UG软件提供了强大的装配建模功能。在模具装配建模过程中,将制品提升为组模型。在模具设计过程中,装配模型中的所有组件与组模型相关。模具制作完成后应进行试模,如果在充填过程中出现烧伤、憋气和充型不满等问题,可以立即对模具结构进行修改,使各种问题在设计阶段得到解决,以避免在制造完成后出现问题。模具的总装爆炸图如图8所示,模拟模具仿真加工如图9所示。
2结语
UG Moldwizard模块为设计模具的型芯、型腔、滑块、顶杆和嵌件提供了完整的建模工具,提高了模具设计的速度,降低了模具设计的难度,更为有利的是创建出了与产品参数相关且能用于加工的三维模具。Moldwizard必将取代传统的设计方法而成为时代的潮流,其可缩短产品的更新周期,节约模具开发的时间和成本,降低产品投产前的投资,提高企业的竞争力,并为企业带来巨大的经济效益。
作者:李辉 单位:开封大学 机械与汽车工程学院
相关专题:宫崎骏 上市公司增发新股价格