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基于UG的三维模具设计探讨
作者：曾德芝 何林
来源：《山东工业技术》2017年第02期
摘 要：随着科技的进步和人们的生活质量的提升，人们对于产品制造的效率、质量的要求越来越，这就要求模具产业要在短时间内实现对于产品的良好设计，并通过设计方案迅速组织产生的生产制造，生产出具有性价比的、符合消费者心理预期的产品，打开产品销路。基于此，本文对基于UG的三维模具的设计进行了简单分析，希望对相关从业者有所启示。 关键词：UG；三维模具；设计
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.245 0 前言
随着产品生产加工的发展，MC即加工中心的应用越来越广泛，而CAD、CAM等技术的应用也越来越普及。在模具的设计制造当中，CAD、CAE、CAM一体化已经成为了一种必然的趋势。UG以其强大的功能，对于CAD、CAE、CAM、CAQ等可以实现兼容，并在模具设计制造方面具有良好的稳定性、可靠性，可以完成对于大容量数据的快速处理，因而在机械、汽车、航空、家电等行业中被广泛应用。 1 UG软件系统介绍
UG软件将集成制造技术、塑料模具设计功能、辅助加工功能等集于一身，具有良好的应用价值。在集成制造技术方面，UG拥有概念设计、基础设计和详细设计三大功能，在统一数据库和参数化造型技术的支撑下，UG的应用大大缩短了传统的设计、数控编程所耗费的时间，提升了设计制造的工作效率。在塑料模具设计功能方面，UG运用其独有的注塑模具设计模块，可以辅助设计人员通过产品的三维模型制造模具，并提供模具标准件库和标准模架库，最终完成顶出机构和模具总体的良好装配设计。在UG的辅助加工功能方面，UG提供科学的工艺文件配置，包括选择铣削的类型、走刀的线路、刀具的直径设计、切削速度的控制等，并计算出加工涉及的其他各种参数，为后处理做好充分的准备。 2 基于UG的三维模具设计方法
以老版普通按键手机的设计为例，对基于UG的三维模具的设计方法及操作流程进行简单分析。
2.1 制件三维建模和分析
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制件三维建模和分析，是三维模具设计的第一步，也是基础性的一步。首先利用UG的曲面造型功能和编辑修改功能，将设计者的设计意图进行初步呈现，并将手机模型制品的质量、体积等物理数值进行计算和存储，为后续步骤所用。然后，对手机制品的细节部分进行设计，包括后盖、内槽、耳机插孔、壳体等，形成基本的手机制品三维模型图。手机塑件要求抗冲击性能良好、抗老化性能良好，表面光洁度高，尺寸稳定性好等，因而处于成本的考虑适宜选择ABS材料。
2.2 模具的设计模块
通过UG模具设计模块，可以对模具的元件及其组件进行创建、修改、分析等操作，还可以根据实际需要对模具参数进行准确更新，这为模具设计过程中数据的统一性和准确性提供了保障。
2.2.1 产品装载与布局
在之前的设计流程完成后，即可进入模具设计模块当中。在选择产品尺寸的时候，要使产品尺寸单位保持统一，单位一般为㎜。UG系统会自动根据材料类型控制收缩率。在布局环节当中，要对产品的生产批量、内侧抽和外抽芯的有无、WCS工作方向等进行综合考量，实现对于布局的准确把握。 2.2.2 分型面、型芯的建立
将零件的漏洞补好，通过自动搜索建立分型线，在分型线不够平滑的时候，要通过分型线引导线和连续分型面防治分型时出现无法分割的问题。保证型腔面和型芯部分分别进行选择，在零件的面数量比较多的情况下，可以结合人工的手动选择，达到分型面、型芯的良好建立效果。
2.2.3 模型和标准件的加载
在此次手机三维模具的设计中，选择“FUTAB-H”模架，此模架属于三板式模具的一种。在加载定位环时，选择“DME-MM”的Locating Ring[with Screws]，在选择浇口套时选择“HASCO_MM”的Sprue Bushing[Z518]，将加载顶杆目录设置为“HASCO_MM”的Ejector pin（ Straight） 。另外，在选择尺寸的时候，尺寸的选择应当大小适宜。 2.2.4 流道和浇口的设计
在此次手机三维模具的设计中，考虑到模型型腔的布局，将流道设计为常见的“S”形，浇口设计为点浇口。在点浇口的使用过程中，要考虑浇口的脱出问题，采用斜孔拉断浇口，斜孔直径设计为3到5㎜，斜角设计为30°到45°，这样所设计的流道和浇口是最为适宜的。 2.2.5 斜顶杆和滑块的添加
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在该手机三维模具设计中，内侧抽和后盖进行了扣合设计。为了达到设计标准，在模具上设置斜顶杆，帮助模具更好地成型。在模具的装配过程中，重点注意坐标系的方向设置问题，保证模具的造型不出现偏差。将滑块类型设置为“Push-pull slide”，然后在此基础上建立侧抽芯，运用布尔求和算法，对滑块和侧抽芯完成求和工作。 2.2.6 开模模拟
此次设计中，开模模拟是三维手机模具设计的最后一步，也是确定设计效果的最终一步，因此必须准确有效地开展。手机模具开模过程分为两个阶段，以保证开模模拟的准确性和可靠性。在第一个阶段，拉断点浇口脱出轨道系统，拉断外抽芯，在第二个阶段，内侧抽脱开关并将塑件顶出，达到了良好的开模模拟效果。 3 结束语
UG具有良好的自动化处理能力，并且操作简单、应用快捷，在产品的设计过程中可以节省大量的时间，增强产品设计的时效性和性价比。在模具三维设计过程中，UG具有良好的应用价值和应用效果，并在实际工作中得到了广泛应用。基于UG的工作模块、工作方式，应当结合UG的原理，根据不同的三维模具设计目标，对UG进行合理应用，以充分发挥UG在三维模具设计中应有的效果，实现对于三维模具设计的良好辅助，进而降低产品的设计开发成本，提升产品进入市场后的综合竞争能力。 参考文献：
[1]曲祥.基于UG的模具三维建模与装配设计[D].华北电力大学，2011.
[2]蒋萌，葛正浩，王文君，元庆凯.基于UG的模具三维设计与制造[J].塑料，2010（02）：20-22.
[3]孙加伟.基于UG的模具电极用通用夹具结构设计与研究[D].华南理工大学，2013. [4]邹伟，钟涛生，张聚国，付求涯.基于UG注塑模具标准件三维参数化图形库的开发[J].塑料科技，2011（12）：71-73.
作者简介：曾德芝（1986-），女，侗族，贵州锦屏人，本科，讲师，研究方向：计算机绘图、三维建模与模具设计。
本文来源：https://www.wddqxz.cn/824ee83a17791711cc7931b765ce0508763275d9.html
2022-04-26
