UG NX 注射模具数字化设计实例精讲 课件 第3章 一模四腔侧浇口模具设计灯罩模具设计

第3章一模四腔侧浇口模具设计—灯罩模具设计CONTENTS目录01

设计任务02

设计思路分析03

模具设计流程及知识点04

3.4灯罩模具设计实操05

3.5小结灯罩模型设计任务

如何使用手动分模的方法进行模具设计

如何使用燕秀模具外挂加载LKM_AI型大水口模具模架

顶针如何分布才能有效顶出产品，顶针大小及方位如何确定

如何创建浇注系统和冷却系统设计任务01设计任务

灯罩模型设计任务本章的设计任务是灯罩模型，灯罩模型图如图3-1所示，接受设计任务是客户提供灯罩产品的模型图，并提出一些设计要求如表3-1所示设计思路分析02设计思路分析下面以灯罩产品的结构，进行模具设计思路分析用途分析

电器产品模具要求该产品属于电器产品，注射条件为高温、高压，故对模具有较高强度要求，尺寸定位要求比较高，产品也要有一定耐磨性和耐腐蚀性材料分析：（1）技术指标

ABS树脂特性ABS是丙烯晴、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯晴，B代表丁二烯，S代表苯乙烯，ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS、SAN、BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧、硬、刚相均衡的优良力学性能材料分析

使用性能有良好的冲击刚度，尺寸稳定性好，电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性、成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类溶剂，而且易溶于醛、酮、和某些氯代烃中材料分析：（3）成型性能

①无定形料，流动中等，吸湿大，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥②易取高料温，高模温，但料温过高容易分解。对精度较高的塑件，模温宜取500C~600C。对高光泽、耐热塑件，模温宜取600C~800C模具维护与排气优化③如成型耐热级或阻燃级材料，生产3~7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面光亮，须对模具及时进行处理，同时模具表面需要增加排气位置结构分析模具结构灯罩产品结构比较简单，不需要进行特殊结构设计，可采用一模四腔的二板式模具结构，如图3-2所示分型面分型面取在制品最大截面处，为保证制品的外观质量和便于排气，分型面选在产品的底部，如图3-3所示浇口类型由于产品的外观和结构限制，不宜于采用直接式浇口、点浇口和潜伏式浇口进料。而侧浇口进料，既不影响产品的外观，去除又方便，如图3-4所示顶出系统由于灯罩模型锁模力不大而且不是透明产品，所以顶出机构可以采用顶针顶出，如图3-5所示冷却系统根据制品的形状、尺寸和模具结构，型芯和型腔的结构限制，动模和定模采用直流式冷却系统比较合理，如图3-6所示模具设计流程及知识点033.3.1模具设计流程分析模具设计流程本例将完全采用建模模块的功能进行模具设计，设计模具时设计出主要成型结构，A板B板以及模架的加载、流道系统、顶出系统、冷却系统等的设计，最后完成其他零部件的加载。主要设计流程是：调入参考模型与缩放模型→创建补块完成破孔修补→创建型腔型芯→→创建镶件→创建A板和B板→调入模架→设计流道系统→设计顶出系统→设计冷却系统→其他标准件的加载→完成模具设计3.3.1主要知识点

本例主要包含如下知识点

1）如何通过“缩放体”

、“模具工具”

、“创建方块”

、“替换面”

、“实例几何体”3.3.1主要知识点

、“拉伸”

、“分割体”

、“求和”

、【变换】

等功能完成产品的分型

2）如何通过燕秀模具外挂完成模坯的调用、【开框】3.3.1主要知识点等功能的使用，完成模架的加载及顶出系统、流道系统、冷却系统的创建3）如何通过【轮廓分割】、【圆柱体】、【偏置区域】、【求差】3.3.1主要知识点等命令完成镶件的制作3.4灯罩模具设计实操043.4.1调入模型与设置收缩率

启动UGNX软件1）启动UGNX软件。在Windows界面选择“开始”→“所有程序”→“SiemensNX”→“NX”命令，进入NX初始化环境界面调入参考模型2）调入参考模型。按Ctrl+O组合键弹出【打开部件文件】对话框，选择灯罩产品文件（随书附带文件中“example\03\cp-03.prt”），然后单击按钮调入参考模型，如图3-7所示3）在“应用模块”工具条中单击“建模”按钮或按Ctrl+M组合键进入建模模块4）复制产品。在菜单栏中选择“格式”→“复制至图层”3.4.1调入模型与设置收缩率

选项，类选择的对象选择灯罩产品，单击，弹出“图层移动”对话框，目标图层或类别输入10，单击，如图3-8所示注意UGNX中的图层分为工作图层、可见图层和不可见图层。工作图层即为当前正在操作的层，当前建立的几何体都位于工作图层上，只有工作层中的对象可以被编辑和修改，其他的层只能进行可见性和可选择性的操作。通过【复制至图层】命令，在10层保存一个原尺寸产品，方便后面模型的操作5）图层设置。在菜单栏中选择“格式”→“图层设置”3.4.1调入模型与设置收缩率

选项，弹出图层设置对话框，如图3-9所示，将11层的灯罩产品的复制文件设置为不可见6）设置产品收缩率。在菜单栏中选择“插入”→“偏置/缩放”→“缩放体”选项，弹出“缩放体”对话框，选择灯罩产品，设置比例因子为1.005，如图3-10所示模具设计师经验点评设置制品的收缩率，是因为塑料在模具型腔冷却后要产生收缩，而制品成型后要经过一段时间才能完全稳定下来。其目的是对塑料成型留出一定的调整余地，以保证制品的精度要求。对一个产品设置收缩率后，产品的尺寸发生了变换，所以在设置收缩率之前，通常复制产品的原文件到图层，便于零件尺寸的验证3.4.1调入模型与设置收缩率：（7）检查NX的绝对坐标系是否位于产品分型面中心

在菜单栏中选择“格式”→“WCS”→，检查绝对坐标是否位于产品的分型面上，本实例的绝对坐标已经调整至产品分型面，如图3-11所示模具设计师经验点评在进行产品分模之前，将产品坐标归位到【设置为绝对WCS】，对于模具分模过程中临时坐标的设置和归位、以及调入标准模架等是非常必要的3.4.2产品破孔修补：1）灯罩产品外表面有4个缺口，可采用补实体或补片体的方法，本实例采用补实体

单击“创建方块”创建方块修复通孔面，弹出“创建方块”对话框，面规则切换为单个面，面间隙为0，对象选择灯罩产品要修补的-Y方向的通孔面，单击【确定】，如图3-12所示模具设计师经验点评用软件分模时，通孔有选择上下两种的分法，但是软件不能判断选择哪种分法，所以用户要将通孔补好，以决定留前模还是后模。而当产品的外表面要求比较高，不允许有毛刺时，应在型芯的表面进行修补靠破孔的操作3.4.2产品破孔修补：2）在“同步建模”工具条中，单击“替换面”

面替换操作指南按钮，弹出“替换面”对话框，如图3-13所示。选择要替换的面为方块上表面（原始面1），替换的面为灯罩产品上表面（替换面1），单击【应用】。接着，再选择要替换的面为方块侧面（原始面2），替换的面为灯罩产品外圆面（替换面2），单击【确定】，结果如图3-14所示3.4.2产品破孔修补

3）检查产品圆角大小，将方块倒圆，修补圆角面在“同步建模”工具条中，单击“调整圆角大小”按钮，测量产品圆角半径为5.025，如图3-15所示在“特征”工具条中，单击“边倒圆”按钮，将方块的棱角倒圆，半径为刚测量的5.025，如图3-16所示4）单击“减去”命令，目标选择方块，工具选择产品，如图3-17所示5）单击“移动对象”命令，运动选择“角度”，指定矢量为“z轴”，指定轴点为绝对坐标原点（0，0，0），角度为360°/3，结果选择“复制原先的”，非关联副本数为2，如图3-18所示6）单击“拉伸”按钮，拉伸的截面选择产品中心孔的下边缘，方向为+Z，拉伸的开始值为0，结束选择“直至延伸部分”为产品的上端面，如图3-19所示3.4.3型腔型芯创建

产品排位设计分析1）产品的排位分析。根据产品的大小、产量和模具寿命等要求，对产品进行一出四的排位设计，设计尺寸如图3-20所示。在“草图”工具条中，单击“草图”按钮，在XY平面建草图，尺寸如图3-21所示，单击2）在“特征”工具条中，单击“拉伸”按钮，截面选择草图，拉伸的方向为+Z，上模仁55，下模仁50，单击，如图3-22所示3）单击“减去”3.4.3型腔型芯创建

设置灯罩产品参数命令，目标选择刚拉伸的实体，工具选择灯罩产品和四个补实体，设置选项中“保存工具”，单击【确定】，如图3-23所示4）将拉伸的实体分割。单击“拆分体”，目标选择拉伸的实体，分割的平面选择ZC平面，完成动、定模仁的分割，如图3-24所示5）在“编辑特征”工具条中，单击“移除参数”按钮，对象选择模仁，单击【确定】，如图3-25所示模具设计师经验点评使用【分割体】命令可以选取已有的平面作为工作平面，也可以新建一个平面作为拆分体的参考平面3.4.3型腔型芯创建

6）隐藏上模仁和产品，屏幕中只显示下模仁6个部件单击“合并”按钮，目标体选择下模仁，工具条选择型芯和补实体，如图3-26所示7）单击“移动至图层”图层移动操作，类选择的对象选择上模仁，单击【确定】，弹出“图层移动”对话框，目标图层或类别输入21，单击【确定】，如图3-27所示3.4.3型腔型芯创建

01同理，将下模仁移动至41层，将草图及标准等无用信息移动至255层。型腔、型芯结果图3-28所示单击此处添加项正文

02模具设计师经验点评：【移动至图层】单击此处添加项正文

03图层管理与对象分类用于改变图素或特征所在的图层位置，可以讲对象从一个图层移动至另一个图层。读者可以根据自己的设计习惯，自定义合适的图层。这个功能非常有用，可以及时的将创建的对象归类至相应的图层，方便了对象的管理3.4.4型腔型芯布局

1）单击“移动对象”命令，运动选择距离，矢量为-XC，距离为75，如图3-29所示2）单击“移动对象”命令，运动选择距离，矢量为XC，距离为150，结果选择复制原先的，如图3-30所示3）单击“偏置面”命令，将刚移动复制的模仁侧面偏置10，如图3-31所示4）移动变换所有模型，调整其与绝对坐标的关系，使绝对坐标位于模具的正中心。单击“移动对象”命令，运动选择距离，矢量为-YC，距离为75，如图3-32所示3.4.4型腔型芯布局：5）单击“移动对象”

180°角复制操作命令，运动选择“角度”，指定矢量为“ZC轴”，指定轴点为绝对坐标原点（0，0，0），角度为180°，结果选择“复制原先的”，如图3-33所示注意在做一模多腔模具时，如果产品不是对称的，切不可利用【镜像】命令变换产品，这样被镜像的产品是反向的，不符合实际要求。读者可以使用【平移】【旋转】等方式进行变换3.4.4型腔型芯布局

6）单击“合并”按钮，目标体选择1个下模仁，工具体选择其他3个下模仁。同理，将4个上模仁求和，结果如图3-34所示3.4.4型腔型芯布局：7）检查绝对坐标系与模具中心是否重合模具设计师经验点评

设置模具坐标时，应将坐标设置在分型面上，并对准产品的中心，使Z轴朝上，同时保证设置的坐标作为绝对坐标，即靠移动产品位置调整坐标。这样既保证自动调入模架后，A、B板的位置不会出错，在用临时坐标后，也可随时恢复原坐标3.4.5镶件制作

1）单击“圆弧/圆”绘制分割曲线圆命令，选择“从中心开始的圆弧/圆”，限制勾选“整圆”，圆心捕捉凸台边缘的圆心，再捕捉凸台端部一点，产生要分割镶件的曲线圆。同样，对其他3个凸台绘制圆曲线。如图3-35所示2）单击“拉伸”拉伸界面操作指南按钮，拉伸的界面选择刚绘制的4个圆弧，拉伸的限制的起始和结束均要超过下模仁，设置体类型为“片体”，如图3-36所示3）单击“拆分体”，目标选择下模仁，工具选项为“面或平面”，选择刚拉伸的4个片体，单击【确定】，如图3-37所示3.4.5镶件制作

4）单击“移除参数”按钮，对象选择下模仁，单击【确定】。这样就拆分出4个型芯，如图3-38所示5）单击“移动至图层”图层移动设置，类选择的对象选择4个片体和4个圆弧，单击【确定】，弹出“图层移动”对话框，目标图层或类别输入255，单击【确定】6）单击“测量”，对象选择镶件的圆柱面，测得直径为40.2，如图3-39所示7）创建镶件的挂台。单击“圆柱体3.4.5镶件制作

圆柱参数设置与布尔运算，圆柱类型为“轴、直径和高度”，轴的矢量为+Z，指定点捕捉镶件底座圆心，将挂台直径设为55，高度为5，布尔运算为“合并”，对象选择镶件，单击【确定】，如图3-40所示同样，完成其他3个镶件挂台的制作，结果如图3-41所示8）单击“减去”按钮，目标体选择下模仁，工具体选择4个镶件，设置选项中“保存工具”，单击【确定】，如图3-42所示9）下模仁挂台孔避空设计。单击“偏置面”3.4.5镶件制作

按钮，要偏置的面选择镶件挂台孔面，偏置值为-0.5，单击【应用】，如图3-43所示

同样，完成其他3个镶件挂台孔的制作3.4.6导入模架

1）调入龙记大水口AI型5050模架调用模具模架参数设置单击燕秀模具外挂中“模胚”命令，弹出龙记标准模胚对话框，设置参数如图3-44所示。选择大水口AI型50系列5050模架，A板90，B板50，C板120，AB板间距为0，单击【确定】，完成模架的调用2）燕秀模具外挂中调出的模板默认为全透明模式显示，以方便用户检查各零件之间的位置关系取消模板透明度设置取消模板透明度。框选所有零件，单击“编辑”——“对象显示”命令，将着色显示拖动至任意数值，在拖动为0，如图3-45所示，单击【确定】3.4.6导入模架

定模板开框流程3）定模板开框。隐藏（Ctrl+B）定模板和定模仁，再反向隐藏（Ctrl+Shift+B），屏幕中只显示定模板和定模仁。单击燕秀模具外挂中的“开框”命令，按照提示，依次选择开框类型，选择模仁和模板，如图3-46所示

动模板开框操作4）动模板开框。将所有模型全部显示（Ctrl+Shift+U），隐藏（Ctrl+B）动模板和动模仁，再反向隐藏（Ctrl+Shift+B），屏幕中只显示动模板和动模仁。单击燕秀模具外挂中的“开框”命令，按照提示，依次选择开框类型，选择模仁和模板，如图3-47所示

模仁虎口设计5）模仁虎口设计。单击【燕秀UG模具】—【虎口】，依次选择前模和后模，选择Z方向虎口面上的点，参数如图3-48所示

模仁基准角设定6）模仁基准角。单击定向视图——正三轴测图，正对着自己的模仁角即为基准角。单击燕秀模具外挂——基准角，依次将动模仁和定模仁打基准角，如图3-49所示3.4.7浇注系统设计

调用定位圈操作指南1）调用定位圈。单击燕秀模具外挂——灌嘴定位环，参数选择如图3-50所示，单击动态，确定定位环的位置后，单击【生成3D】调用浇口套定位2）调用浇口套。单击燕秀模具外挂——灌嘴定位环，参数选择如图3-51所示，单击动态，确定浇口套的位置后，单击【生成3D】3）单击“实用工具”工具条中的“隐藏”按钮（或用快捷键Ctrl+B），隐藏其他部件，视图中只显示浇口套和上模仁在“特征”工具条中，单击“减去”按钮，目标体选择上模仁，工具体为浇口套，设置选项中“保存工具”，单击【确定】，如图3-52所示3.4.7浇注系统设计

4）单击“移除参数”

按钮，将当前文档去除参数关联

5）单击“偏置面”命令，将主流道凝料拉长，如图3-53所示

6）创建分流道。单击“草图”工具条中“草图”

按钮，在XY平面建草图，绘制草图，尺寸如图3-54所示

7）单击“管”3.4.7浇注系统设计

管道路径编辑技巧，管道路径选择刚绘制的一条直线，单击【应用】，再选择另外一条直线，布尔运算选择【合并】，选择刚绘制的管道，单击【确定】，结果如图3-55所示8）修整分流道。单击“偏置面”命令，将分流道的端面向后偏置-3，如图3-56所示在“特征”工具条中，单击“边倒圆”按钮，要倒圆的边选择分流道的6个边缘，半径输入4，如图3-57所示，单击【确定】9）在“特征”工具条中，单击“合并”按钮，将主流道废料和分流道废料求和，如图3-58所示3.4.7浇注系统设计拉伸命令应用10）单击“拉伸”命令，选择分流道的直线，拉伸方向为+X，对称值0.75，两侧偏置0和0.8，如图3-59所示11）在“特征”工具条中，单击“减去”单击此处添加项正文模具设计流程按钮，目标体选择定模仁，工具体选择流道废料，设置选项中“保存工具”，单击【应用】。再次“减去”操作，目标体选择动模仁，工具体选择流道废料，设置选项中“保存工具”，单击【确定】，如图3-60所示3.4.8顶出机构设计

1）分析产品，每个产品有3个柱位，可在柱位设置圆形顶针测量产品柱位圆柱面直径单击分析——测量，测量直径的对象选择产品柱位的圆柱面，测得直径为8.04，如图3-61所示。由于圆形顶针有标准件，可采用φ8的顶针设置12根顶针2）单击燕秀模具外挂中的顶针，选择φ8的顶针，如图3-62所示。根据提示，选择放置顶针点的位置，捕捉圆柱面的圆心，完成共12根顶针的设置，如图3-63所示修改顶针为钩料针3）将中间一根顶针的属性改为钩料针。单击燕秀模具外挂——钩针，类型选择顶针拉料槽，设置参数如图3-64所示修剪避空操作4）单击燕秀模具外挂——顶针——修剪避空，外挂自动识别出15根顶针，根据提示选择模仁和4个镶件，如图3-65所示调整顶针5）调整顶针。由于此处产品结构特点，此处外挂修剪顶针容易出错，单击“替换面”，手动修改顶针高度，如图3-66所示。由于分流道两根顶针与产品形状无关，顶针端面可以做成平面。单击“修剪体”，选择分流道的两根顶针，将其端面修剪成平面，如图3-67所示3.4.9冷却系统设计模仁螺丝连接设计1）给定模和模仁打螺丝。单击燕秀模具外挂——螺丝，参数如图3-68所示，单击【4角镜像】，依据提示选择螺牙的放置平面为模仁底面，单击【生成3D】，如图3-69所示，完成定模和模仁的螺栓连接设计模具螺丝连接设计2）与定模板类似，给动模支撑板和下模仁打螺丝。单击燕秀模具外挂——螺丝，参数如图3-68所示，单击【自动】4，依据提示选择螺牙的放置平面为模仁底面，单击【生成3D】，如图3-70所示，完成定模和模仁的螺栓连接设计动模运水设计3）动模运水设计。单击燕秀模具外挂——冷却系统——模板运水，运水直径输入12，单击图中箭头，调整水路参数，具体参数如图3-71所示。单击“合并”，将动模水路的求差实体合并。再单击“减去”，将动模支撑板与合并的水路求差实体、O型密封圈的求差实体求差，如图3-72所示。再将动模仁与合并的水路求差实体求差，运水结果参考图3-6（b）所示模具冷却系统设计4）定模运水与动模类似。单击燕秀模具外挂——冷却系统——模板运水，运水直径输入12，单击图中箭头，调整水路参数，具体参数如图3-73所示。单击“合并”，将定模