UG NX 注射模具数字化设计实例精讲 课件 第2章 一模两腔侧浇口模具设计塑料盖板模具设计

塑板一塑料盖板模具设计第2章一模两腔侧浇口模具设计塑料一模两腔侧浇口模具设计塑料盖板模具设计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

2.4模具设计实操05

2.5小结ABS塑料特性与应用单击此处添加正文

如何对产品进行前期分析与拔模

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CI型大水口模架

顶针如何分布才能有效顶出产品设计任务01设计任务

本章的设计任务如图2-1所示，要求模腔排位为一模两腔，产品产量20万件设计思路分析02设计思路分析下面以本产品的结构，进行模具设计思路分析材料分析ABS塑料的特性和应用ABS塑料是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物，三种单体相对含量可任意变化，制成各种树脂。ABS塑料兼有三种组元的共同性能，A使其耐化学腐蚀、耐热，并有一定的表面硬度，B使其具有高弹性和韧性，S使其具有热塑性塑料的加工成型特性并改善电性能。因此ABS塑料是一种原料易得、综合性能良好、价格便宜、用途广泛的“坚韧、质硬、刚性”材料。ABS塑料在机械、电气、纺织、汽车、飞机、轮船等制造工业及化工中获得了广泛的应用ABS塑料特性ABS塑料无毒、无味，外观呈象牙色半透明，或透明颗粒或粉状。密度为1.05~1.18g/cm3，收缩率为0.4%~0.9%，弹性模量值为2Gpa，泊松比值为0.394，吸湿性<1%，熔融温度217~237℃，热分解温度>250℃结构分析

模具结构本产品结构比较简单，不需要进行特殊结构设计，可采用一模两腔的二板式模具结构，如图2-2所示CI-2740-A60-B80-C80

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2-3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2-4所示

顶出系统本产品采用顶针推出方式，如图2-5所示

冷却系统根据制品的形状、尺寸和模具结构，冷却孔取8mm。由于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2-6所示模具设计流程及知识点032.3.1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：塑件结构分析→分模设计→排位设计→模仁虎口和基准设计→调用标准模架→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2.3.2主要知识点

本例主要包含如下知识点

1）如何通过“草图”

、“拔模”

、“边倒圆”

、“抽壳”

、“斜率”2.3.2主要知识点

、“缩放体”

、“有界平面”

、“移除参数”

、“模具工具”

、“创建方块”

、“替换面”2.3.2主要知识点、“拉伸”、“拆分体”、“合并”、“修剪片体”、“拆分体”、“缝合”2.3.2主要知识点、“移动对象”

单击此处添加项正文、“线性尺寸”

单击此处添加项正文、“替换面”

单击此处添加项正文等功能完成产品建模与分型

单击此处添加项正文UG模具设计流程

2）如何通过【燕秀UG模具】外挂完成模坯的调用、【开框】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2.3.2主要知识点3）【图层】设置和组合键的应用2.4模具设计实操042.4.1前期准备

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2）新建一个模型文件。按Ctrl+N组合键弹出【新建】对话框，然后单击【确定】按钮，如图2-7所示导入Parasolid模型文件3）导入模型文件。单击【文件】—【导入】—【Parasolid...】，选择本例模型【cp-02.x_t】，单击【OK】，如图2-8模具设计师经验点评：UGNX常规绘图中，其文档的输出格式为prt，可以直接打开或保存2.4.1前期准备

三维模型格式转换指南x_t格式适用于UG高低版本之间的转换。但只适合转实体，很多软件并不支持这种格式。IGS格式可以转线，导出为片体。简单产品可以缝合（将公差增大到0.01），复杂产品还需修补。通常用来转换曲面文件，转出来的面不易变形，但不适合转实体。STP格式通常用来转换实体，一些复杂面容易变形，不建议用来转面4）检查产品模型。单击【分析】—【形状】—塑件脱模斜度分析【斜率】，矢量选择产品表面的法向方向，斜率的最小值输入-0.1，最大值输入0.1，要分析的目标面去框选产品的所有表面，单击【应用】按钮，即可通过颜色直观的检查塑件产品模型。塑件的玫红色表面应为模具的型腔面，蓝色表面为模具的型芯面。塑件内外表面沿脱模方向需设计脱模斜度，本塑件技术要求注明，其脱模斜度为1°，如图2-9所示修改拔模设计5）修改拔模。经斜率分析，产品7个小孔由前模成型。但是前模成型小孔容易粘定模，所以，这里将采用【减胶】的方式修改拔模，修改后，7个小孔由动模成型，如图2-10所示2.4.2分模设计

1）设置产品收缩率。查阅资料，本塑件材料为ABS，其平均收缩率则为0.5%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2-11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2）检查NX的绝对坐标系是否位于产品分型面中心单击【创建方块】2.4.2分模设计

，偏置值输入0，如图2-12所示单击【燕秀UG工具】→【中心线】，类型选择【面】，面选项选择方块的底面，如图2-13所示在菜单栏中选择“格式”→“WCS”→“WCS动态”，调整临时坐标至中心线位置，如图2-14所示移动对象至绝对坐标系单击【移动对象】，选择所有对象，变换运动选择“从坐标系到坐标系”，指定起始坐标系为刚创建的动态WCS，指定目标坐标系位置为绝对坐标系，单击确定，如图2-15所示删除刚创建的方块和中心线。在菜单栏中选择“格式”→“WCS”→2.4.2分模设计

，检查绝对坐标是否位于产品的分型面上，如图2-16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）创建模仁实体。单击“创建方块”，弹出【创建方块】对话框，如图2-17所示。对象选择产品实体，设置间隙值为20，单击【确定】4）模仁与产品求差。单击【减去】命令，目标选择刚创建的方块，工具选择塑件产品，设置【保存工具】，单击【确定】，如图2-18所示2.4.2分模设计

5）拆分模仁。单击拆分体操作指南【拆分体】命令，目标选择模仁实体，工具选项【新建平面】选择XY平面或产品底面，单击【确定】，如图2-19所示。继续单击【拆分体】命令，将凹模的7个柱子拆分出来6）单击【移除参数】，框选界面中的所有元素，单击【确定】，如图2-20所示对象显示设置7）编辑对象显示。单击【编辑】——【对象显示】（快捷键Ctrl+J），设置模型的颜色或透明度，如图2-21所示。将凹模设置为蓝色，透明度为02.4.2分模设计

8）隐藏对象。单击【编辑】-【显示和隐藏】-【隐藏】（快捷键Ctrl+B），将凹模和塑件产品隐藏9）合并凸模。单击【合并】，将凸模合并，如图2-22编辑对象显示设置10）编辑对象显示。单击【编辑】——【对象显示】（快捷键Ctrl+J），设置模型的颜色或透明度，将凸模设置为浅绿色，透明度为02.4.3一模两腔排位设计

1）单击移动对象操作指南【移动对象】，对象选择模仁和产品，变换运动选择【距离】，指定矢量选择+YC，距离输入60mm，【结果】选择【移动原先的】，如图2-23所示2）单击对象旋转复制【移动对象】，对象选择模仁和产品，变换运动选择【角度】，指定矢量选择+ZC，指定轴点单击【点对话框】，选择绝对的坐标原点，角度输入180°，【结果】选择【复制原先的】，如图2-24所示模具设计师经验点评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3）求和。单击【合并】命令，分别将型芯部分求和、型腔部分求和，如图2-252.4.3一模两腔排位设计

模仁设计与拆分4）确定模仁长度尺寸为280。单击【拆分体】，目标选择型芯和型腔，工具选项【新建平面】指定YC平面，如图2-26所示。单击【移除参数】，框选所有模型，单击【确定】调整模仁尺寸至140单击【线性尺寸】，调整模仁长的一半为140，如图2-27。同样的方法，调整模仁的一半长度尺寸为140单击【合并】命令，分别将型芯部分求和、型腔部分求和，如图2-28模仁设计与拆分体操作5）确定模仁的宽度尺寸为170。单击【拆分体】，目标选择型芯和型腔，工具选项【新建平面】指定XC平面，如图2-29所示。单击【移除参数】，框选所有模型，单击【确定】调整模仁尺寸至85单击【线性尺寸】，调整模仁宽的一半为85，如图2-30所示。同样的方法，调整模仁的一半宽度尺寸为85单击【合并】命令，分别将型芯部分求和、型腔部分求和2.4.3一模两腔排位设计

模仁高度尺寸确定6）确定模仁高度尺寸。单击【线性尺寸】，调整型腔高为30，如图2-31所示。单击【线性尺寸】，调整型芯高为35，如图2-32所示7）单击【移除参数】，框选所有图形，单击【确定】创建模仁虎口8）创建模仁虎口。单击【燕秀UG模具】—【模具特征】—【虎口】，选择【模仁边缘虎口】，如图2-33所示。依次选择前模和后模，数量为四角，选择Z方向虎口面上点，参数如图2-33所示，单击【确定】9）基准角标记。单击2.4.3一模两腔排位设计

标记虎口角度【正三轴测图】，模型旋转后，将面对自己的模仁角做标记。单击【燕秀UG模具】—【模具特征】—【虎口】，如图2-34所示，分别将型芯和型腔的基准角做好标记

模具设计师经验点评：NX中单击单击此处添加项正文

【正三轴测图】，模型中，面对自己的模仁角，即为模仁的基准角单击此处添加项正文2.4.4导入模架

调用大水口CI型2740模架参数设置1）调入大水口CI型2740模架。单击【燕秀UG模具】—【模胚】，弹出标准模胚对话框，设置参数如图2-35所示。选择大水口系列CI型27系列2740模架，A板60mm，B板80mm，C板80mm，单击【确定】，完成模架的调用隐藏操作技巧2）隐藏操作。单击【隐藏】（快捷键Ctrl+B），选择定模板和型腔，隐藏两块模板。再启动快捷键Ctrl+Shift+B（反转显示和隐藏），屏幕中只显示定模板和型腔，如图2-36所示定模板开框设置3）定模板开框。单击【燕秀UG模具】—【模具特征】—【开框】，选择【清角】型，零件体（模仁）选择型腔，开框体（模板）选择定模板，C/R角半径为8.5，如图2-37所示隐藏操作技巧4）隐藏操作。启动快捷键Ctrl+Shift+U（全部显示），再启动快捷键Ctrl+B（隐藏），选择动模板和型芯，隐藏两块模板。再启动快捷键Ctrl+Shift+B（反转显示和隐藏），屏幕中只显示动模板和型芯，如图3-38所示动模板开框设置5）动模板开框。单击【燕秀UG模具】—【模具特征】—【开框】，选择【清角】型，零件体（模仁）选择型芯，开框体（模板）选择动模板，C/R角半径为8.5，如图2-39所示2.4.5浇注系统设计：1.调用定位圈、浇口套

唧嘴定位环生成流程1）单击【燕秀UG模具】——【进胶系统】——【唧嘴定位环】，如图2-40所示。单击【动态】，确定零件位置后，单击【生成3D】，如图2-41所示2）单击【减去】，设置保存工具，将浇口套与凹模求差，如图2-42所示3）单击【移除参数】，框选界面中的所有元素，单击【确定】4）调整主流道凝料。单击【偏置面】，将主流道凝料偏置50，如图2-43所示2.4.5浇注系统设计：2.分流道设计

确定型腔底面中心线方法1）确定型腔底面的中心线。单击【燕秀UG模具】—【中心线】，类型【面】，选择平面为型腔底面，如图2-44所示调整分流道长度设置2）调整分流道长度。单击【曲线长度】，选择长度为【总数】，侧为【对称】，总数为55，如图2-45所示3）创建一级分流道。单击【管】，外径为5，选择刚创建的曲线，如图4-46所示创建二级分流道4）创建二级分流道。单击曲线工具栏的【直线】，起点选择绝对坐标原点，终点方向沿着XC，尺寸为22.5，如图2-47所示2.4.5浇注系统设计：2.分流道设计

绘制17.5直线单击曲线工具栏的【直线】，起点选择刚创建的曲线终点，终点方向沿着YC，尺寸为17.5，如图2-48所示单击【管】，外径为4，选择刚创建的二级分流道曲线，如图2-49所示5）预留浇口位置。单击【偏置面】，即将二级分流道偏置-2，如图2-50所示倒圆角处理单击【边倒圆】，将二级分流道一端倒圆角R2，如图2-51。单击【边倒圆】，将一级分流道两端倒圆角R2.5，如图2-52所示2.4.5浇注系统设计：3.浇口设计

拉伸操作示例1）单击【拉伸】，截面选择浇口处预留的曲线，拉伸的宽度为1.5（对称即为0.75），高度为0.8，如图2-53所示模具设计师经验点评：浇口拉伸的宽度一般为二级分流道的1/32）修剪浇口。单击【修剪体】，目标选择刚拉伸的浇口实体，工具平面为【点和方向】，如图2-54所示3）浇口拔模。单击【拔模】，将浇口的三个面拔模，拔模角度为10°，如图2-55所示4）单击【边倒圆】，将浇口倒圆角R0.5，如图2-56所示2.4.5浇注系统设计：3.浇口设计

5）单击【移除参数】，框选界面中的所有元素，单击【确定】旋转复制分流道和浇口6）旋转复制分流道和浇口，并将流道凝料求和。单击【移动对象】，对象选择刚创建的分流道和浇口，运动选择角度，矢量选择Z轴，轴点为绝对坐标原点（0,0,0），角度为180°，结果为复制原先的，如图2-57所示单击【合并】，将流道和浇口凝料求和模具浇注系统凝料处理7）单击【减去】，将型芯与流道凝料求差，型腔与流道凝料求差，浇口套与流道凝料求差，结果如图2-58、2-59所示。本套模具的浇注系统凝料效果如图2-60所示2.4.6推出机构设计：1.顶针设计

1）确定顶针位置。单击【草图】，绘制10根直径为6的圆，位置如图2-61所示，单击【完成草图】模具设计师经验点评注意顶针位置坐标点尽量为整数，或保留一位小数点。即顶针位置尽量取整数或带0.5的小数，如27或27.5，实在空间不够再取27.2单击【拉伸】，将刚绘制的草图拉伸，如图2-63所示旋转复制物体单击【移动对象】，选择刚创建的10个拉伸体，变换运动选择【角度】，指定矢量Z轴，指定z轴点为绝对的坐标原点，角度为180°，结果【复制原先的】如图2-64所示调用顶针效果展示2）调用顶针。单击【燕秀UG模具】-【顶出系统】-【顶针】，产品顶针直径为6，位置捕捉刚创建的拉伸实体圆弧，如图2-65。顶针调用效果如图2-66所示2.4.6推出机构设计：1.顶针设计

3）调用流道顶针。流道顶针直径为5，3根顶针位置为X=±22.5和坐标原点，如图2-67所示设置顶针拉料槽参数4）单击【燕秀UG模具】-【进浇系统】-【钩针】，类型选择顶针拉料槽，参数如图2-68所示。依次选择模仁分型面和坐标原点的顶针，单击【确定】修剪顶针教程5）修剪顶针。单击【燕秀UG模具】-【顶出系统】-【顶针修剪】，系统自动弹出已有23根顶针，参数如图2-69所示。选择模仁或镶件，单击【确定】。注意：其他模板，系统会自动识别选定。若有错误，可手动修改移除参数与顶针效果6）单击【移除参数】，框选界面中的所有元素，单击【确定】。删除前期确定顶针位置的20个圆柱体。已完成的顶针效果图如图2-70所示2.4.7冷却系统设计：1.动模冷却运水

模具回型运水设置1）单击【燕秀UG模具】—【模板运水】—【回型】，根据提示选择模仁底部面，单击模型上的箭头，可以调整尺寸，如图2-71所示。动模运水参数如图2-72所示2）合并水路求差实体。单击【合并】，将水路的求差实体合并，如图2-73所示动模板求差操作3）将动模板与水路实体求差。单击【减去】，目标选择动模板，工具选择刚合并的水路求差实体，如图2-74所示。同理，将动模板与O型密封圈求差实体求差，如图2-75所示型芯与水路实体求差4）将型芯与水路实体求差。单击【减去】，目标选择型芯，工具选择刚合并的水路求差实体，如图2-76所示5）检查水路。动模冷却示意图如图2-77，动模冷却标准件如图2-78所示2.4.7冷却系统设计：2.定模冷却运水

回型运水设置1）单击【燕秀UG模具】—【模板运水】—【回型】，根据提示选择模仁底部面，单击模型上的箭头，可以调整尺寸，如图2-79所示。定模运水参数如图2-80所示2）合并水路求差实体。单击【合并】，将水路的求差实体合并，如图2-81所示模板求差操作3）将定模板与水路实体求差。单击【减去】，目标选择定模板，工具选择刚合并的水路求差实体，如图2-82所示。同理，将定模板与O型密封圈求差实体求差，如图2-83所示型腔水路求差操作4）将型腔与水路实体求差。单击【减去】，目标选择型腔，工具选择刚合并的水路求差实体，如图2-84所示5）检查水路。动模冷却示意图如图2-85所示，动模冷却标准件如图2-86所示模具设计师经验点评冷却系统的进水一般在反操作测，即在基准角那一侧（+X方向）。运水接头的优先顺序：反操作侧-操作侧-地侧-天侧。为什么尽量不设在天侧？一是怕漏水，导致模仁生锈。二是自动化生产时，怕影响机械手的动作。为什么不设在地侧？一是怕吊模时，忘记拆卸水管，导致压坏。二是怕产品自动落下之时，挂在水管上。从安全与不影响生产的角度来考虑，在操作侧与非操作侧时，优先非操作侧2.4.8其他辅助零件设计：1.调用模仁螺栓

型腔与定模板螺栓设计1）型腔与定模板螺栓。隐藏其他零件，屏幕中只显示型腔与定模板。单击【燕秀UG模具】—【螺丝】，选择公制M8螺栓，自定义数量为X2Y3，如图2-87所示

螺牙放置操作指南2）根据命令提示，选择螺牙的放置平面为型腔底面，单击【动态】，光标放置合适的坐标位置，如图2-88所示，单击【返回】。螺栓与水路壁至少3-5mm的安全距离，一般距离模仁边缘8-10mm

生成3D模型确认3）如图2-89所示，界面中显示已经调用6根螺栓及其XY坐标参数，确认无误后，单击【生成3D】。结果如图2-90所示

型芯与动模板螺栓调用4）同样的方式，调用型芯与动模板螺栓。隐藏其他零件，屏幕中只显示型芯与动模板。单击【燕秀UG模具】—【螺丝】，选择公制M8螺栓，自定义数量为X2Y3。型芯与动模板螺栓调用效果如图2-91所示2.4.8其他辅助零件设计：2.调用复位弹簧

设置回针参数1）单击【燕秀UG模具】—【弹簧】，选择【回针】，自动捕捉到本套模具顶针板行程为40mm（无限位块），当前回针直径为20。修改弹簧长度，可改变沉入模板的尺寸，参数如图2-92所示2）单击【预览】，生成弹簧参数，确认信息后，单击【生成3D】，效果如图2-93所示2.4.8其他辅助零件设计

调用垃圾钉。单击【燕秀UG模具】—【顶针板零件】，选择【垃圾钉】，如图2-94所示。单击【点选】，选择垃圾钉位置坐标XY（57，170），即位于复位杆的正下方，单击【生成3D】2.4.8其他辅助零件设计：4.调用支撑柱

UG模具顶针板设计教程单击【燕秀UG模具】—【顶针板零件】，选择【支撑柱】，直径选择40，自定义数量X2Y2，如图2-95所示。单击【动态】，选择支撑柱的位置坐标XY（43，123），如图2-96所示，单击【返回】，单击【生成3D】

UG模具支撑柱设计单击【燕秀UG模具】—【顶针板零件】，选择【