基于UG的風扇調速器上蓋注射模設計

　　1 塑件分析

　　風扇調速器上蓋的實體模型如圖1所示，其造型過程是通過m凇模型設計中的長方體、拉伸體、直紋面、拔模斜度、圓角、抽殼、孔等設計功能完成。

　　制品的材料為聚丙烯(PP)，該材料具有高頻絕緣性能好、絕緣性能不受濕度影響、吸水性小、具有一定的強度和硬度、流動性好、成型工藝性好的優點，廣泛應用于機械零件、絕緣零件等。對制品的結構進行分析，可以看出制品的兩側面各有一排散熱槽。在模具設計時必須采用雙向的側向分型和抽芯機構。因此，風扇調速器上蓋注射模設計的關鍵就是側向分型和抽芯機構的設計。

圖1 風扇調速器上蓋

　　2 制品成型分析

　　在模具設計中，采用雙腔模布局。澆注系統采用側澆口，從制品的側面進澆。不影響制品外觀。散熱槽通過側向分型和抽芯機構成型。推出方式采用推桿推出。冷卻采用水冷方式，冷卻水孔采用直通布置。

　　3 模具設計

　　3.1 進人注射模向導

　　在UG NX的工作環境中，選擇[注射模向導]。進入UG NX的注射模設計模塊。

　　3.2 注射模的前期設計

　　按照注射模向導的設計流程，在注射模的前期設計中完成項目初始化、設置模具坐標系、設置收縮率、加入成型鑲塊、型腔布局等步驟。從而建立一個注射模設計項目，確保制品的的坐標系適合進行注射模設計，并按照制品的成型材料給定合理的收縮率。同時加入用于生成模具型芯和型腔的成型鑲塊。進行雙腔模布局。

　　在雙腔模布局時，必須進行成型鑲塊的腔體設計，以便在加入模架后，通過腔體在模板上開出安裝型芯和型腔的槽。

　　3.3 分型設計

　　分型設計是注射模設計的關鍵，包括分型線設計、分型面設計、提取分型區域、生成型芯和型腔等步驟。

　　風扇調速器上蓋模型頂面存在一個調速旋鈕孔，上下側面存在一排散熱槽，在進行分型設計時，首先必須填補這些孔槽，否則將無法進行分型設計，不能生成型芯和型腔。

　　注射模向導的[模具工具]具有曲面修補和實體修補功能，利用[模具工具]的曲面修補方式修補制品的孔槽。點擊[Surface Patch]，在風扇調速器上蓋模型中選擇包含調速旋鈕孔和散熱槽的制品內表面，確定后完成孔槽的修補。

　　完成孔槽的修補后，點擊[分型]工具，打開分型管理器，進行以下設計：

　　點擊編輯分型線，通過自動搜索分型線的方法自動產生分型線，檢查系統自動識別的分型線是否符合分型需要，必要時，可以通過搜索環的方法手動搜索分型線。

　　點擊創建和編輯分型面，通過創建分型面的方法生成一個有界平面作為制品的分型面。

　　點擊抽取區域，通過邊界區域抽取型芯和型腔區域。

　　點擊創建型芯和型腔，通過自動創建型芯和型腔的方法生成型芯和型腔。

　　設計結果如圖2所示。

　　3.4 側向型芯設計

　　對型腔的結構進行分析，可以看出由于成型散熱槽的2排方臺的存在，在開模時必然阻礙制品的脫模。必須將該部位設計成側向型芯，通過側抽芯機構在開模時先進行側向分型，才能保證制品的順利脫模。

圖2 型腔和型芯

　　將型腔設置為顯示部件，通過以下方法在型腔中分割出側向型芯。

　　(1)側型芯成型部分設計。點擊[模具工具]-[輪廓分割]，以型腔為基本體，選擇一個散熱槽成型方臺的矩形輪廓，以此輪廓形狀對型腔進行分割，長度直到型腔的外側面，切割出一個小方塊。同樣方法將所有的成型方臺切割成一個個的獨立方塊，此時。在型腔中自然形成了一個個和獨立方塊配合的方槽。

　　(2)側型芯底座設計。點擊[模具工具]-[創建箱體]，選定同一排散熱槽成型方塊中最外面的兩個方塊側面，給定間隙，創建—個包含全部散熱槽成型方塊的實體。

　　點擊[分割實體]，選擇創建的實體為基本體。利用型腔存在的面或創建一些基準面對創建實體進行切割，形成側型芯底座。

　　在[分割實體]的模式下。選擇型腔為基本體，利用創建的側型芯底座切割型腔，在型腔中形成了一個和側型芯底座同樣形狀的槽，該槽和前面分割出的小方槽自然合并形成側型芯槽。

　　利用布爾運算功能，將側型芯底座和各個側型芯成型方塊進行求和運算，形成—個完整的側向型芯，同樣方法設計其他的側向型芯，結果如圖3所示。

圖3 分割后的型腔和生成的側型芯

　　3.5 側抽芯機構設計

　　注射模向導的[滑塊和頂料裝置]可以進行側抽芯結構設計。在滑塊和內抽芯設計中選擇單斜導柱側抽芯機構，根據模架的形狀、抽芯距離，確定斜導柱側抽芯機構的尺寸，將斜導柱側抽芯機構加入到裝配。UG NX規定側抽芯機構只能放置在Y軸的正向，在進行側抽芯機構設計前，必須設置坐標系到合理的位置，確保側抽芯機構的位置正確。

　　加入側抽芯機構后，將型腔設置為工作部件，運用建模功能，將側向型芯延伸插入側抽芯機構的滑動體一定的距離。然后將滑動體設置為工作部件，利用布爾運算功能，在滑動體中減去側向型芯，形成滑動體和側向型芯裝配的槽。在滑動體和側向型芯開銷釘孔，加入銷釘連接側向型芯和滑動體，側向分型和抽芯機構設計完成。如圖4所示。

圖4 側向分型和抽芯機構

　　3.6 注射模的整體設計

　　在模架管理器中選擇合適的模架類型和尺寸，加入模架，在模板上建立型芯和型腔的安裝孔。

　　在標準件管理中分別進行定位圈、澆口套、推桿等標準件的設計，加入標準件后，必須在模板和型芯型腔上建立各個標準件的配合安裝孔。

　　設計澆注系統和冷卻系統。利用銷釘和螺釘將側抽芯機構和動、定模連接，在模板上開出安放側抽芯機構的孔槽，加入先分型彈簧、滑動體定距裝置等。

　　4 結束語

　　從整個風扇調速器上蓋注射模的設計過程可以看出，采用模具CAD技術進行注射模設計，可以直接根據制品的三維模型生成模具的型芯和型腔，省去了成型零件工作尺寸的計算過程，并保證制品形狀尺寸的準確性。系統提供標準模架、模具標準件、側抽芯機構、推出機構等，減少了人為設計模具零件的數量，大大縮短了模具設計時間，提高了模具設計的效率。同時，型芯和型腔等復雜零件的實體模型還可以為后續計算機輔助制造(CAM)提供準確的加工模型，實現模具CAD/CAM的一體化。