模具设计分析论文

摘要：本文主要研究圆柱零件的冲压工艺和模具设计。通过介绍圆柱形零件拉伸模具的设计方法，包括冲压工艺分析、工艺方案制定、模具结构等，通过计算刀具压力，用压力机法确定压力中心。并确定模具结构，绘制相应的模具装配总图。最后对凹凸模进行公差计算、半径确定、材料准备、总装和非标件的设计和图纸绘制。经过以上步骤，基本完成了圆柱零件的沖压工艺和模具设计。下面是小编整理的《模具设计分析论文 (精选3篇)》仅供参考，希望能够帮助到大家。

模具设计分析论文 篇1：

客车用ABS注塑模具设计分析

摘 要简述客车用ABS注塑模具设计分析——利用ABS注塑件工艺性能来设计模具。

关键词客车;ABS注塑模具设计分析;工艺性能

近年来，客车内饰用ABS注塑模具增长十分迅速，尤其是高效率、自动化、精密、高寿命的注塑模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。浅析客车用ABS注塑模模具设计。

在注塑模具制造工艺上，为缩短注塑模具的制造周期，减少工作量，在模具加工工艺上作了很大的改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的加工中心和机床，这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了注塑模具加工的精度。

1ABS注塑件的工艺性能分析

1.1ABS注塑料主要的性能指标

密度(Kg.dm-3)：1.13~1.14;

收缩率(%)：0.3~0.8;

熔点(℃)：130~160 ;

热变形温度：45N/cm 65~98 ;

弯曲强度(MPa)：80 ;

拉伸強度(Mpa)：35~49 ;

拉伸弹性模量( Gpa)：1.8 ;

弯曲弹性模量(Gpa)：1.4 ;

压缩强度(Mpa)：18~39 ;

缺口冲击强度(kJ/m2)：11~20 ;

硬度(HR)：62~86 ;

体积电阻系数(Ωcm)：1013 ;

击穿电压( Kv.mm-1)：15;

介电常数： 60Hz3.7。

1.2ABS的注塑成型(注塑机类型：通用喷嘴螺杆式注朔机)工艺参数

料筒一区：150~170(℃);

料筒二区：180~190(℃) ;

料筒三区：200~210(℃);

喷嘴温度：180~190(℃);

模具温度：50~70(℃ );

注塑压力：60~100(MPa);

保压：40~60(s);

注塑时间：2~5(s);

保压时间：5~10(s);

冷却时间：5~15(s);

周期：15~30(s);

后处理： 红外线烘箱 ;

温度：70℃;

时间：0.3~1(s)。

2最大注塑量的校核

注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积(包括流道及浇口凝料和飞边)，通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的80%。所以选用的注塑机最大注塑量应满足：

0.8V机≥V塑+V浇

式中：V机—注塑机的最大注塑量，40cm3;

V塑—塑件的体积，该产品V塑=18cm3;

V浇—浇注系统体积，该产品V浇=2cm3。

故：V机≥(18+4)cm3。

2.1锁模力校核

F锁﹥pA

式中：p—熔融型料在型腔内的压力，该产品A值—塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和，经计算A=4641mm3;

F锁—注塑机的额定锁模力。

故：F锁>pA=200Mpa×4641mm3。

选定的注塑机的压力为2500KN，满足要求。

2.2模具与注塑机安装部分相关尺寸校核

1)模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适。

模具长×模具宽<拉杆面积

2)模具闭合高度校核。

Hmin—注塑机允许最小模厚=130mm ;

Hmax—注塑机允许最大模厚=220mm ;

H—模具闭合高度=180mm;

故满足Hmax>H>Hmin。[paging]

开模行程校核：

注塑机的最大行程与模具厚度有关(如全液压合模机构的注塑机)，故注塑机的开模行程应满足下式：

S机—(H模-Hmin)>H1+H2+(5～10)

S机—注塑机最大开模行程，230mm;

H1—顶出距离，16mm;

H2—包括浇注系统在内的塑件高度，52mm。

因为本模具的浇注系统和塑件的特殊关系，浇注系统和塑件的高度就已经包括了顶出距离。

3塑料件的工艺尺寸的计算

所谓工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸。(包括矩形和异形型芯的长和宽)，型腔深度和型芯高度和尺寸。

3.1型腔的径向尺寸

(LM)0+δ=[(1+S)Ls-(0.5～0.75)△] 0+δ=[1.008×Ls-0.75△] 0+δ

其中：LM为型腔的基本尺寸公差值为正偏差，Ls塑件的基本尺寸。塑件公差△为负偏差，S为塑料的平均收缩率，δ为模具成型零件的制造公差取1/4～1/6△。按照模具型腔制造精度计算即可。

3.2型芯的计算

1)型芯径向尺寸的计算：LM=[(1+S)Ls+3/4△]-0，其各字母的含义与前相同，按照模具型芯制造精度计算即可。

2)型芯高度尺寸的计算：HM=[(1+S)Hs+3/4△] -0，按照模具制造精度计算即可。

3.3模具型腔壁厚的计算

如果是利用计算公式的话比较烦琐，且不能保证在生产中的精确性，我们可以根据书中的经验值来取的。

3.4成型零件材料选择

为实现高性能的目的;选用模具材料应具有高耐磨性，高耐蚀性，良好的稳定性和良好的导热性。必须具有一定的强度，表面需要耐磨，淬火变型要小。

4浇注系统的设计

普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑件质量(如外观，物理性能，尺寸精度)都有直接的影响，设计时必须按如下原则： ①型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象。②型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。③系统流道应尽可能短，断面尺寸适当(太小则压力及热量损失大，太大则塑料耗费大)：尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小。④ 对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，及分流道尽可能平衡布置。⑤满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量。⑥浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观。

4.1主流道设计

主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体顺利的向前流动，开模时主流道凝料又能顺利拉出来，主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内。主流道套通常又高碳工具钢制造并热处理淬硬。塑件外表面不许有浇口痕，又考虑取料顺利，对塑件与浇注系统联接处能自动剪断。采用带直流道与分流道的潜伏式点浇口，为了方便于拉出流道中的凝料，将主流道设计成锥形.

4.2冷料井设计

冷料井位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是接受料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又能将主流道的凝料拉出。冷料井的直径宜大于大端直径，长度约为主流道大端直径。

4.3分流道设计

分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的作用。分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比面积最小(流道表面积于体积之比值称为比表面积)，塑料熔体的温度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U形。

1)分流道设计要点。①在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下，分流道截面积与长度尽量取小值，分流道转折处应以圆弧过度。②分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料井。对于此模来说在分流道上不须开设冷料井。③分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动，定模板上，合模后形成分流道截面形状。④分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。

2)分流道的长度。分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置，从在输送熔料时减少压力损失，热量损失和减少浇道凝料的要求出发，应力求缩短。

3)分流道的断面。分流道的断面尺寸应根据塑件的成形的体积，塑件的壁厚，塑件的形状和所用塑料的工艺性能，注射速率和分流道长度等因素来确定。

因ABS的推荐断面直径为4.5～9.5mm，部分塑件常用斷面尺寸推荐范围。分流道要减小压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，同时因考虑加工的方便性。分流道应考虑出料的流畅性和制造方便，熔融料的热量损失小，流动阻力小，比表面和小等问题，由于采用的是潜伏式二级分流道对热损失及流动提出了较高的要求，采用圆形的分流道。

4.4浇口位置的设置

为了保证外形无浇口痕，浇口前后两端形成较大的压力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔体冷凝速度，保证熔融的塑料不回流，同时可隔断注射压力对型腔内塑料的后续作用，冷却后快速切除。同时它的效果与S浇注系统有同样的效果，有利于补塑;浇口设置应有利于排气和补塑。

1)浇口位置的选择要避免塑件变形。

采侧浇口在进料时顶部形成闭气腔，在塑件顶部常留下明显的熔接痕，而采用点浇口，有利于排气，整件质量较好，但是塑件壁厚相差较大，浇口开在薄壁处不合理;而设在厚壁处，有利于补缩，可避免缩孔、凹痕产生。

2)浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕。

3)浇口位置应避免侧面冲击细长型心或镶件。

5模具成型系统的设计

5.1分型面的选择

塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。通常有以下原则：①分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件流在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利脱模。②分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。③分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。

5.2排气糟的设计

塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出型强及流道原有的空气，除此以外，塑料熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时排出。否则，被压缩的空气产生高温，会引起塑件局部碳化烧焦，或塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度下降，甚至充模不满。

5.3合模导向机构的设计

导向合模机构对于塑料模具是必不可少的部分，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构，导柱安装在动模一边或定模一边均可，通常导柱设在主型腔周围。

导向机构的主要作用有：定位、导向和承受一定侧压力。为避免装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确形状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。 塑件在注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机的精度限制，使导柱工作中承受一不定的导向作用。

动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型芯先进入型腔，产生干涉而坏零件。由于注塑压力的各向性就会对导柱进行径向的剪力，导致导柱容易折断。对型芯和型腔改进后，其的配合可以进行定位。

5.4温度调节系统的设计

在注射成型过程中，模具温度直接影响到塑件的质量如收缩率、翘曲变形、耐应力开裂性和表面质量等，并且对生产效率起到决定性的作用，在注射过程中，冷却时间占注射成型周期的约80%，然而，由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具温度的要求不尽相同，因此，对模具冷却系统的设计及优化分析在一定程度上决定了塑件的质量和成本，模具温度直接影响到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件质量，而模具温度的高低取决于塑料结晶性，塑件尺寸与结构、性能要求以及其它工艺条件如熔料温度、注射速度、注射压力、模塑周期等。影响注射模冷却的因素很多，如塑件的形状和分型面的设计，冷却介质的种类、温度、流速、冷却管道的几何参数及空间布置，模具材料、熔体温度、塑件要求的顶出温度和模具温度，塑件和模具间的热循环交互作用等。

1)模具冷却系统的设计。根据模具冷却系统设计原则：冷却水孔数量尽量多，尺寸尽量大的原则可知，冷却水孔数量大于或等于3根都是可行的。这样做同时可实现尽量降低入水与出水的温度差的原则。

2)模具加热系统的设计。因在ABS要求的熔融温度为200℃。而且流动性能为中性，同时在注射时模具温度要求为50℃~70℃，所以该模具必须加热。模具加热方法包括：热水，热空气，热油及电加热等。由于电加热清洁、结构简单、可调节范围大，所以在该模具应用电加热。

6结束语

由于ABS注塑件在客车内饰件中的运用越来越广泛，同时对ABS注塑模具的设计要求也越来越高，希望本篇注塑模具的的设计浅析，能对ABS注塑模具的设计者有所帮助。

参考文献

[1]王咏梅,李大庆.Pm/ENGINEER Wildfire3.0中文野火版基础教程[M].北京:人民邮电出版社,2006.

[2]凯德设计.精通Pm/ENGINEER Wildfire3.0中文野火版-模具设计篇[M].北京:中国青年出版社,2007.

[3]凯德设计.精通Pm/ENGINEER Wildfire3.0技术应用从业通[M].北京:中国青年出版社,2008.

作者：梁艳松,张锐,魏永超

模具设计分析论文 篇2：

筒形件的冲压工艺及模具设计分析

摘要：本文主要研究圆柱零件的冲压工艺和模具设计。通过介绍圆柱形零件拉伸模具的设计方法，包括冲压工艺分析、工艺方案制定、模具结构等，通过计算刀具压力，用压力机法确定压力中心。并确定模具结构，绘制相应的模具装配总图。最后对凹凸模进行公差计算、半径确定、材料准备、总装和非标件的设计和图纸绘制。经过以上步骤，基本完成了圆柱零件的沖压工艺和模具设计。

关键词：筒形件;冲压工艺;模具设计

引言：

由于冲压工艺和模具设计在工业生产特别是大批量生产中具有较大的优势，冲压工艺和模具设计在实际生产中得到了广泛的应用。在压铸机的加工过程中，其加工性能好、生产效率高、材料利用率高、零件质量好以及工艺适应性强等，冲压模具技术在我国取得了长足的进步。但与国内经济和世界先进水平相比，仍存在较大差距。为此，加大力度发展模具产业，能有效地推动我国的发展。走出了“中国制造”的目标，推动了我国工业化进程。

一、冲压工艺和相关概念

冲孔加工按工艺分类，主要可分为两大类，分别为分选工艺和成形工艺。分片即冲裁，其主要目的是使冲裁件能按一定的轮廓线与板料分开，同时应充分保证横截面质量能满足相应要求。成型工艺的目的主要是让板材在不破坏坯料的前提下进行塑性变形，进而获得所需形状、规格等产品工件。实际生产过程中，常常选用多种多样工艺流程综合性应用的产品工件生产过程。冲孔机、裁切、拉拨等全是冲压模具的关键工艺流程。料管的准确度和结构特征立即危害到冲压模具零件的成型和精密度，因此，冲压模具也是一个关键步骤。五金冲压件的产品质量和成本费立即危害到注塑模具的产品成本和模具的使用期限。此外，在压铸生产过程中，必须非常重视安全生产，以避免人身伤害。设备事故和质量事故。拉深是把已经打好的板料拉模压成各种中空零件，或把已完成的开口空心件继续加工成其他形状的空心件。用来拉拔的模具变成拉模，拉紧成型时，易产生起皱和拉裂等问题。在拉伸时，会产生皱褶，对坯料的拉伸变形不利。形状也有可能被拉断或留在筒壁上，影响产品质量，可选用包便条圈作相对应的防皱解决措施。拉拨全过程中产生开裂状况，即筒节的总抗拉力超出了壁筒较弱位置的材质的抗压强度，则易产生拉拨破裂。一方面，主要是因为比较大的包边力，造成轴向拉应力持续提升，另一方面，这也是因为形变过大。

二、筒形件的冲压模具设计

对于筒形件的冲孔机加工工艺难题，可区划为好多个阶段。一是加工工艺设计阶段，应对于产品工件原材料开展剖析，明确适宜的加工工艺计划方案，明确几类行得通的加工工艺计划方案，随后逐渐剖析各计划方案的优点和缺点，挑选最佳的加工工艺计划方案开展生产制造。明确坯料直径时，应严苛遵循相关测算标准：拉申坯料一般与拉申件横截面积类似，转动零件的拉申坯料可选用环形的坯料;拉申前后左右应用的原材料其容积是一致的，在预估坯料拉申全过程中，依据坯料拉申前的面积和拖出后产品工件的面积相同基本原理，可在预估坯料规格时，压边容量一定要带进测算，不能忽视，一般而言，在不会改变薄拉拨全过程中，按前一条等总面积标准，对各种拉深产品工件的毛坯规格进行确定。之后，还需要开展拉拨频次地分辨，要测算出包便条力、抗拉力和磅级，如此便完成了冲压模具各工艺流程及有关阶段。

三、筒形件的模具制造

在模具制造过程中，最重要的一步就是计算模具各工作部位的尺寸，这一过程可以分成若干步。第一，对拉模间隙进行了计算，间隙过小可使工件质量提高，但由于拉力过大，产品工件非常容易造成开裂，导致模具损坏比较严重，与之反过来，空隙过会造成抗拉力过大，模具使用寿命逐步提高，但产品工件易造成发皱、变厚等状况，对产品工件品质有明显危害。因此，在明确空隙时，应遵循的基本原则是对产品工件使用寿命和产品工件品质开展充足的均衡考虑到。随后测算模具的圆弧半经，将其区划为模座圆弧半经和型腔圆弧半经，这两个标值都是会对压铸模具的拉深工作质量有较大危害，应作详尽测算并明确。第三，应开展输出精度测算。随后进到模具总体方案设计环节。拉伸模是在单动拉机里开展拉伸，包便条可以用平压圈来拉申，包便条可以用包便条圈来精准定位型腔，型腔的深层应低于0.8mm，便于开展脱料。包便条能够选用弹性元件开展操纵，模且可选用倒装句构造，倒料时要选用卸灰阀压射。第三步是卸载掉机器设备和压力机的型号选择。如此，产品工件模具的设计就完成了。

四、冲孔机和胀形逐层复合型冲压模具

(一)模具的构造和制作工艺

膨胀、冲孔机等级分类复合型模构造。操作流程：开启模县情况，产品工件28置放在精准定位块11上，下模1推动下模降落，脱料板7先压着产品工件28，下模座1再次降落，脱料板7终止健身运动，扭簧19和扭簧26造成缩小，包便条力增大，成型模座逐渐触碰产品工件，随后随上模降低，逐渐进行发胀。膨胀进行后扭簧19没法压缩，扭簧26也有一定的缩小量，胀形工艺流程需要的成型力由扭簧26给予，包便条力由扭簧19给予。下模再次往下，扭簧26再次卡紧，模座18经成型模座17正确引导慢慢贴近件件产品工件28至2mm，冲孔机工艺流程完毕。然后，下模上涨，扭簧19.26逐渐回弹力，当倒料螺钉21与垫块5产生径向压挤后，扭簧19不会再回弹力;当卸灰阀27与下模座1造成径向压挤后，扭簧26不会再回应。下模1再次往上运作，离合器压盘7离去产品工件。将成形后的产品工件移除，再次置放原材料，逐渐下一个运行循环系统。

(二)模具构件构造和规范构件的挑选

本产品的模座逐层复合型模相对性于一般复合型规模较大的特征是：在模座稳固板2与垫块5中间，模座稳固板6与脱料板7中间，各自配有4个扭簧。模座形成固定不动板6与脱料板7中间的扭簧19关键起延展性包便条功效，模座2与垫块5中间的扭簧26关键起着给予胀形力和完成逐渐成形(先胀后冲)的功效，脱料板7与此同时兼具包便条与成形的功效，垫块5及成型模座稳固板66固定不动成形模座17，模座稳固板2固定不动冲孔机模座。垫片5和成型模座稳固板6用螺栓连接，脱料7一块由内定位销正确引导。模座稳固板2确定于下模座1上，并与下模座和压力机的滚轮同步。成形模座17在冲孔机工艺流程中起指引和脱料的功效。在设计方案模时时，要留意扭簧主要参数的选择，要依据包便条力或整形力的大小来选择主要参数。

采用TM30×15mm×40mm，挑选扭簧26时必须参照胀形力的大小，挑选TH30×15mm×50mm。根据具体生产制造认证，改善后的成型计划方案是有效的，凸形-冲孔机逐层复合型模构造合理，在设计方案相近模时时，要特别注意有效采用扭簧的类型及主要参数。根据本模具加工出的产品工件规格达标，模具使用期限长，节约项目成本，提升生产率。

五、结束语

综合来看，筒形件的冲压工艺及模具设计是一个比较复杂的整体生产过程，在筒形件的制造中，应高度重视其冲压工艺工作过程，而且在模具设计环节完成了各种测算，以防止较大的误差度或错误的选择等，只有在技术上留意细节，才可以更快地提升筒形件的产品质量和使用期限。

参考文献

[1]崔志强. 筒形件的冲压工艺及模具设计[J].2021(2015-8)：164-.

[2]许红伍. 筒形件冲压工艺分析及模具设计[J]. 模具工业， 2018， 44(12)：3.

[3]刘展鑫， 孙少佳， 谢宏波，等. 一种圆筒型拉深件的料带下料及冲压模具结构： CN212042287U[P]. 2020.

作者：刘璐

模具设计分析论文 篇3：

基于UG和Moldflow的塑料头盖模具设计分析

摘 要：现代模具设计方式与过去相比，不仅能有效提高模具设计的精确性，还将模具设计与制作时间大大减少。本文以塑料头盖模具设计为例，对UG和Moldflow在塑料头盖模具设计过程中的具体应用进行分析，以便于相关人员进行参考。

关键词：UG;Moldflow;塑料头盖;模具设计

在模具实际制作前，通过Moldflow软件分析和模拟模具设计方案，有效替代具体的试模流程，以达到一次性试模生产出合格产品的目的。在实际生产过程中，合理运用UG和Moldflow，能够精确、高速实现分模目标，在极大程度上便利了塑料模具的设计工作。本文以塑料头盖模具设计为例，逐步进行分析和论述。

1 绘制三维模型

为使绘制三维模型过程更加便利，可通过AutoCAD先绘制零件边界轮廓以及部分边界轨迹，之后引入到UG软件内，以绘制完成塑料头盖模具的三维模型。在进行三维造型过程中，要及时修正和完善模具的个别尺寸，以便于顺利获得有助于模具设计的产品形状，要确保这部分尺寸的变化对产品使用要求没有影响。

在UGCAD中将塑料头盖模具的3D模型设计完成后，通过Moldflow进行注塑CAE分析。第一步，通过UG软件将.stp格式文档导出来，第二步就要在Moldflow软件工程中选用双层面网格划分导入CAE模型，反复进行网格修复以及缺陷处理操作，使匹配百分比达到相关标准要求，以便于进行Moldflow数值模拟分析。[1]

2 流动分析

三维模型绘制完成后，进行IGS文件格式转换，之后导人到Moldflow中进行模拟流动分析。与此同时，要针对模型进行网格划分并进行成型材料的适当选择。

本文所介绍的制件是一个材质为ABS的头盖，要求具有美观的外表面，避免存在显著的流痕和浇口痕等问题。在进行模具设计过程中，应对制件用途、装配要求与模具制造工艺性等进行综合分析和研究。这里选择侧边缘为浇口部位。在进行模拟分析的基础上，综合考虑制件的尺寸轮廓较大及注射压力平衡等因素，决定采用两个型腔对称分布的方式。

通过模拟结果可以看到，该方式具有良好的充填效果，从制件较小的注射压力区域可以体现出来。这是因为两个型腔对称分布，各型腔都能在同一时间内充满，并能保证补料的均衡性以及制件性能和尺寸的一致性，同时也能有效平衡注射压力。[2]

通过Moldflow分析，获得锁模力与时间关系的曲线，由这条曲线可以看出，最大锁模力为2000千牛出现在1.50秒(见表1)。同时，也获得注射压力与时间关系曲线，从这条曲线可以看出，最大注射压力为75.5MPa，时间也恰好在1.50秒(见表2)。

3 模具设计

通过Moldflow分析将模具浇口等位置合理确定好后，就可以采用UG软件中的MoldWizard模块来设计模具结构。

3.1 型芯和型腔创建

首先，调用零件，同时进行MoldWizard装配体结构的创建，在顶先定义的装配体中增加一个原始模型文件，并进行产品坐标系以及材料收缩率的设置。其次，对实体进行必要的曲面修补工作，然后将镶块尺寸大小合理确定，将所需毛坯从库中调取出来，并运用分模功能进行分模线识别。再次，进行薄体创建并从模型延伸到工件外部，以促使分模面的形成。同时进行型腔和型芯面的识别，并将相应薄体提取出来。最后，对工件拷贝体进行修剪，进行型芯和型腔创建。

3.2 调入模架

根据Moldflow分析结果，采用一模两腔方式，并根据据此方式进行布局。同时对制件的分型情况进行分析，在模架库中选择美国DME单分型面模架。当使用推件板来作为出件机构时，模具的分型面应处于推件板和型腔之间的位置。如果调入模架时，分模面位置不合理，要通过UG的装配功能进行有效调整，将正确位置确定下来。

3.3 浇口与流道设计

运用MoldWizard，浇口与流道操作能够有效进行常见浇口和流道形式的创建，在设计过程中可以对已有浇口进行直接调用，也能自行创建浇口。浇口和流道在UG中被看做一个零件来进行管理，可以从具体情况出发适当修改浇口的参数，因为UG设计中各零件之间具有非常强的关联性，部分改变会引起整体随之改变，将其共同保存起来，为模具设计和修改提供方便。在此，可以按照Moldflow中的分析结果，完成流道和浇口的设置和创建。

从Moldflow分析结果得出，最大锁模力是2000千牛，最大注射压力为75.5MPa。考虑到ABS材料的成型工艺性，将融体温度、模具温度、料筒温度、喷嘴温度、分别确定为160℃左右、65℃左右、200℃左右、175℃左右。同时，模具厚度设计为360毫米。将各项因素综合考虑后，选用SZ—1000/300卧式螺杆式注塑机。

4 绘制工程图

通过UG中的Drafting工程图模块进行二维图创建，然后通过UG中的CGM格式把二维工程图导人到AutoCAD中。

所繪制的二维图能够在零部件的普通加工制造过程中直接应用，但对于需通过数控加工的部件，就要把零件三维模型转到UG的Manufacturing制造模块中，进行数控编程。对于需通过电极加工的部件要转到Electrode电极设计模块中进行电极设计。

5 结语

文章通过UG和Moldflow进行流动分析并模具设计提供指导，这种利用三维软件来进行塑料模具设计的方式，使模具设计人员彻底摆脱过去复杂而繁琐的绘图和计算工作，在提高设计效率的同时，还减少了相应的成本，在一定程度上提高了企业的经济效益。

参考文献：

[1]汪俊辉.基于STL模型注塑模CAE表面网格划分技术的研究[D].宁波大学，2017.

[2]张丽.基于UG和Moldflow注塑模设计和CAE实例分析[D].湖北工业大学，2017.

[3]赵鹏展.基于UG MoldWizard的老人手机内壳注射模具设计[J].机械管理开发，2016，31(1)：30-31.

作者：林良钧