基于NX 8.0软件的收音机外壳注射模具设计

赵明炯　李军　潘强　赵寒

摘 要： 以收音机外壳注射模具设计为例，介绍了在NX8.0 建模中运用布尔运算、拆分体和分析检查区域等功能进行手工分型方法以及结合moldwizard模块进行模具设计的过程，注射模具设计过程也充分展现了设计人员可以根据自己的意愿随心所欲设计模具，希望能对复杂注射模具设计有一定的指导意义。

关键词： UGNX8.0；分型；注塑模具设计

中图分类号： TP319；TH164 [HT5H]文献标识码： A 文章编号： 10084738（2014）01010303

1 引言

使用NX8.0 moldwizard模块进行模具设计，在设计局部特征时，有一定的局限性，本文以收音机外壳注射模具设计为例，详细地介绍了在NX8.0软件中应用手工分型方法进行分模设计，结合moldwizard模块对收音机外壳进行了三维数据模型设计，浇注系统设计，装配设计和冷却系统设计。

2 注射模具设计过程

2.1 塑件产品分析

塑件产品3D图如图1所示，塑件为大批量生产，材料为ABS，要求外表无痕、美观、有一定强度、韧性和耐磨性。

2.2 注射模具设计基本分析

ABS属于热塑性塑料，外观上呈淡黄色，不透明，密度为1.02-1.05 g/cm3。具有良好的综合力学性能，机械强度高，具有一定的耐磨性；且其化学稳定性高，成型尺寸稳定，表面质量较好，易于机械加工；着色性能好，经过调色可配成任何颜色，表面可镀鉻。收缩率为0.5%左右，塑件的使用温度应小于70℃，材料的流动性中等，溢边值0.04 mm左右，脱模斜度40′～1°，其缺点，耐热性差，易吸水，成型前原料需要干燥。所以塑件在控制好成型参数下，可以注射成型。

2.3 模型导入

（1）启动UG→新建一个部件文件，名称为model，创建之后默认进入建模模块。

（2）单击下拉菜单“文件”→“导入”→“step203...”，将产品导入UG中。

2.4 拔模斜度及厚度检测

为了产品从模具中脱模，要求产品有一定的脱模斜度，在建立分型面前必须对参考零件进行拔模斜度和厚度检测，看是否有倒勾、拔模斜度不合理或零件厚度严重不均等现象，若存在就要修改零件模型，有时候甚至要修改零件模型的部分结构，直到消除所有该类现象为止。但是必须注意在进行分模设计前最好先将造型好的零件模型请客户看修改的地方会不会影响外观、装配性能等，然后确认签字。

2.5 设置产品收缩率

产品的尺寸是正常情况下使用的尺寸，由于塑料在液态和固态下体积不同，液态塑料在冷却之后会收缩，因此在模具设计时必须按照塑料的收缩率放大，本文所采用的塑料的收缩率为0.5%，所以要将模型放大1.005倍。

单击下拉菜单“插入”→“偏置/缩放”→“缩放体”→输入比例1.005→确定

2.6分型设计

（1）创建型腔、型芯体。通过使用草图功能，按照图2尺寸绘制内模截面，点击菜单“拉伸”，开始距离设为20，结束距离设为-40，创建长方体；点击菜单工具布尔运算“求差”图标，注意设置保留工具体，从而在长方体“求差”出产品的型腔、型芯体， 如图3。

（2）分型面的设计。模具上用以取出塑件和凝料的可分离的接触表面称为分型面，分型面的设计在注射模具的设计中占有相当重要的位置，分型面的设计对塑件的质量、模具的整体结构及模具制造等都有很大的影响。在综合考虑结构设计合理和制造方便等因素的前提下最后设计出如图4所示的主分型面。

[JZ][XC<16.JPG>；%60%60][HT5”K][JZ]图4 分型面[HT5SS]

（3） 分模设计。为了能便于将模仁分开，必须现在零件空洞处，用片体封起来，然后使用塑料部件验证功能，这一步不属于模具设计的过程，但它是对分型面的产生起到辅助作用，利用塑料部件验证这一命令中属于型腔区域和型芯区域的曲面分别定义不同的颜色，当抽取曲面是可以根据颜色进行分类选择。单击下拉菜单“分析”→“塑料部件验证”→“计算”→“区域”→“设置区域颜色”→分别将属于型腔的面，定义为型腔区域，这样将型腔区域面定义为统一颜色为橘黄色；最后将型腔区域面和零件空洞处片体抽取，并缝合抽取的片体，放置在70层，“插入”→“修剪”→“拆分体”→用缝合的片体拆分上面创建的型腔、型芯体→得到收音机前模仁，如图5（a）和后模仁如图5（b）。同时拉伸一个体与前模仁求交得到产品的侧型芯，细节操作这里就不再叙述了。

（4）排位设计。按照要求设计成一模两腔；“编辑”→“变换”→“选择型腔、型芯和产品”→“镜像”，得到一模两腔的模仁。

2.7 导入模架

“开始”→应用模块→注塑模向导→模具库→选择模架→导入模架，然后单击下拉菜单“文件”→“导出”→“部件”同时移除产品参数，将产品导出。重新打开上面导出的部件，进入建模模块，这样设计人员根据自己的意愿随心所欲设计模具。

2.8 浇注系统设计

浇注系统设计就是在模具中设计一条由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。

浇注系统作用是使熔体均匀充满型腔，并使注射压力有效地传送到型腔的各个部位，以获得形状完整、质量优良的塑件。浇注系统的设计是否适当，直接影响成形品的外观、物性、尺寸精度和成形周期。可以先通过华塑CAE软件进行充模分析，并不断调整浇口位置、数量及大小来优化进料位置，结合本案例的结构特征，使用NX8.0moldwizard模块，按充模分析的数据设计流道，最终得到如图6所示的最佳浇注系统。

2.9 冷却系统设计

由于塑料产品的成型过程是将颗粒状态的塑料加热到粘流态再加压注入到模具型腔中，在加热过程中，塑料吸收了大量的热量，温度一般在190°C以上。ABS塑料注射温度在220-230°C，这么高温度的塑料要让它迅速冷却定型成为塑胶产品，就必须要设冷却系统，本例中动、定模水道直径均为φ8mm，采用注塑模具设计向导中模具冷却工具命令来完成水道孔的设计，其具体布置形式见图7。

2.10 顶出系统设计

尽可能使推杆位置均匀对称，以便使塑件所受的顶出力均衡，并避免推杆弯曲变形；应注意将推杆设在脱模阻力最大处。

3 结语

由于塑料制件的结构越来越复杂，单单利用UGmoldwizard模块不能满足模具设计要求，通过运用NX8.0软件中应用手工分型与moldwizard模块相结合才能完成产品的分型与模具设计，缩短了模具研发周期，希望能对复杂注射模具设计有一定的指导意义。endprint

摘 要： 以收音机外壳注射模具设计为例，介绍了在NX8.0 建模中运用布尔运算、拆分体和分析检查区域等功能进行手工分型方法以及结合moldwizard模块进行模具设计的过程，注射模具设计过程也充分展现了设计人员可以根据自己的意愿随心所欲设计模具，希望能对复杂注射模具设计有一定的指导意义。

关键词： UGNX8.0；分型；注塑模具设计

中图分类号： TP319；TH164 [HT5H]文献标识码： A 文章编号： 10084738（2014）01010303

1 引言

使用NX8.0 moldwizard模块进行模具设计，在设计局部特征时，有一定的局限性，本文以收音机外壳注射模具设计为例，详细地介绍了在NX8.0软件中应用手工分型方法进行分模设计，结合moldwizard模块对收音机外壳进行了三维数据模型设计，浇注系统设计，装配设计和冷却系统设计。

2 注射模具设计过程

2.1 塑件产品分析

塑件产品3D图如图1所示，塑件为大批量生产，材料为ABS，要求外表无痕、美观、有一定强度、韧性和耐磨性。

2.2 注射模具设计基本分析

ABS属于热塑性塑料，外观上呈淡黄色，不透明，密度为1.02-1.05 g/cm3。具有良好的综合力学性能，机械强度高，具有一定的耐磨性；且其化学稳定性高，成型尺寸稳定，表面质量较好，易于机械加工；着色性能好，经过调色可配成任何颜色，表面可镀鉻。收缩率为0.5%左右，塑件的使用温度应小于70℃，材料的流动性中等，溢边值0.04 mm左右，脱模斜度40′～1°，其缺点，耐热性差，易吸水，成型前原料需要干燥。所以塑件在控制好成型参数下，可以注射成型。

2.3 模型导入

（1）启动UG→新建一个部件文件，名称为model，创建之后默认进入建模模块。

（2）单击下拉菜单“文件”→“导入”→“step203...”，将产品导入UG中。

2.4 拔模斜度及厚度检测

为了产品从模具中脱模，要求产品有一定的脱模斜度，在建立分型面前必须对参考零件进行拔模斜度和厚度检测，看是否有倒勾、拔模斜度不合理或零件厚度严重不均等现象，若存在就要修改零件模型，有时候甚至要修改零件模型的部分结构，直到消除所有该类现象为止。但是必须注意在进行分模设计前最好先将造型好的零件模型请客户看修改的地方会不会影响外观、装配性能等，然后确认签字。

2.5 设置产品收缩率

产品的尺寸是正常情况下使用的尺寸，由于塑料在液态和固态下体积不同，液态塑料在冷却之后会收缩，因此在模具设计时必须按照塑料的收缩率放大，本文所采用的塑料的收缩率为0.5%，所以要将模型放大1.005倍。

单击下拉菜单“插入”→“偏置/缩放”→“缩放体”→输入比例1.005→确定

2.6分型设计

（1）创建型腔、型芯体。通过使用草图功能，按照图2尺寸绘制内模截面，点击菜单“拉伸”，开始距离设为20，结束距离设为-40，创建长方体；点击菜单工具布尔运算“求差”图标，注意设置保留工具体，从而在长方体“求差”出产品的型腔、型芯体， 如图3。

（2）分型面的设计。模具上用以取出塑件和凝料的可分离的接触表面称为分型面，分型面的设计在注射模具的设计中占有相当重要的位置，分型面的设计对塑件的质量、模具的整体结构及模具制造等都有很大的影响。在综合考虑结构设计合理和制造方便等因素的前提下最后设计出如图4所示的主分型面。

[JZ][XC<16.JPG>；%60%60][HT5”K][JZ]图4 分型面[HT5SS]

（3） 分模设计。为了能便于将模仁分开，必须现在零件空洞处，用片体封起来，然后使用塑料部件验证功能，这一步不属于模具设计的过程，但它是对分型面的产生起到辅助作用，利用塑料部件验证这一命令中属于型腔区域和型芯区域的曲面分别定义不同的颜色，当抽取曲面是可以根据颜色进行分类选择。单击下拉菜单“分析”→“塑料部件验证”→“计算”→“区域”→“设置区域颜色”→分别将属于型腔的面，定义为型腔区域，这样将型腔区域面定义为统一颜色为橘黄色；最后将型腔区域面和零件空洞处片体抽取，并缝合抽取的片体，放置在70层，“插入”→“修剪”→“拆分体”→用缝合的片体拆分上面创建的型腔、型芯体→得到收音机前模仁，如图5（a）和后模仁如图5（b）。同时拉伸一个体与前模仁求交得到产品的侧型芯，细节操作这里就不再叙述了。

（4）排位设计。按照要求设计成一模两腔；“编辑”→“变换”→“选择型腔、型芯和产品”→“镜像”，得到一模两腔的模仁。

2.7 导入模架

“开始”→应用模块→注塑模向导→模具库→选择模架→导入模架，然后单击下拉菜单“文件”→“导出”→“部件”同时移除产品参数，将产品导出。重新打开上面导出的部件，进入建模模块，这样设计人员根据自己的意愿随心所欲设计模具。

2.8 浇注系统设计

浇注系统设计就是在模具中设计一条由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。

浇注系统作用是使熔体均匀充满型腔，并使注射压力有效地传送到型腔的各个部位，以获得形状完整、质量优良的塑件。浇注系统的设计是否适当，直接影响成形品的外观、物性、尺寸精度和成形周期。可以先通过华塑CAE软件进行充模分析，并不断调整浇口位置、数量及大小来优化进料位置，结合本案例的结构特征，使用NX8.0moldwizard模块，按充模分析的数据设计流道，最终得到如图6所示的最佳浇注系统。

2.9 冷却系统设计

由于塑料产品的成型过程是将颗粒状态的塑料加热到粘流态再加压注入到模具型腔中，在加热过程中，塑料吸收了大量的热量，温度一般在190°C以上。ABS塑料注射温度在220-230°C，这么高温度的塑料要让它迅速冷却定型成为塑胶产品，就必须要设冷却系统，本例中动、定模水道直径均为φ8mm，采用注塑模具设计向导中模具冷却工具命令来完成水道孔的设计，其具体布置形式见图7。

2.10 顶出系统设计

尽可能使推杆位置均匀对称，以便使塑件所受的顶出力均衡，并避免推杆弯曲变形；应注意将推杆设在脱模阻力最大处。

3 结语

由于塑料制件的结构越来越复杂，单单利用UGmoldwizard模块不能满足模具设计要求，通过运用NX8.0软件中应用手工分型与moldwizard模块相结合才能完成产品的分型与模具设计，缩短了模具研发周期，希望能对复杂注射模具设计有一定的指导意义。endprint

摘 要： 以收音机外壳注射模具设计为例，介绍了在NX8.0 建模中运用布尔运算、拆分体和分析检查区域等功能进行手工分型方法以及结合moldwizard模块进行模具设计的过程，注射模具设计过程也充分展现了设计人员可以根据自己的意愿随心所欲设计模具，希望能对复杂注射模具设计有一定的指导意义。

关键词： UGNX8.0；分型；注塑模具设计

中图分类号： TP319；TH164 [HT5H]文献标识码： A 文章编号： 10084738（2014）01010303

1 引言

使用NX8.0 moldwizard模块进行模具设计，在设计局部特征时，有一定的局限性，本文以收音机外壳注射模具设计为例，详细地介绍了在NX8.0软件中应用手工分型方法进行分模设计，结合moldwizard模块对收音机外壳进行了三维数据模型设计，浇注系统设计，装配设计和冷却系统设计。

2 注射模具设计过程

2.1 塑件产品分析

塑件产品3D图如图1所示，塑件为大批量生产，材料为ABS，要求外表无痕、美观、有一定强度、韧性和耐磨性。

2.2 注射模具设计基本分析

ABS属于热塑性塑料，外观上呈淡黄色，不透明，密度为1.02-1.05 g/cm3。具有良好的综合力学性能，机械强度高，具有一定的耐磨性；且其化学稳定性高，成型尺寸稳定，表面质量较好，易于机械加工；着色性能好，经过调色可配成任何颜色，表面可镀鉻。收缩率为0.5%左右，塑件的使用温度应小于70℃，材料的流动性中等，溢边值0.04 mm左右，脱模斜度40′～1°，其缺点，耐热性差，易吸水，成型前原料需要干燥。所以塑件在控制好成型参数下，可以注射成型。

2.3 模型导入

（1）启动UG→新建一个部件文件，名称为model，创建之后默认进入建模模块。

（2）单击下拉菜单“文件”→“导入”→“step203...”，将产品导入UG中。

2.4 拔模斜度及厚度检测

为了产品从模具中脱模，要求产品有一定的脱模斜度，在建立分型面前必须对参考零件进行拔模斜度和厚度检测，看是否有倒勾、拔模斜度不合理或零件厚度严重不均等现象，若存在就要修改零件模型，有时候甚至要修改零件模型的部分结构，直到消除所有该类现象为止。但是必须注意在进行分模设计前最好先将造型好的零件模型请客户看修改的地方会不会影响外观、装配性能等，然后确认签字。

2.5 设置产品收缩率

产品的尺寸是正常情况下使用的尺寸，由于塑料在液态和固态下体积不同，液态塑料在冷却之后会收缩，因此在模具设计时必须按照塑料的收缩率放大，本文所采用的塑料的收缩率为0.5%，所以要将模型放大1.005倍。

单击下拉菜单“插入”→“偏置/缩放”→“缩放体”→输入比例1.005→确定

2.6分型设计

（1）创建型腔、型芯体。通过使用草图功能，按照图2尺寸绘制内模截面，点击菜单“拉伸”，开始距离设为20，结束距离设为-40，创建长方体；点击菜单工具布尔运算“求差”图标，注意设置保留工具体，从而在长方体“求差”出产品的型腔、型芯体， 如图3。

（2）分型面的设计。模具上用以取出塑件和凝料的可分离的接触表面称为分型面，分型面的设计在注射模具的设计中占有相当重要的位置，分型面的设计对塑件的质量、模具的整体结构及模具制造等都有很大的影响。在综合考虑结构设计合理和制造方便等因素的前提下最后设计出如图4所示的主分型面。

[JZ][XC<16.JPG>；%60%60][HT5”K][JZ]图4 分型面[HT5SS]

（3） 分模设计。为了能便于将模仁分开，必须现在零件空洞处，用片体封起来，然后使用塑料部件验证功能，这一步不属于模具设计的过程，但它是对分型面的产生起到辅助作用，利用塑料部件验证这一命令中属于型腔区域和型芯区域的曲面分别定义不同的颜色，当抽取曲面是可以根据颜色进行分类选择。单击下拉菜单“分析”→“塑料部件验证”→“计算”→“区域”→“设置区域颜色”→分别将属于型腔的面，定义为型腔区域，这样将型腔区域面定义为统一颜色为橘黄色；最后将型腔区域面和零件空洞处片体抽取，并缝合抽取的片体，放置在70层，“插入”→“修剪”→“拆分体”→用缝合的片体拆分上面创建的型腔、型芯体→得到收音机前模仁，如图5（a）和后模仁如图5（b）。同时拉伸一个体与前模仁求交得到产品的侧型芯，细节操作这里就不再叙述了。

（4）排位设计。按照要求设计成一模两腔；“编辑”→“变换”→“选择型腔、型芯和产品”→“镜像”，得到一模两腔的模仁。

2.7 导入模架

“开始”→应用模块→注塑模向导→模具库→选择模架→导入模架，然后单击下拉菜单“文件”→“导出”→“部件”同时移除产品参数，将产品导出。重新打开上面导出的部件，进入建模模块，这样设计人员根据自己的意愿随心所欲设计模具。

2.8 浇注系统设计

浇注系统设计就是在模具中设计一条由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。

浇注系统作用是使熔体均匀充满型腔，并使注射压力有效地传送到型腔的各个部位，以获得形状完整、质量优良的塑件。浇注系统的设计是否适当，直接影响成形品的外观、物性、尺寸精度和成形周期。可以先通过华塑CAE软件进行充模分析，并不断调整浇口位置、数量及大小来优化进料位置，结合本案例的结构特征，使用NX8.0moldwizard模块，按充模分析的数据设计流道，最终得到如图6所示的最佳浇注系统。

2.9 冷却系统设计

由于塑料产品的成型过程是将颗粒状态的塑料加热到粘流态再加压注入到模具型腔中，在加热过程中，塑料吸收了大量的热量，温度一般在190°C以上。ABS塑料注射温度在220-230°C，这么高温度的塑料要让它迅速冷却定型成为塑胶产品，就必须要设冷却系统，本例中动、定模水道直径均为φ8mm，采用注塑模具设计向导中模具冷却工具命令来完成水道孔的设计，其具体布置形式见图7。

2.10 顶出系统设计

尽可能使推杆位置均匀对称，以便使塑件所受的顶出力均衡，并避免推杆弯曲变形；应注意将推杆设在脱模阻力最大处。

3 结语

由于塑料制件的结构越来越复杂，单单利用UGmoldwizard模块不能满足模具设计要求，通过运用NX8.0软件中应用手工分型与moldwizard模块相结合才能完成产品的分型与模具设计，缩短了模具研发周期，希望能对复杂注射模具设计有一定的指导意义。endprint