２０１１年１１月 机床与液压 ＮＯＶ．２０１１ 第３９卷第２２期 ＭＡＣＨＩＮＥ ＴＯ０Ｌ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ Ｖｏ１．３９ Ｎｏ．２２ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１１．２２．００８ 基于ＵＧ和ＭｏｌｄＦｌｏｗ的卷发机外壳注塑模设计与数控加工 杨勇强 ，李小莹 （１．陕西科技大学机电工程学院，陕西西安７１００２１； ２．陕西省核工业电子技工学校，陕西西安７１００２４） 摘要：采用ＭｏｌｄＦｌｏｗ软件对卷发机外壳注塑模进行工艺分析，得到最佳浇口位置及最佳工艺参数，并运用ＵＧ Ｍｏｌｄ— Ｗｉｚａｒｄ模块设计其注塑模。利用ＵＧ／ＣＡＭ模块分析该模具型腔的数控加工工艺，生成刀具加工轨迹并进行加工过程仿真， 生成数控程序，从而实现了模具设计与制造的一体化。 关键词：注射模；ＵＧ软件；ＭｏｌｄＦｌｏｗ软件；数控加工 中图分类号：ＴＰ２０３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１—３８８１（２０１１）２２—０２７—３ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ＮＣ Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｏｆ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄ ｆｏｒ Ｃｕｒｌｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｓｈｅｌｌ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＵＧ ａｎｄ ＭｏｌｄＦｌｏｗ ＹＡＮＧ Ｙｏｎｇｑｉａｎｇ ，ＬＩ Ｘｉａｏｙｉｎｇ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ＆Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｘｉ，ａｎ Ｓｈａａｎｘｉ ７１００２１，Ｃｈｉｎａ： ２．Ｓｈａａｎｘｉ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ，Ｘｉ’ａｎ Ｓｈａａｎｘｉ ７１００２４。Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃｕｒｌｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｓｈｅｌｌ ｗａｓ ｄｏｎｅ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＭｏｌｄＦｌｏｗ ｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｂｅｓｔ ｇａｔｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｂｅｓｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｉｔｓ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂｙ ＵＧ ＭｏｌｄＷｉｚａｒｄ．Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＵＧ／ＣＡＭ，ｍｏｌｄ ｃａｖｉｔｙ ＮＣ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ，ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｔｏｏｌ ｐａｔｈ ｗａｓ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ，ａｎｄ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｗａｓ ｄｏｎｅ ａｎｄ ＮＣ ｐｒｏｇｒａｍ ｗａｓ ｇｏｔｔｅｎ． Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｌｄ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｉｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄ；ＵＧ ｓｏｆｔｗａｒｅ；ＭｏｌｄＦｌｏｗ ｓｏｆｔｗａｒｅ；ＮＣ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ 从图１可以看出， ＭｏｌｄＷｉｚａｒｄ模块创建分型面时，首先修补孔的上端面 卷发机外壳形状复杂， 形成一个完整的面，以方便进行分型线的创建；同时 特征众多，壁厚不均 利用分型功能识别塑件的分型边缘或最大轮廓线，并 匀。故其模具型芯结 选择“条带曲面”的方法，选择合适的延伸距离， 构及尺寸也较复杂。 创建分型面如图２所示。 该塑件材料为ＡＢＳ， 图１卷发机外壳 由其用途来看，塑件 的表面光洁度要求较高，不允许有飞边，色泽均匀， 不能出现气泡、裂纹、划痕等缺陷 。 １ 卷发机外壳冷塑模设计 １．１ 分型面 分型面的位置直接影响模具的使用、制造及塑件 图２分型面 质量，因此必须选择合理的分型面。一般应遵循以下 １．２成型零件 原则：确保塑件尺寸精度、表面要求；尽可能减小塑 设置完分型线、分型面之后，提取型芯／型腔 件在分型面上投影面积；考虑浇注系统的布局；尽量 区域，把塑件模型分为型腔区域和型芯区域。在 使模具结构简单，方便使用，制造容易。 ＵＧ ＭｏｌｄＷｉｚａｒｄ模块模块中，创建型腔和型芯，如 卷发机外壳结构特点是通孔较多，在利用ＵＧ 图３所示。 收稿日期：２０１０—１０—２１ 基金项目：陕西科技大学自然科学基金资助项目（ＺＸ１０—２６） 作者简介：杨勇强，讲师，从事模具设计研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｙａｎｇｙｏｎｇｑｉａｎｇ＠ｓｕｓｔ．ｅｄｕ．ｅｎ。 第２２期 杨勇强等：基于ＵＧ和ＭｏｌｄＦｌｏｗ的卷发机外壳注塑模设计与数控加工 ・２９－ ２模具立体图 （５）所有的刀具轨迹生成完后，进行数控加工 在ＵＧ软件生成的装配模型中，零件数据是对零 模拟仿真，结果如图１２所示。 件本身的链接映像，保证装配模型和零件设计完全双 向相关，减少对存储空间的需求。零件设计修改后装 配模型中的零件会自动更新，同时可在装配环境下直 接修改零件设计。通过以上过程完成了整个卷发机外 壳的注塑模具设计，其爆炸图如图１０所示。 图１２刀具仿真结果 ３．３后置处理 经过刀具轨迹计算产生的是刀位源文件 （ＣＬＳＦ），而不是数控程序，因此，需要把刀位源文 图１Ｏ模具爆炸图 件转换成特定机床能执行的数控程序，输人数控机床 的数控系统，才能对零件进行数控加工，这个过程即 ３模具的数控加工 是后置处理。图１３是利用ＵＧ／Ｐｏｓｔ后处理生成的部 模架已经标准化，模具的制造主要是针对型芯、 分数控加工程序。 型腔、滑块型芯和镶块的加工。模具的型芯、型腔和 滑块型芯均可以采用数控铣床或加工中心进行粗加 工、半精加工、精加工。数控编程的核心是计算刀位 点，对于包含复杂曲面的产品，人工计算数控加工刀 位点非常困难 。而ＵＧ／ＣＡＭ模块可自动编程，自 动生成数控代码。以下以卷发机外壳注塑模的型腔为 例，分析其数控加工编程过程。 ３．１ 型腔加工工艺分析 数控加工工艺分析十分重要，其合理与否影响模 具的制造精度。具体包括：毛坯选择、工艺路线拟 定、刀具选择、切削用量确定等。型腔毛坯要求六面 平整，材料为４５号钢。拟定的加工路线为：型腔粗 图１３利用ＵＧ／Ｐｏｓｔ后处理生成的部分数控加工程序 加工一半精加工一精加工一清根精加工。 ３．２刀具轨迹生成过程 ４ 总结 采用ＵＧ ＭｏｌｄＷｉｚａｒｄ模块进行电动卷发机外壳的 刀具轨迹生成步骤如下： （１）创建加工坐标系ＭＣＳ，并指定安全平面， 注塑模设计，并运用ＭｏｌｄＦｌｏｗ软件对其注塑模具进 距离毛坯上表面１５ ｆｉｌｍ； 行工艺分析。该交互式设计，一方面充分利用了 （２）指定部件几何体和毛坯几何体； ＭｏｌｄＷｉｚａｒｄ模块标准化和参数化的特点，使设计效率 （３）创建刀具； 大大提高；另一方面通过ＭｏｌｄＦｌｏｗ分析得到最佳的 （４）根据拟订的工艺方案，生成的型腔粗加工 工艺参数，保证了设计过程的准确性。另外，运用 刀具轨迹如图１１所示； ＵＧ／ＣＡＭ模块对其注塑模具型腔进行数控工艺分析 及编程，缩短了生产周期，大大提高了生产效率。 参考文献： 【１】申开智．塑料成型模具［Ｍ］．北京：中国轻工业出版社， １９８２． 【２】李翔鹏．ＵＧ ＮＸ４模具设计篇［Ｍ］．北京：人民邮电出版 社，２００６． 【３】宋双柱．基于ＵＧ和ＭｏｌｄＦｌｏｗ的相机外壳注塑模具设计 ［Ｊ］．哈尔滨理工大学学报，２００９，１４（３）：１６—１８． 【４】孔刚，李珊．基于ＵＧ的吹风机外壳注塑模具设计及数 图１１刀具轨迹 控加工［Ｊ］．科学技术与工程，２００９，９（２１）：６５２０—６５２３．
