基于UG的压铸模设计

2018-05-08廖西平

铸造设备与工艺 2018年1期

关键词：模架工具栏型腔

廖西平

（重庆工商大学机械工程学院，重庆 400067）

随着科学技术的不断发展进步，计算机在工业以及其它领域的应用越来越广，而且取得了巨大的成就，如互联网+、智能机器人、大数据、云计算……等。就铸造行业来说，铸造凝固场分析、仿真软件的应用为铸造行业的科技进步提供了强有力的支持。

UG是一款在机械行业应用很广的软件，其具备三维造型、自动编程与加工、有限元分析、模具设计、运动仿真等功能，深受广大工程技术人员的好评。本文针对压铸模的设计，介绍一些UG软件的基本应用，抛砖引玉，供同行交流。

1 铸件三维建模

建模的方法因人而异，但是基本原则是相同的，主要有以下几个步骤：

1）插入草图建立坐标面，在该面上画出铸件的纵向断面的图形，再通过旋转180°形成铸件的主体；

2）在铸件内腔适当的高度，再插入草图建立坐标面，画凸台圆并向主体拉伸相交，得到凸台结构；

3）在凸台表面上插入一个孔，并贯通，形成凸台上的圆孔；

4）选择铸件主体对称的垂直面作为新的草图平面，再画出竖板的轮廓封闭线条，然后进行垂直于图形的拉伸，得到竖板的实体；

至于竖板上凸台以及通孔，其造型方法与步骤2、3基本相同。建模图如图1所示。

绘制平面图形时，可以先大致画出基本线形，最后通过尺寸约束、几何约束来确定最终形状。

2 模具辅助设计

UG软件有一个模块——注塑模向导，专门针对注塑模的设计，虽然不是压铸模设计，但是它山之石，可以攻玉，依然可以作为压铸模的辅助设计。

具体操作步骤如下：

1）点击主菜单上【开始】

图1 铸件建模图

—→【注塑模向导】，弹出相应工具栏，进行一系列的操作：初始化项目、模具坐标、工件、收缩率、注塑模工具、模具分型工具、模架库等；

每点击一个图标项目，就会弹出相应的对话框，进行参数设置和其他操作，结束时点击【确定】。其中【模具分型工具】是重点，前面的操作都是为分型作前期准备。

2）点击打开【模具分型工具】，弹出2级工具栏，还要对其中的选项进行一系列操作，如选项有：区域分析、曲面补片、定义区域、设计分型面、定义型腔和型芯。其中最关键的环节是设计好分型面，至于后面的定义型腔和型芯就自然而成了。分型面的建立见图2.

图2 建立铸件分型面

最后建模得到压铸模具图（只包含铸件、型腔和型芯），见图3.

需要说明的是，由于每一步操作含有大量细节内容，不可能逐一讲解。不过有几点重要操作步骤要加以说明：

图3 压铸模具分型图

1）当分型面是由曲面和平面共同组成的话，需要在【设计分型面】的对话框里，对已经产生的分型线专门进行分段设计、编辑；

2）当铸件体上有通孔或者异形通孔，需要补片，以此作为型腔、型芯的分界面。因此需要在【曲面补片】或者【模具分型工具】工具栏里的[边缘补片]选项里进行补片操作；

3）如果铸件在转角处是“破孔（即贯穿的方孔、异形孔等，那么补片操作比较麻烦。首先要构造多个平面，再将这些平面“缝合”起来，连成一个整体，最后点击【注塑模工具】—→【编辑分型面和曲面补片】，弹出对应的对话框，按照提示选中这些缝合面，点击【确定】，将这个缝合面转换成分型时被识别的片体；

4）当一个完整的表面一部分位于型腔，另一部分位于型芯时，这时要用拆分的手段将这个完整面分解为两部分。其操作是，在【注塑模向导】工具栏中，点击【注塑模工具】—→【拆分面】，弹出对话框，选中将被拆分的面，再点击拆分工具—→【选择对象】，再在图中选中拆分的分界线，点击【确定】，即完成拆分面的操作。

3 创建滑块和镶块

模具中常用抽芯机构和镶嵌块，对于这些结构，UG软件的设计也非常便捷，由于操作比较简单，因此比较详细地介绍一下创建抽芯滑块和镶嵌块的过程。

1）在主菜单【窗口】中打开型腔模型文件，选择其侧面作为插入草图的坐标面，画出矩形图形———滑块的轮廓线形；

2）将矩形拉伸到型腔内竖板空腔的侧面，形成立方体；

3）将立方体与型腔本体进行“求交”布尔运算，得到一个新的实体，即是立方体与型腔本体共同结合的重叠体——滑块体；

4）将型腔体作为目标体，新产生的重叠体作为工具。进行“求差”布尔运算，又得到一个被减去重叠体的新型腔，新型腔就是一个带有滑块形状空缺体积的型腔。至此，滑块和带有滑块形状空缺的新型腔就产生了。

对于型腔中的镶嵌块，其创建原理和方法与抽芯滑块基本相同。整个模具（包含滑块、镶嵌块）的分型图如图4所示。

每一个单独模型还要单独打开其图形文件，进一步建模细化结构，比如打孔、建槽、增、减实体等。4 生成模架

总模型图出来以后，如图3所示，就可以生成模架图。

图4 压铸造模爆炸图

UG软件集成了各种标准模架，供用户选用。注塑模结构与压铸模基本相同，主要差别在浇注系统和溢流槽等，用户都必须自己改动模具结构、尺寸等。

具体操作如下：

1）在主菜单【窗口】中—→选中总模型文件（包含“top-000.prt”的文件）—→显示总模型图；

2）点击左边的“装配导航器”标签，在里面双击总模型文件，将其设为“工作部件”；

3）在“注塑模向导”工具栏中，选中“模架库”图标，打开对话框，确定模架的目录、类型和模具尺寸大小，同时，还要确定一系列模板、支承板、垫块、座板等尺寸，完成这些操作后点击【应用】。生成模架图。如图5所示；

图5 模架生成图

4）后续工作还有：将镶嵌块插入动、定模板中；进一步修改各个组件的尺寸；钻孔、开槽、倒角等。这些操作除了插入镶嵌块外，基本方法是一样的。就是在图形显示区中选中某一个组件，再右击，弹出快捷菜单，在其中选中“仅显示”，隐藏其它组件。再次右击、弹出快捷菜单，选中“设为工作部件”，即进入图形编辑状态，编辑完工后，双击“装配导航器”，下拉列表中的总模架文件，显示总模架图。以此类推，就可以依次对所有组件进行编辑、修改；

关于镶嵌块插入模板的操作，可以分成两步：

a）点击“注塑模向导”工具栏中的【型腔布局】，打开对话框，单击“编辑插入腔”选项，再次弹出二级对话框，在其中确定模板圆角R的参数及类型，单击【确定】，完成操作。

b）同理，点击工具栏上【腔体】，根据打开的对话框提示选中目标体（动、定模板），以及指定工具体（镶嵌块），即可完成操作。模板插入后形成的凹坑空腔图形省略。

5）最后全部存盘保留。即【文件】—→【全部存盘】。