機電一體化論文基于UG的注塑模具應用研究簡介

機電一體化論文：基于UG的注塑模具應用研究簡介

摘要

隨著塑料工業(yè)，汽車，航空航天，家電行業(yè)的不斷發(fā)展，大型塑料零件越來越受到人們的重

視和應用。因此，對大型注塑模具的設計提出了更高的要求。本文主要采用熱流道技術(shù)、注

塑CAE技術(shù)和注塑工藝優(yōu)化技術(shù)對模具的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)（澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)）和注塑工藝進

行了設計。澆注系統(tǒng)設計中，針對結(jié)構(gòu)復雜，熔體填充過程長等原因造成的大型塑料件的澆

注不均勻，充填困難，成型質(zhì)量差等問題，整個儀表盤模具的澆注系統(tǒng)采用多點澆注和冷熱

流道相結(jié)合的方式。應用moldflow對門控系統(tǒng)的不同方案進行分析比較，確定四種澆口方

案較好。然后利用流變理論計算澆注系統(tǒng)的尺寸，不斷調(diào)整和優(yōu)化澆注系統(tǒng)，實現(xiàn)澆注系統(tǒng)

的平衡。本文主要闡述了研究背景與研究意義、研究內(nèi)容、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，分析了基于

UG的注塑模具CAD技術(shù)，分析了基于Moldflow的注塑模具CAE技術(shù)，分析了UG在注塑模

具設計中的應用優(yōu)勢及實例。

關(guān)鍵詞：UG；注塑模具；Moldflow

1緒論

1.1研究背景與研究意義

1.1.1研究背景

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，注塑模具的使用越來越多。傳統(tǒng)的注塑模具設計是基于經(jīng)驗和不斷探

索。主要取決于設計師的經(jīng)驗和加工工人的技能。設計是否合理，或者不僅通過模具測試，

而且通過反復的模具修復來糾正制造缺陷。這樣，不僅難以保證模具的質(zhì)量，而且使模具的

設計和制造周期過長，質(zhì)量不穩(wěn)定，成本高，特別是對于大型精密復雜的模具。中高檔模具，

問題較為突出。這種傳統(tǒng)的模具設計和制造不能滿足現(xiàn)代模具生產(chǎn)的需要。計算機技術(shù)的快

速發(fā)展和應用，為注塑模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展提供了平臺。自20世紀80年代中期以來，

注塑模具CAD/CAM技術(shù)在發(fā)達工業(yè)化國家/地區(qū)得到了廣泛的應用，大大提高了塑料模具的

質(zhì)量，縮短了模具設計和制造的周期，降低了模具的制造成本，完全改變了模具的制造模式。

具有傳統(tǒng)設計和制造方法的注塑模具。雖然使用CAD/CAM技術(shù)，但CAE技術(shù)是一起使用的。

注塑CAE技術(shù)可以優(yōu)化設計方案，幫助設計師設計正確的模具結(jié)構(gòu)，避免傳統(tǒng)模具的重復

維護和測試，降低成本。采用CAD/CAE/CAM集成技術(shù)[S]可大大縮短模具設計時間，提高模

具設計精度，優(yōu)化設計方案，使零件具有更高的尺寸精度和良好的表面粗糙度，自動生成模

具零件的加工路徑。

1.1.2研究意義

隨著注塑模具CAE技術(shù)的快速發(fā)展和逐步應用，國內(nèi)許多企業(yè)已經(jīng)開始將數(shù)值模擬技術(shù)作

為縮短開發(fā)周期，降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和競爭力的重要手段。利用CAE技術(shù)的數(shù)

值模擬功能，設計師可以有效地避免設計中的盲目性，在模具設計階段對注塑的整個過程進

行模擬，使設計師能夠盡快發(fā)現(xiàn)問題，及時修改模具設計，不需要等待模具的后續(xù)修復，從

而節(jié)省制造成本，縮短開發(fā)周期。適用于昂貴的大型注塑模具，具有重要的現(xiàn)實意義。

1.2研究內(nèi)容

1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.3.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀

在國內(nèi)，注塑模具CAD技術(shù)的研究和應用起步較晚。自20世紀80年代中期以來，國內(nèi)一

些大中型企業(yè)引進了一些國外著名的注塑模具CAD系統(tǒng)。同時，一些大學和科研機構(gòu)已經(jīng)

開始研究和開發(fā)注塑模具CAD系統(tǒng)。在中國，注塑模具的研究始于20世紀70年代末，發(fā)

展迅速。多年來，我國一直非常重視注塑模具的設計和制造技術(shù)以及CAD的開發(fā)和應用。

在“八五”期間，安排了“大型薄壁深腔注塑模具制造技術(shù)”、“CAD/CAM技術(shù)在精密注塑模具

制造中的應用”等國家重點企業(yè)技術(shù)開發(fā)項目。此外，還安排了國家重點科技公關(guān)項目“注塑

成型”和“塑料模具CAD/caelcam集成系統(tǒng)”的研究。這些項目的成果對注塑模具CAD的快速

發(fā)展起到了重要的推動作用。我國注塑技術(shù)發(fā)展迅速，我國注塑模具CAD的技術(shù)和應用水

平迅速提高。

1.3.2國外研究現(xiàn)狀

注塑成型中熔體流動理論的研究始于20世紀60年代中期。來自美國，英國，加拿大等國家

的學者對塑料熔體在模腔中的流動和冷卻進行了一系列的基礎(chǔ)研究。在20世紀70年代，許

多研究人員對一維流動進行了大量的研究，主要計算了塑料熔體在等徑圓管、帶中心澆口的

圓盤和帶端澆口的矩形腔中的流動過程。塑料流變學、幾何建模技術(shù)、數(shù)控加工和計算機技

術(shù)的發(fā)展極大地促進了注塑模具CAD/CAM的研究。從最初的CAD技術(shù)和CAM技術(shù)到

CAD/CAM的集成方向，通過圖紙傳遞信息。進入20世紀90年代后，對成形過程中的流動、

壓力維持、冷卻、應力分析和翹曲過程進行了全過程模擬。獨立模塊有機地結(jié)合起來，并考

慮它們之間的相互作用，從而提高分析的準確性，擴大仿真軟件的應用范圍。這些有效的研

究成果為注塑模具分析軟件的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。新一代模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)采用KBE（基

于知識的工程）技術(shù)進行改造。作為人工智能模塊KF提供的ug-ii。通過使用KF，可以將設

計知識集成到系統(tǒng)中進行圖形識別和推理。

2基于UG的注塑模具CAD技術(shù)

2.1CAD軟件及相關(guān)技術(shù)簡介

2.1.1UG/CAD軟件簡介

UG軟件是美國EDS公司引進的國內(nèi)外應用最廣泛的CAD/CAE/CAM軟件系統(tǒng)之一。應用最

廣泛的CAD/CAE/CAM軟件系統(tǒng)之一是通過二維圖紙的開發(fā)過程、數(shù)控加工編程、表面建模

等功能。如今，集部件設計，產(chǎn)品裝配，模具開發(fā)，數(shù)控加工，大米金屬零件設計，逆向工

程，自動測量，機構(gòu)仿真，應力分析，生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理等功能于一體，廣泛應用于機械，

模具，汽車，家電，玩具，航空航天，工業(yè)設計等行業(yè)。UG軟件結(jié)合了傳統(tǒng)的實體、線框

和曲面功能，采用參數(shù)化設計，具有非常強大的智能特征建模功能和實體建模功能，完全滿

足了設計人員的相關(guān)要求。UG/CAD模塊包括實體建模、特征建模、自由形狀建模、工程繪

圖、裝配建模等。實體建模側(cè)重于約束特征建模和顯式幾何建模的優(yōu)點，并為用戶提供符合

建模的解決方案。用戶可以方便地使用UG軟件構(gòu)建二維和三維線框模型，掃描和旋轉(zhuǎn)實體，

布爾操作及其表達式。特征建模和自由形式建模是實體建模的重要基礎(chǔ)。

注塑模具主要設計內(nèi)容包括模具型腔布局，分型面設計，模具基礎(chǔ)設施及澆注系統(tǒng)設計，產(chǎn)

品推出機構(gòu)設計，溫度控制系統(tǒng)設計及模具結(jié)構(gòu)強度計算。進行型腔布置和分型面設計，然

后進行模座結(jié)構(gòu)和澆注系統(tǒng)設計，再進行產(chǎn)品發(fā)射機構(gòu)和溫度控制系統(tǒng)設計。最后，檢查并

計算設計的模具結(jié)構(gòu)的強度。在模具設計內(nèi)容上，部分零件已形成出廠標準，生產(chǎn)線標準或

國家標準。這些部件主要包括導柱、導套、推桿、門套、支撐塊、定位環(huán)等。對于標準件，

可在系統(tǒng)中建立模具基礎(chǔ)庫，隨時調(diào)用。對于澆注系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)等與檢驗計算模具結(jié)

構(gòu)強度有關(guān)的內(nèi)容，可通過相關(guān)成熟的計算方法和經(jīng)驗進行計算。此外，它還可以設置系統(tǒng)

中常用的設計數(shù)據(jù)，從而方便設計者快速有效地查詢。由于每個工廠的要求和條件不同，系

統(tǒng)中設置的內(nèi)容也不同。主要目的是降低設計人員的工作強度，提高設計速度。

2.1.2注塑模具CAD技術(shù)

注塑模具主要設計內(nèi)容包括模具型腔布局，分型面設計，模具基礎(chǔ)設施及澆注系統(tǒng)設計，產(chǎn)

品推出機構(gòu)設計，溫度控制系統(tǒng)設計及模具結(jié)構(gòu)強度計算。進行型腔布置和分型面設計，然

后進行模座結(jié)構(gòu)和澆注系統(tǒng)設計，再進行產(chǎn)品發(fā)射機構(gòu)和溫度控制系統(tǒng)設計。最后，檢查并

計算設計的模具結(jié)構(gòu)的強度。在模具設計內(nèi)容上，部分零件已形成出廠標準，生產(chǎn)線標準或

國家標準。這些部件主要包括導柱、導套、推桿、門套、支撐塊、定位環(huán)等。對于標準件，

可在系統(tǒng)中建立模具基礎(chǔ)庫，隨時調(diào)用。對于澆注系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)等與檢驗計算模具結(jié)

構(gòu)強度有關(guān)的內(nèi)容，可通過相關(guān)成熟的計算方法和經(jīng)驗進行計算。此外，它還可以設置系統(tǒng)

中常用的設計數(shù)據(jù)，從而方便設計者快速有效地查詢。由于每個工廠的要求和條件不同，系

統(tǒng)中設置的內(nèi)容也不同。主要目的是降低設計人員的工作強度，提高設計速度。

2.2注塑模具結(jié)構(gòu)設計簡介

2.2.1分型面的選擇

可取出塑料件的表面稱為分型面，將模具分為活動模具和固定模具兩部分。分型面的方向應

與注塑機的開口方向垂直。分型面有多種形狀，包括平面，斜面，階梯面和曲面。如下圖1

所示。

圖1分型面的形狀

選擇剖面時應注意基本原則。（1）保持產(chǎn)品的整潔。對于外觀要求較高的產(chǎn)品，不要在外觀

表面選擇離型面，以避免開合錯位和形成明顯的痕跡，如螺紋夾緊或毛刺。（2）打開模具時，

產(chǎn)品應保持在移動模具側(cè)。為了使模具順利彈出，打開模具時，產(chǎn)品應留在移動模具側(cè)。（3）

排氣原則。為了使腔內(nèi)氣體順利排出，應在混合物的最終填充位置選擇分型面。（4）保證塑

料零件尺寸精度要求。塑料件的尺寸精度要求主要包括同心度要求，厚度要求，單尺寸精度

要求等，是產(chǎn)品外觀的基本要求之一。（5）橫向分型面應與主分型面對齊。對于復雜的產(chǎn)品，

如果分型面不能有效滿足產(chǎn)品要求，則必須設計側(cè)分型面。為方便模具的開合完成側(cè)芯圖，

選擇分型面時，側(cè)芯圖應留在移動模具的側(cè)面。側(cè)芯拉力應在短芯拉力距離的一側(cè)。側(cè)芯張

力應在注入壓力影響較小的一側(cè)。（6）分型面應適合注塑機的參數(shù)。（7）保證葉片安裝方便，

位置可靠。如產(chǎn)品成型時有鑲件，設計時應考慮鑲件的安裝方便及定位密封方便。（8）在大

多數(shù)情況下，應避免側(cè)芯拉動，使結(jié)構(gòu)復雜化。（9）有利于產(chǎn)品的密封和加工。

2.2.2澆注系統(tǒng)設計

澆口系統(tǒng)是將塑料熔體從注塑機的噴嘴引至導向腔的一組輸送通道，又稱流道系統(tǒng)。主要由

主流道，導流流道，閘門和冷腔組成。常見門控系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)如圖所示。

圖2普通澆注系統(tǒng)的組成

在建立澆注系統(tǒng)時，應遵循以下基本原則：（1）澆注系統(tǒng)的設計應適合塑料的加工性能。應

充分熟悉塑料的成型性能，并在此基礎(chǔ)上分析塑料熔體在成型過程中的流動特性。這樣可以

保證澆注系統(tǒng)的適應性和材料成型特性，保證塑料件的質(zhì)量。塑料熔體的流動特性包括溫度，

含量，剪切速率和空腔壓力。（2）流程最短的原則。在滿足型腔排氣效果，保證塑件成型質(zhì)

量的前提下，盡量縮短工藝流程，控制流道表面粗糙度，減少流道彎曲。并應盡量減少塑料

熔體的熱損失和壓力損失。這樣可以縮短成型周期，克服成型缺陷，提高成型質(zhì)量（。3）排

氣原則。澆注系統(tǒng)的作用是引導塑料熔體充滿管腔的各個角落，有效排出管腔內(nèi)的氣體，從

而保證在充填過程中不會產(chǎn)生渦流，湍流，凹陷，氣泡，結(jié)焦等成型缺陷，獲得良好的成型

質(zhì)量。（4）防止巖心變形和葉片位移。在閘門系統(tǒng)設計中，應避免塑料熔體對小鐵芯和鑲件

的直接沖擊，以防止小鐵芯的變形和由于熔體的沖擊力引起的鑲件位移（。5）修邊閘門標志，

保證塑料件的外觀質(zhì)量。脫模后，為了保證塑料件的外觀質(zhì)量，澆口系統(tǒng)的冷凝水應與塑料

件的外觀質(zhì)量分離，然后對澆口痕跡進行修復。（6）門控系統(tǒng)是根據(jù)腔體布局設計的。澆注

系統(tǒng)的布局必須確保塑料熔體同時填充空腔。閘門系統(tǒng)的布局應與模具的軸線對稱。型腔和

澆口系統(tǒng)在分型面的投影面積的中心與注塑機鎖緊機構(gòu)鎖緊力的作用中心重合，有助于提高

鎖緊機構(gòu)的可靠性和均勻性，提高鎖緊機構(gòu)的受力。此外，避免了模具一側(cè)的閘門（。7）檢

查流量比和流量面積比。在大型或薄膜塑料件的注塑過程中，澆注系統(tǒng)中塑料熔體的流動距

離比或流動面積比不得高于塑料的允許值，澆注系統(tǒng)不得低于塑料的允許值，以避免填充不

足。

2.2.3排氣系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)的設計

（1）排氣系統(tǒng)

排氣系統(tǒng)將來自模具的氣體排出，以防止塑料部件的孔隙、氣泡和其他缺陷。排氣系統(tǒng)的設

計要點如下：確保氣體能快速有效地排出。應根據(jù)澆口位置在最終灌封位置設計。為了便于

加工，排氣槽應盡可能設置在分型面和模具的一側(cè)。廢氣不得放置在工人操作的地方。綜合

考慮塑料特性、注塑壓力、溫度等因素，在此基礎(chǔ)上設計了排氣槽的深度。

（2）冷卻系統(tǒng)的設計

在注塑成型中，腔內(nèi)的熔體溫度很高，通常在2000℃到3000℃之間。將模具溫度冷卻到600℃，

熔體迅速冷卻的結(jié)構(gòu)稱為冷卻系統(tǒng)。冷卻介質(zhì)種類繁多，包括冷卻水，冷卻油，壓縮空氣等。

冷卻通道的設計原理如下：

冷卻孔的布置應與空腔的形狀一致，使冷卻水孔與空腔表面的距離相等。在塑料部件的局部

壁厚處應添加冷卻裝置。對于形狀較大的塑料件或薄壁件，由于材料流動時間長，材料溫度

低，如果要使整個塑料件達到相同的冷卻速度，則必須適當改變零件的排列密度。冷卻水通

道，例如，可以在物料流動結(jié)束時安排較少的冷卻水通道。冷卻管不應接近塑料的熔合痕跡，

以防止弱熔合組合會降低強度。冷卻水孔數(shù)越多，塑料零件冷卻越均勻。不得在有插件或其

他接頭的地方設置冷卻通道，以防止漏水。冷卻通道不得有回流或積水。選擇進水管直徑時，

進水速度應低于冷卻通道內(nèi)的水流量，防止壓力過大下降，保證模具的冷卻平衡。動態(tài)模具、

固定模具和成型芯應分別冷卻，以確保冷卻平衡。特殊部位應特殊處理。例如，由于經(jīng)常與

噴嘴處的柵極接觸和最高溫度，進料噴嘴可以單獨冷卻。進出口噴嘴接頭的方向應設置在不

影響操作的方向上，并應盡可能在模具的同一側(cè)，通常設置在注塑機操作位置的另一側(cè)。

3基于Moldflow的注塑模具CAE技術(shù)

3.1Moldflow軟件及注塑模具CAE技術(shù)簡介

3.1.1Moldflow軟件簡介

模具流程軟件是美國Moldflow公司開發(fā)的注塑仿真工具。公司自1976年發(fā)布全球首套塑

料注塑流動分析軟件以來，一直領(lǐng)先塑料成型CAE軟件市場。模具流動軟件由三部分組成，

分別是模具流動塑料顧問(IA用于產(chǎn)品優(yōu)化)，模具流動塑料洞察（注塑模擬分析）和模具流

動塑料xPERT（注塑過程控制專家）。

3.1.2注塑模具CAE技術(shù)

基于傳熱理論，數(shù)值計算，聚合物流變學和計算機圖形學，采用注塑模具CAE技術(shù)對整個

塑料成型過程進行模擬分析。產(chǎn)品設計人員可以通過CAE分析結(jié)果得到填充方法，夾緊力，

注塑壓力，空化位置，熔合線及相關(guān)成型條件。在實際制造模具之前，使用模具流動分析軟

件模擬實際成型過程。根據(jù)仿真結(jié)果，預測模具設計和成型條件的影響，為發(fā)現(xiàn)模具缺陷提

供合理的依據(jù)。注塑模具CAE技術(shù)主要優(yōu)化塑料制品的結(jié)構(gòu)和形狀，模具工藝參數(shù)和模具

結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)模具設計流程為概念設計，產(chǎn)品設計，模具設計，開模，試模等。模具中的問題

只有在模具測試后才能發(fā)現(xiàn)。這樣，傳統(tǒng)的模具設計必須經(jīng)過反復的模具測試和修理，這將

花費大量的數(shù)據(jù)，并有一個較長的更新周期。下圖為傳統(tǒng)注塑模具做法。

圖3塑料注塑模的傳統(tǒng)做法

CAE技術(shù)采用計算機對注塑成型全過程進行模擬，從而檢查模具結(jié)構(gòu)設計和注塑成型工藝參

數(shù)是否合理，及時發(fā)現(xiàn)和糾正不合理問題，快速有效地解決。與傳統(tǒng)注塑模具相比，CAE技

術(shù)可以縮短生產(chǎn)周期，提高市場競爭力，介紹了CAE注塑成型塑料的方法。

圖4塑料注塑模的CAE技術(shù)

3.2常見注塑制品缺陷、產(chǎn)生原因及解決辦法

3.2.1填充不滿

如果材料不能完全填充模腔，產(chǎn)品缺陷就不能完全填充。充填不滿的表現(xiàn)有很多，包括產(chǎn)品

收縮，多腔模具部分型腔充填等。有許多因素會導致不足。只要它們能防止塑料熔體和足夠

的材料流入空腔，就會導致填充不足[失效]。例如，如果澆口和流道的尺寸太小，塑料熔體

的流動就會受到阻礙。如果熔體的粘度太高，流速也會降低。根據(jù)不同的問題，應考慮以下

幾個方面，并研究解決辦法。

設備：如果注塑機容量過小，注塑壓力過小，熔體流動性很差，影響灌裝速度，應選擇大容

量注塑機。噴嘴被異物堵塞時，應及時清理堵塞物。還需檢查設備的注塑周期是否正常。

注塑工藝條件：時間、壓力和溫度是影響注塑工藝的三個主要因素。適當調(diào)整工藝參數(shù)，避

免工藝參數(shù)設置不當造成的缺陷。增加注塑壓力和溫度時，增加注塑速度，預成型時間和注

塑時間。

模具：導致灌裝不滿意的最重要因素是模具設計不合理或澆注系統(tǒng)缺陷。流道和澆口的尺寸

應適當增加，以改善模具設計中不合理的零件。要合理安排閘門的位置和數(shù)量，根據(jù)塑料件

的幾何特征和技術(shù)要求確定閘門的位置和數(shù)量，分析其流動狀態(tài)、排氣條件和灌裝條件。此

外，還應設置通風孔，以解決排氣不足引起的填充不滿。

材料：材料填充不滿的主要影響因素是流動性差。應根據(jù)實際需要和工藝要求，選用流動性

好，符合工藝技術(shù)要求的材料。

3.2.2凹痕及氣泡

由于材料填充不足，應力不足，產(chǎn)品設計不合理，產(chǎn)品會產(chǎn)生凹痕。此外，凹痕經(jīng)常出現(xiàn)在

與薄壁相鄰的后壁。氣泡是由外圈塑料冷卻凝固，模腔內(nèi)塑料不足，內(nèi)塑料收縮形成真空引

起的。如果你想確定鼓泡的原因，你只需要觀察塑料產(chǎn)品在打開模具時或冷卻后是否出現(xiàn)氣

泡。開模時，是因為材料問題。冷卻時，是由于模具或注塑條件。解決凹痕和氣泡的具體措

施如下：

材料：塑料中水和揮發(fā)性物質(zhì)的來源主要有兩種：一是塑料在制造過程中沒有完全去除，或

由于儲存和運輸過程中的條件不當而被吸收；二是成型過程中通過化學反應或熱分解產(chǎn)生的。

在成型過程中，隱藏的水分和揮發(fā)物會成為氣體，從而嚴重影響塑料零件的質(zhì)量。因此，在

注塑前需要對材料進行干燥。

注塑條件：就注塑條件而言，導致壓痕的因素主要包括注塑量不足、壓力維持壓力和注塑壓

力過低、注塑速度慢、注塑時間過短、壓力維持時間和注塑周期等。增加注塑壓力和保壓壓

力，增加注塑時間和保壓時間，提高注塑速度，避免產(chǎn)品凹陷和缺陷，應增加投料量。

模具方面：小的澆口或流道尺寸會導致高的流動阻力和不足的材料填充。一旦冷卻，就會形

成凹痕。為了解決這一問題，需要增加閘門、噴嘴孔、主流道和分流道的尺寸。最后，應考

慮閘門的位置，以滿足灌裝平衡的要求，以免因短缺而造成凹痕。填寫。此外，應減少產(chǎn)品

壁厚的差異，并在產(chǎn)品壁厚的一部分設置澆口進料。

溫度方面：如果溫度過高或過低，就會出現(xiàn)凹痕。因此，應避免過熱材料造成的過度收縮，

盡可能避免過冷材料造成的壓實。如果模具溫度過高或過低，可能會造成其他缺陷。例如，

如果模具溫度太高，材料就會凝固得太慢，而如果模具溫度太低，就會出現(xiàn)氣泡。為了避免

各種缺陷，應根據(jù)材料特性和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)適當控制溫度。

3.2.3熔接線

由于產(chǎn)品厚度不均勻，它將合并形成兩個不同流動方向的熔體流。焊絲主要出現(xiàn)在有多個閘

門或孔或鍛件的產(chǎn)品上。在大多數(shù)情況下，焊接線只能通過改變產(chǎn)品設計、工藝條件和模具

結(jié)構(gòu)來消除，焊接線可以移動到不影響產(chǎn)品外觀或易于操作的位置。有幾種方法可以克服聚

合連接：

1.設備方面：如果由于注塑機塑化不良導致熔體溫度不均勻，可以延長成型周期，使塑化過

程更加完整。必要時更換塑化能力強的機器。

2模具方面：模具溫度過低也會造成焊縫缺陷，因此需要適當提高模具溫度或焊縫接頭局部

溫度。對于小、窄、淺的通道，必須增加通道的尺寸和冷井的體積，以提高通道的效率。此

外，焊縫不應盡可能接近插入和孔。對于具有注塑功能的閘門，必須及時糾正、遷移或添加

停止緩沖器。

3.塑工藝方面：實踐經(jīng)驗表明，提高注入壓力可以克服流道的阻力，將壓力傳遞到流動的前

峰，在高壓下熔接線，增加接頭密度，提高熔合接頭的強度；過高的注入速度會使熔體在溫

度下降之前熔斷，而過低的注入速度不會使用廢氣，因此注入速度非常重要。如果桶和噴嘴

的溫度高，塑料的粘度會降低，焊接痕跡會變薄。相反，它減少了氣態(tài)物質(zhì)的分解。因此，

有必要調(diào)整注塑機噴嘴和桶的溫度。

4材料：材料應盡可能干燥，盡量減少配方中的液體添加劑，在流動性差的塑料中加入潤滑

劑和穩(wěn)定劑。

5.在產(chǎn)品設計方面，需要增加塑料件的壁厚，增加壓力傳遞，使塑料熔體保持在較高的溫度。

3.2.4翹曲

翹曲是塑料制品常見的質(zhì)量缺陷之一，主要是指注塑制品形狀與模腔形狀之間的偏差。導致

翹曲的因素有很多，其中最常見的是塑性收縮。收縮率變化的主要原因是：（1）沿流動方向

和垂直方向、分子和纖維取向。如果模制塑料部分具有較高的分子取向，分子鏈會在取向方

向上大程度收縮，導致各向異性收縮。對于纖維增強塑料零件，由于收縮率不一致（增強纖

維的收縮率較?。w維排列方向的收縮率較小，而橫向的收縮率較大。（2）沿零件厚度方

向冷卻不均勻。材料從模具壁到零件中心的冷卻和收縮之間的不一致將導致脫模后零件的翹

曲。（3）零件厚度變化引起的冷卻速度不一致。不同壁厚的塑料零件會導致不同的冷卻速率。

（4)零件的幾何形狀不對稱，例如，在一個方向或零件一側(cè)排列的板上有許多肋骨，這也會

導致冷卻不一致；(5）成型零件內(nèi)部溫度和壓力維持狀態(tài)的變化，如閘門附近壓力過大，閘

門附近壓力不足。

為了減少或控制翹曲的發(fā)生，應考慮以下方法：

注塑工藝方面：從技術(shù)上講，需要實現(xiàn)快速充模，縮短熔體傳熱時間，并使用足夠的材料來

補償熱收縮。此外，應增加注塑壓力和保持時間，以盡量減少翹曲。

物料方面：在材料方面，聚合物的分子量分布越窄，翹曲越小。因此，結(jié)晶聚合物產(chǎn)品容易

收縮或翹曲，而結(jié)晶度高、密度高的產(chǎn)品往往減少翹曲。

模具設計方面：如果模具溫度不能有效控制和均勻化，結(jié)晶度和工件方向就會不同，從而導

致應力不均勻和翹曲。此外，不適當?shù)膹椛鋮^(qū)域或不均勻的彈射力也會導致翹曲。在閘門系

統(tǒng)的設計中，如果閘門太小，材料就不能快速填充空腔，導致翹曲變形。此外，門應在較厚

的部分打開，以避免在較薄的部分打開門造成翹曲?？傊?，減少翹曲的方法有很多，主要包

括增加澆口尺寸，減少取向，加速注入速度，適當降低熔體和模具溫度，增加注入壓力，延

長注入時間和保持時間，增加壁厚和降低澆口壓力。

4UG在注塑模具設計中的應用優(yōu)勢及實例

4.1UG在注塑模具設計中的應用優(yōu)勢

首先，對于模具成型模塊，在注塑模具設計中具有集成智能檢測設備和工具的功能，能夠自

動檢測相關(guān)工具是否符合相應的設計要求。如果沒有，它將給出提示，用戶將進行更改。其

次，對于模具小藏模塊，它具有以下功能：集成模具底座的系統(tǒng)標準件庫，集成各種標準化

零件，只設置相關(guān)參數(shù)來擁有零件，然后組裝到相應的位置，而不需要第二次裝配操作。此

外，它還提供各種自定義組件。第三，對于MoldWizang模塊，主要由主模型實現(xiàn)。具有智

能更新各種模具零件的功能和優(yōu)勢。

4.2UG在注塑模具設計中的應用實例

4.2.1UG注塑模具設計

（1）創(chuàng)建塑件三維模型并確定注塑模具的整體結(jié)構(gòu)

第一次模擬試驗是確定注塑模具的整體結(jié)構(gòu)。根據(jù)FIG的說法，整個塑料部分尺寸適中，但

內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對復雜。它需要許多核心拉動機制。為了簡化模具結(jié)構(gòu)，改進加工裝配工藝，降

低注塑壓力，減少注塑缺陷，我們采用“一?！钡脑O計理念。由于零件在頂部和側(cè)面的要求很

高，粗糙度需要降低。澆注系統(tǒng)的整個流道幾乎可以采用熱流道的形式，轉(zhuǎn)輪的橫截面為圓

形和隧道形門。

（2）分模

分離是注塑模具設計中非常重要的組成部分。模具型腔的總體積以分型面的形式分為動芯和

固定型腔。間的接觸面)。分型面是基于分型線，通過繪制曲面和使用界面或其他類型的創(chuàng)

建方法獲得的。分型面創(chuàng)建后，其組成將改為多個曲面，需要拼接形成統(tǒng)一的曲面。該區(qū)域

被提取，塑料部分的許多面被分配到核心側(cè)或空腔側(cè)。如果面積之和與總面積一致，則可以

自動或以分布式形式獲得原始空腔和巖心。

（3）確定模架和模具標