注塑模具设计标准模架系统

第5章
UG NX 6 注塑模具设计标准模架系统
本章主要介绍模架的设计方法。模架由定模座板、定模板、动模板、动模座板等构件组成，有连接和支撑整套模具的作用。MoldWizard 提供了许多常用标准模架和一些可定制模架，使用系统提供的这些模架，可以极大地提高模具设计的效率。
● ● ●
了解模架的类型。模架库的管理细则。模架库的应用。

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5.1 模架类型
根据模架尺寸和配置的要求，模架类型包括标准模架、可互换模架、通用模架、自定义模架。每一种模架类型都有不同的特性，以适应不同的情况。 1. 标准模架标准模架用于要求使用标准目录模架的情况。在注塑模架向导中，模具长度、宽度、模板的厚度和模具行程等模架参数可以通过后面介绍的“模架管理”对话框来配置和编辑。如果模具设计要求使用非标准的配置，如增加板或重定位组件，选用可互换模架会更合适。 2. 可互换模架可互换模架是以标准结构的尺寸为基础的，用于需要用到非标准的设计选项的情况。注塑模具向导提供了 60 种互换模架板，并可详细配置各个组件和组件系列。如果可互换模架也无法满足需要，可以选择使用通用模架。 3. 通用模架通用模架系统用于自定义模架结构，可用于绝大多数注塑模具。通用模架可以用于配置不同模架板来组合成数千种模架，用于可互换模架选项不能满足要求的情况。如果配置和安装一个通用模架，需要设置每一种区域的模架板的叠加状况和每块模架板的厚度。 4. 自定义模架注塑模向导是一个开放式的结构，可以使用模架管理系统来组织和控制模架，而不需要用到编程、如果有特殊要求，可以使用建模功能来设计自己的模架并添加到注塑模向导的模架管理系统中。
5.2 模架参数管理
在“注塑模向导”工具栏中，单击“模架”图标表达式列表及编辑窗口等内容。，系统将弹出如图 5-1 所示的“模
架管理”对话框。对话框中包含模架的目录、类型、示意图、型号、参数编辑、布局信息、
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图 5-1
“模架管理”对话框
5.2.1
目录
在“模架管理”对话框的“目录”下拉列表中选择所需的标准模架，并且在“类型” 下拉列表中选取相应的项目，就可以完成模架的选取设置。这时，位图区域显示该目录和类型的模架结构图片。在“模架管理”对话框的“目录”下拉列表中包括了 DME、FUTABA_DE、FUTABA _DE_(High_Rigid)、FUTABA_FG、FUTABA_H、FUTABA_S、FUTABA_FG_( High_Rigi d)、FUTABA_S_ (High_Rigid)、HASCO_E、LKM_PP、HASCO_INTERCHANGABLE、L KM_SG、RABOURDIN_INTERCHANGABLE、LKM_TP、STRACK_ INTERCHANGABL E 和 UNIVERSAL 等 16 种模架，如图 5-2 所示。这些制造公司的目录提供了模块化的模架结构。注塑模向导提供了一个特别为其模块化系统量身定做的模架系统，可以配置各种标准目录的模架类型，编辑模架板的类型和组件的参数。
图 5-2
“模架管理”的“目录”列表
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在“目录”下拉列表中选取 UNIVERSAL 选项，将模架设置为通用模架，同时可以根据需要组合模架的各部分结构的类型和尺寸，在如图 5-3 所示“模架管理”对话框中的“目录”下拉列表中选择 UNIVERSAL，可以随意设置所需的、不同标准模架的模板配置，如图 5-3 所示。
图 5-3
“模架管理”通用对话框
5.2.2
类型
在“模架管理”对话框中的“类型”下拉列表中可以选择多种模架类型，即不同供应商提供的模架规格所确定的模架类型，如 DME 模架包括 2A(二板式 A 型)、2B(二板式 B 型)、3A(三板式 A 型)、3B(三板式 B 型)、3C(三板式 C 型)、3D(三板式 D 型)等 6 种类型，如图 5-4 所示。
图 5-4
“模架管理”类型列表及二板式 A 型
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下面将对在“模架管理”对话框下“目录”下拉列表中选择 DME 的模架进行详细讲解。二板式模架是以分型面为界分的两部分，一部分固定于注塑机的固定板上不动，另一部分固定在注塑机的动板上随动板运动，如图 5-4 所示的“模架管理”对话框中的示意图。二板式是最简单的结构，一个分型面，一个开模方向，靠重力脱模，使用顶出杆或顶管，可以形成不带侧向凹凸特征的所有塑件。 DME 模架的二板式 A 型是定模板为两块板，动模板为一块板的类型，二板式 B 型是定模板为两块板，动模板也为两块板的类型。如图 5-4 所示二板式 A 型，TCP 为定模座板，即固定连接定模部分和为了安装在注塑机上的板，AP 为定模固定板，即为了镶嵌凹槽或直接加工成型腔的板，一般是成型塑件的外表面。BP 为定模固定板，即为了镶嵌凸模或直接加工成凸模的板。CP 为垫板，作用是使推板能完成推定动作而形成空间。BCP 为动模座板，即固定连接动模部分和为了安装在注塑机上的板。如图 5-5 所示二板式 B 型，字母组的含义和二板式 A 型一样，其中不同的是 SPP 是动模垫板，是为了防止镶嵌在动模固定板上的凸模或其他零件后退的板。
图 5-5
二板式 B 型
DME 的三板式模具有 3 个主要部分，在模具打开时形成两个分型面。塑件由两相邻部分的分界中成型，而浇注系统则由另外两相邻的部分之间取出(指普通的浇注系统，绝热浇注系统模具的浇注系统不取出)。这种模具的一大特点就是能使用点浇注成型，浇注系统能和塑件自动分离，多用于多强成型或者大型塑件。三板式组成包括定模板(也叫浇道、流道板或者锁模板)、中间板(也叫型腔板和浇口板或者叫浮动板)、动模板。和两板式模具相比，这种模具在浮动部分和动模固定板之间多了一个浮动模板，浇注系统常在定模板和中间板之间，而塑件则在浮动部分和动模固定板之间。型腔一般在浮动部分，而浇口也是开在浮动部分，有时流道和浇口永镶拼方式开在浮动部分，三部分的打开和合模顺序由定距分型机构完成。三板式 A 型是在二板式 B 型基础上增加一个浮动板，位于定模固定板合动模固定板之间，如图 5-6 所示。
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三板式 B 型是在二板式 B 型上增加两个浮动板，如图 5-7 所示。
图 5-6
三板式 A 型
图 5-7
三板式 B 型
三板式 C 型是在二板式 A 型基础上增加一个浮动板，如图 5-8 所示。三板式 D 型是在二板式 A 型基础上增加两个浮动板，如图 5-9 所示。
图 5-8
三板式 C 型
图 5-9
三板式 D 型
5.2.3
模架编号列表
模架编号列表位于位图区域的下方，如图 5-1 所示是一个滚动窗口，其编号的含义为宽度×长度。系统根据型腔布局的大小确定适合的模架宽度和长度，并自动选择接近的模架编号。
5.2.4
表达式列表
在“模板管理”对话框中，当在模架编号列表中选中某个模架编号时，表达式列表中会列出当前编号模架的所有相关尺寸和参数，如图 5-1 所示。可以在表达式列表中选择某表达式，使该表达式高亮显示，表达式列表下面的编辑表达式文本框可以修改当前高亮显示的表达式的参数。
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5.2.5
标准参数列表
该列表随着模架类型变化，包括的标准参数也会相应地改变，如图 5-1 所示为 DMA 的 2A 型模架的标准参数，每个标准参数都有一个下拉列表框，在该下拉列表框中列举了当前编号的模架的标准参数系列值。
5.2.6
布局信息
在“模板管理”对话框中，布局信息窗口列出当前布局型腔的尺寸，包括 W(型腔的宽度)、L(型腔的长度)、Z_up(上模高度)、Z_down(下模高度)。其中 W、L 分别是 X 向、Y 向的尺寸，Z_up 和 Z_down 是型腔和型芯模板的厚度参数，如图 5-1 所示，这些布局信息的尺寸参数只有在布局对话框中做过自动对准中心操作后才会显示，否则不显示。
5.2.7
编辑注册文件
，弹出编辑
在如图 5-1 所示的“模板管理”对话框中，单击“编辑注册文件”图标
器，并打开 MoldWizard 记录模架的电子表格，可以在该编辑器中编辑列出的模架“目录” 下拉列表和“类型”下拉列表中选中的类型，以及编辑修改实现调用的图示文件、模型文件的路径等。
5.2.8
编辑数据库
，将会打开
在如图 5-1 所示的“模架管理”对话框中，单击“编辑数据库”图标件，可以改变系统设置的各种类型模架包含的装配元件。
MoldWizard 电子表格文件，如图 5-10 所示。其中在表格内容中编辑模架包含的各装配元
图 5-10 编辑数据库表格文件
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5.2.9
旋转模架
，该图标的功能是把
在如图 5-1 所示的模架管理对话框中，单击“翻转模架”图标此图标按钮来调整模架的长度宽度方向。
模架旋转 90°。因为模架设置的长度和宽度相比型腔的长度方向不一定适宜，因此可以用
5.3 综合实例——添加模架
打开附带光盘中“SAMPLE\Chapter5\tai.prt”文件，零件如图 5-11 所示。
图 5-11 零件图多媒体文件：video\Chapter5\5.3.exe 源文件：sample\Chapter5\tai.prt
1. 加载产品 (1) 打开附带光盘中“SAMPLE\Chapter5\tai.prt”文件，进入 UG 的建模模块，然后在 “标准”工具栏上选择“开始”→“所有应用模块”→“注塑模向导”命令，打开“注塑模向导”工具栏。 (2) 在“注塑模向导”工具栏中，单击“初始化项目”图标，弹出 “初始化项目” 对话框，在初始化选项中，设置“路径”和“项目名”为默认形式，在“材料”下拉列表中选择“ABS+PC”，相应的材料收缩率为 1.0045，设置“项目单位”为毫米，单击“确定”按钮，系统开始装载产品，并生成项目初始文件。 2. 定位模具坐标系 (1) 在“注塑模向导”工具栏中，单击“模具 CSYS”图标所示的“模具 CSYS”对话框。，系统将弹出如图 5-12
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图 5-12
模具 CSYS 对话框
(2) 选择“当前 WCS”选项，单击“确定”按钮，系统完成模具坐标系的设置。 3. 定义工件 (1) 在“注塑模向导”工具栏中，单击“工件”图标 “工件”对话框。 (2) 在“工件”对话框中，采用系统默认的参数设置，单击“确定”按钮，创建如图 5-14 所示的工件。，系统将弹出如图 5-13 所示的
图 5-13
“工件”对话框
图 5-14
生成工件
4. 定义布局 (1) 在“注塑模向导”工具栏中，单击“型腔布局”图标腔布局”对话框。 (2) 在“型腔布局”对话框中，设置“指定矢量”为“XC 轴”，如图 5-16 所示，然后单击“开始布局”图标，则生成的型腔布局如图 5-17 所示。，弹出如图 5-15 所示的“型
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图 5-15
“型腔布局”对话框
图 5-16
确定布局方向
图 5-17 生成的型腔布局
(3) 在“型腔布局”对话框中，单击“自动对准中心”图标 5-18 所示的位置。
，其坐标系移动至如图
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图 5-18 设置模具中心
(4) 在“型腔布局”对话框中，单击“Edit Insert Pocket”图标对话框，定义插入圆角类型和尺寸，如图 5-19 所示。
，弹出“插入腔体”
(5) 在“插入腔体”对话框中，单击“确定”按钮，自动匹配成型工件的尺寸，如图 5-20 所示。
图 5-19
“插入腔体”对话框
图 5-20
插入腔体
(6) 单击“关闭”按钮，退出“型腔布局”对话框。
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5. 设计区域和创建补片面 (1) 在“注塑模向导”工具栏中，单击“分型”图标以隐藏工件线框。 (2) 在“分型管理器”对话框中，单击左边的“设计区域”图标 5-22 所示的“MPV 初始化”对话框。，系统将弹出如图，系统将弹出如图 5-21 所示的
“分型管理器”对话框，在“分型对象”树形列表框中，取消选中“Workpiece Wireframe”，
图 5-21
“分型管理器”对话框
图 5-22 “MPV 初始化”对话框
(3) 在“MPV 初始化”对话框中，选择“保持现有的”选项，同时在工作区域内将出现如图 5-23 所示的箭头。观察这个开模方向正是需要的开模方向。在该对话框中， “确单击定”按钮，系统将弹出如图 5-24 所示的“塑模部件验证”对话框。
图 5-23
开模方向
图 5-24
“塑模部件验证”对话框
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(4) 在“塑模部件验证”对话框中，单击“设置区域颜色”按钮，由“塑模部件验证” 对话框中的“型腔区域”和“型芯区域”颜色设置可知道，这时视图区域将各个颜色部位表达着不同的含义。观察“未定义的区域”显示为“10”，则说明型芯和型腔要进行再定义。在该对话框中的“未定义的区域”选项下，选择“交叉区域面”、“交叉竖直面”和 “未知的面类型”，并在“用户定义区域”选项组下选择“型腔区域”，最后单击该对话框的“应用”按钮，将未定义的面定义为型腔面，这时对话框下的“未定义的区域”选项将显示为“0”。定义完后，在“塑模部件验证”对话框中，单击“取消”按钮，系统将返回“分型管理器”对话框。 (5) 在 “分型管理器”对话框中单击“创建/删除曲面补片”图标工作区中零件的各个补片环自动高亮显示。 (6) 在“自动孔修补”对话框中，单击“修补方法”选项组中的“自动修补”按钮，自动修补各补片环，如图 5-26 所示。单击“后退”按钮，回到“分型管理器”对话框。，系统将弹出如图 5-25 所示的“自动孔修补”对话框。选中“环搜索方法”选项组中的“区域”选项，这时
图 5-25
“自动孔修补”对话框
图 5-26
修补各补片环
6. 创建分型线 (1) 在“分型管理器”对话框中，单击“编辑分型线”图标，系统将弹出如图 5-27
所示的“分型线”对话框，在该对话框中，单击“自动搜索分型线”按钮，工作区高亮显示零件和顶出方向，如图 5-28 所示，同时弹出“搜索分型线”对话框，如图 5-29 所示。
图 5-27
“分型线”对话框
图 5-28
高亮显示零件和顶出方向
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图 5-29
“搜索分型线”对话框
(2) 在“搜索分型线”对话框中，单击“应用”按钮，接受默认的产品零件和顶出方向，将自动搜索和创建如图 5-30 所示的分型线，并激活对话框中的“确定”按钮。
图 5-30 搜索分型线
(3) 在“搜索分型线”对话框中，单击“确定”按钮，创建如图 5-31 所示的分型线，同时回到“分型线”对话框，在“分型线”对话框中，单击“确定”按钮，回到“分型管理器”对话框。在“分型对象”树形列表框中，选中“Workpiece Wireframe”，以显示工件线框。
图 5-31 创建分型线
7. 创建和编辑分型面 (1) 在“分型管理器”对话框中，单击“创建/编辑分型面”图标型面”对话框，同时工作区高亮显示全部的分型线。
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，系统将弹出如图
5-32 所示的“创建分型面”对话框。单击“创建分型面”按钮，弹出如图 5-33 所示的“分
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图 5-32
“创建分型面”对话框
图 5-33
“分型面”对话框
(2) 在“分型面”对话框中，设置“曲面类型”为“扩大的曲面”，单击“确定”按钮，系统弹出如图 5-34 所示的“扩展分型面”对话框。在该对话框中通过拖动滑块来调整该曲面的大小，使所创建的分型面的边界超出工件边界。单击“确定”按钮，生成如图 5-35 所示的分型面，同时回到“分型管理器”对话框。
图 5-34
“扩展分型面”对话框
图 5-35
生成分型面
8. 抽取区域 (1) 在“分型管理器”对话框中，单击“抽取区域和分型线”图标图 5-36 所示的“定义区域”对话框。 (2) 从“定义区域”对话框中可以看到，总面数等于型腔面和型芯面之和，表示正确定义了边界面。在“设置”选项卡中，选中“创建区域”选项。 (3) 在“定义区域”对话框中，单击“确定”按钮，完成型芯和型腔区域的抽取，同时回到“分型管理器”对话框。 9. 创建型腔和型芯 (1) 在“分型管理器”对话框中，单击“创建型腔和型芯”图标示的“定义型腔和型芯”对话框。，弹出如图 5-37 所，系统将弹出如
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图 5-36
“定义区域”对话框
图 5-37
“定义型腔和型芯”对话框
(2) 在“定义型腔和型芯”对话框中，“区域名称”选择“Cavity region”，单击“应用”按钮，显示如图 5-38 所示的型腔体，同时弹出如图 5-39 所示的“查看分型结果”对话框，在该对话框中，单击“确定”按钮，接受默认方向，完成型腔体的创建。
图 5-38
型腔体
图 5-39
“查看分型结果”对话框
(3) 在“定义型腔和型芯”对话框中，“区域名称”选择“Core region”，单击“应用” 按钮，显示如图 5-40 所示的型芯体，同时弹出“查看分型结果”对话框，在该对话框中，单击“确定”按钮，接受默认方向，完成型芯体的创建。
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图 5-40 型芯体
10. 添加模架 (1) 在“注塑模向导”工具栏中，单击“模架”图标 “模架管理”对话框。，系统将弹出如图 5-41 所示的
图 5-41 “模架管理”对话框
(2) 在“模架管理”对话框的“目录”下拉列表框中选择 DME，“类型”下拉列表框中选择“2A”，在“模架编号”区域选择“3535”，在“标准参数列表”区域中选择“AP_h” 为“96”，“BP_h”为“56”。
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(3) 在“模架管理”对话框中单击“确定”按钮，加载如图 5-42 所示的标准模架。其前视图如图 5-43 所示，俯视图如图 5-44 所示。
图 5-42
标准模架
图 5-43
前视图
图 5-44 俯视图
5.4 本章小结
本章首先介绍了不同模架类型适应的情况，接着重点介绍了模架库的管理细则，最后用一个综合实例介绍了通过 MoldWizard 向模具系统添加模架的过程。
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5.5 上机练习
1. 打开附带光盘中“Exercise/Chapter5/banel.prt”文件，零件如图 5-45 所示。结合本章内容对该产品添加标准模架。
图 5-45 习题 1 的零件图多媒体文件：EX_video\Chapter5\1.exe 源文件：Exercise\Chapter5\banel.prt
2. 打开附带光盘中“Exercise/Chapter5/gou.prt”文件，零件如图 5-46 所示。结合本章内容对该产品添加标准模架。
图 5-46 习题 2 的零件图多媒体文件：EX_video\Chapter5\2.exe 源文件：Exercise\Chapter5\gou.prt
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