第1章 注塑模具设计的一般流程

UG MoldWizard是UG软件中注塑模具设计的自动化设计专业模块，根据一个塑料产品的三维实体模型，按照模具设计的一般流程来模拟整个设计过程，建立一套与产品模型相关的三维实体模具，因此广泛用于模具设计行业。这个阶段主要包括模具设计的一般设计流程，如何进行模具坐标系的设定、型腔布局、分型面设计、浇注系统、冷却系统等操作过程。

本章主要介绍了UG软件中利用MoldWizard进行注塑模具设计的一般流程，当有了塑料产品模型后，需要对产品进行模具设计，重点是模具设计的流程。本章以模具设计的流程为树形结构，用实例来介绍注塑模具设计的一般设计流程，读者通过本章的学习，可以很好地了解如何进行从塑料产品模型到三维实体模具设计的操作过程。

本章重点内容

设计流程

型腔布局

模具分型

标准件加载

1.1 案例1——普通模具设计一般流程

1.1.1 案例介绍

本案例将以USB下盖为例，介绍在UG 6.0 MoldWizard下进行模具设计的操作过程。其具体过程是运用“注塑模向导”工具栏中的各个功能来实现的，操作结果如图1-1所示。

1.1.2 加载产品和项目初始化

（1） 打开附带光盘中“UG\Chapter01\ btm.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，弹出如图1-2所示的“初始化项目”对话框，在初始化选项中，“路径”和“Name”为默认形式，在“材料”下拉列表中选择“ABS+PC”，设置“项目单位”为“毫米”，其他采用系统默认设置。单击“确定”按钮，系统加载的产品如图1-3所示。

1.1.3 定义模具坐标系

（1） 在菜单栏上，选择“格式”菜单|“WCS”|“原点”命令，弹出如图1-4所示的“点”对话框，选择如图1-5所示的产品边缘曲线。

（2） 在“注塑模向导”工具栏中，单击“模具CSYS”图标，弹出如图1-6所示的“模具CSYS”对话框，在“更改产品位置”选项中，勾选“产品体中心”单选按钮，在“锁定XYZ位置”选项中，勾选“锁定Z位置”复选框，单击“确定”按钮，系统完成模具坐标系的设置，如图1-7所示。

1.1.4 设置模具工件

（1） 在“注塑模向导”工具栏中，单击“工件”图标，弹出如图1-8所示的“工件”对话框。

（2） 在“工件”对话框中，“类型”选项中选择“产品工件”，“工件方法”选择“用户定义的块”，在“尺寸”选项中，默认系统设置，然后单击“确定”按钮，创建如图1-9所示的工件。

1.1.5 分型线创建

（1） 在“注塑模向导”工具栏中，单击“分型”图标，弹出如图1-10所示的“分型管理器”对话框。

（2） 单击“分型管理器”对话框中的“编辑分型线”图标，系统弹出如图1-11所示的“分型线”对话框。

（3） 单击“自动搜索分型线”按钮，弹出如图1-12所示的“搜索分型线”对话框，默认系统设置，单击“应用”按钮。

（4） 单击“确定”按钮，回到“分型线”对话框，分型线创建结果如图1-13所示。

1.1.6 分型面及型芯和型腔的创建

（1） 单击“分型管理器”对话框中的“创建/编辑分型面”图标，系统弹出如图1-14所示的“创建分型面”对话框，单击“创建分型面”按钮。

（2） 系统弹出如图1-15所示的“分型面”对话框，在“曲面类型”中选择“有界平面”单选按钮。

（3） 单击“确定”按钮，创建结果如图1-16所示。

1.1.7 抽取分型面和分型线

（1） 单击“分型管理器”对话框中的“抽取区域和分型线”图标，弹出如图1-17所示的“定义区域”对话框，显示未定义面数为239，总面数也为239，此时我们需要为型腔和型芯分配区域，单击“型腔区域”图标，勾选“创建区域”复选框，单击“搜索区域”按钮。

（2） 系统自动弹出如图1-18所示的“搜索区域”对话框，选择如图1-19所示的型腔部分的任意一个曲面。

（3） 单击“确定”按钮后，返回“定义区域”对话框。单击“定义区域”对话框中的“型芯区域”图标，勾选“创建区域”复选框，选择“搜索区域”按钮，弹出如图1-20所示的“搜索区域”对话框。

（4） 选择如图1-21所示的的一个面作为型芯面，系统自动进行搜索。

（5） 单击“确定”按钮，返回如图1-22所示的“定义区域”对话框，此时可以看到总面数239=型腔区域46+型芯区域193，单击“确定”按钮。

1.1.8 创建型腔和型芯

（1） 单击“分型管理器”对话框中的“创建型腔和型芯”图标，弹出如图1-23所示的“定义型腔和型芯”对话框。

（2） 单击“所有区域”图标，然后单击“应用”按钮，弹出如图1-24所示的“查看分型结果”对话框，单击“确定”按钮，创建的型腔如图1-25所示。

（3） 弹出如图1-26所示的“查看分型结果”对话框，单击“确定”按钮，创建的型芯如图1-27所示。

1.1.9 型腔布局

（1） 单击“注塑模向导”工具栏中的“型腔布局”图标，弹出如图1-28所示的“型腔布局”对话框，在“布局类型”下拉列表中选择“矩形”，在“指定矢量”下拉列表中选择“+Y”，“型腔数”为2，单击“开始布局”图标。

（2） 单击“型腔布局”对话框中“编辑布局”中的“编辑插入腔”图标，系统弹出如图1-29所示的“插入腔体”对话框，在“插入腔体”对话框中选择R=5，“类型”为2，其他采用默认设置，单击“确定”按钮。

（3） 单击“型腔布局”对话框中“编辑布局”中的“自动对准中心”图标，创建结果如图1-30所示。

1.1.10 加载模架

（1） 单击“注塑模向导”工具栏中的“模架”图标，弹出如图1-31所示的“模架设计”对话框。

（2） 在“模架设计”对话框的“目录”下拉列表中选择LKM_SG，“类型”选择C， Mold_type选择I型，模架大小为默认设置。

（3） 在“模架设计”对话框中，根据强度要求，更改AP_h（定模板）厚度为60， BP_h（动模板）厚度为50，单击“应用”按钮，加载结果如图1-32所示。

（4） 单击“模架设计”对话框中的“取消”按钮，创建结果如图1-33所示。

（5） 单击“注塑模向导”工具栏中的“腔体”图标，弹出如图1-34所示的“腔体”对话框，在“模式”下拉列表中默认“减去材料”，选择定模板和动模板作为目标体，创建的腔体作为刀具，单击“确定”按钮。

1.1.11 创建定位环和浇口套

（1） 单击“注塑模向导”工具栏中的“标准件”图标，弹出如图1-35所示的“标准件管理”对话框。

（2） 在“目录”下拉列表中选择FUTABA_MM，列表中选择Locating Ring，在“类型”中选择M_LRB，DIAMETER值选择100，其他采用系统默认设置。

（3） 单击“标准件管理”对话框中的“应用”按钮。

（4） 在如图1-36所示的“标准件管理”对话框中的“目录”下拉列表中选择FUTABA_MM，列表中选择Sprue Bushing，在CATALOG（浇口类型）中选择M-SBG， CATALOG_DIA（浇口套直径）值选择13，O（入口直径）为3.5，R（球头半径）为11，拖动滑块使得CATALOG_LENGTH长度为70，其他采用系统默认设置。

（5） 切换到如图1-37所示的“标准件管理”对话框中的“尺寸”选项卡下，修改参数HEAD_DIA=36。

（6） 单击“标准件管理”对话框中的“应用”按钮。

（7） 单击如图1-38所示的“标准件管理”对话框中的“重定位”图标，系统弹出如图1-39所示的“重定位组件”对话框。

（8） 单击“平移”按钮，弹出如图1-40所示的“变换”对话框，在DX的文本框中输入-5，单击“确定”按钮，创建结果如图1-41所示。

1.1.12 顶杆的创建

（1） 系统自动返回如图1-42所示的“标准件管理”对话框，在“目录”下拉列表中选择FUTABA_MM，列表中选择Ejector Pin Straight[EJ]，选择CATALDG_DIA为1.0， CATALOG_LENGTH选择为150，HEAD_TYPE选择为2，其他采用系统默认设置。

（2） 单击“应用”按钮，弹出如图1-43所示的“点”对话框，在“类型”中选择“光标位置”，选择如图1-44所示的4个位置。

（3） 同理按照如图1-45所示创建点，选择CATALOG_DIA为4.0。

（4） 单击“确定”按钮，创建的顶杆如图1-46所示。

（5） 单击“注塑模向导”工具栏中的“推杆后处理”图标，弹出如图1-47所示的“推杆后处理”对话框，单击图标，选择创建的顶杆为工具体，再单击“修剪”按钮，在“修剪曲面”下拉列表中选择CORE_TRIM_SHEET，单击“确定”按钮，顶杆修剪结果如图1-48所示。

1.1.13 创建浇口

（1） 单击“注塑模向导”工具栏中的“装配导航器”图标，弹出如图1-49所示的“装配导航器”对话框，取消btm_moldbase_mm_045的勾选。

（2） 单击“曲线”工具栏中的“直线”图标，系统弹出如图1-50所示的“直线”对话框，选择如图1-51所示的型芯上的两条曲线中点作为直线起始点和终止点，单击“确定”按钮，创建如图1-51所示的直线。

（3） 单击“注塑模向导”工具栏中的“浇口库”图标，系统自动弹出如图1-52所示“浇口设计”对话框。

（4） 在“浇口设计”对话框中选择“平衡”中的“是”单选按钮，“位置”为“型芯”，浇口“类型”为rectangle，默认浇口参数。

（5） 单击“浇口设计”对话框中的“应用”按钮。

（6） 系统弹出如图1-53所示的“点”对话框，选择创建的直线靠近产品的端点作为定位点，单击“确定”按钮。

（7） 系统弹出如图1-54所示的“矢量”对话框，选择“类型”下拉列表上的“-YC轴”，单击“确定”按钮，创建结果如图1-55所示。

1.1.14 创建流道

（1） 单击“注塑模向导”工具栏中的“流道”图标，系统自动弹出如图1-56的所示“流道设计”对话框。

（2） 单击“定义引导线串”图标，在“定义方法”中选择“曲线通过点”图标，在“引导线串形状”下拉列表中选择“点到点”型引导线，单击“点子功能”按钮，系统弹出如图1-57所示的“点”对话框。

（3） 选择如图1-58所示的两个浇口边缘的中点，系统返回“流道设计”对话框，单击“确定”按钮。

（4） 单击“创建流道通道”按钮，显示如图1-59所示的“流道设计”对话框。选择“横截面”为半圆形，参数设置为R=3。选择“流道位置”为“型芯”，“注塑冷料位置”为“两端”。

（5） 单击“确定”按钮，创建如图1-60所示的流道。

1.1.15 创建型腔冷却系统

（1） 单击“注塑模向导”工具栏中的“冷却”按钮，弹出如图1-61所示的“冷却方法”对话框。

（2） 单击“冷却方法”对话框中的“标准件”按钮，弹出如图1-62所示的“冷却组件设计”对话框。

（3） 选择冷却管道类型为“COOLING HOLE”，在“位置”下拉列表中选择“PLANE”，“PIPE_THREAD”下拉列表中选择1/8，其他采用系统默认设置。然后切换到如图1-63所示的“尺寸”选项卡，设置参数HOLE_1_DEPTH为95，HOLE_2_DEPTH为96。

（4） 单击“应用”按钮，系统弹出如图1-64所示的“选择一个面”对话框。

（5） 选择如图1-65所示的面作为选择面，弹出如图1-66所示的“点”对话框。

（6） 选择如图1-65所示的左上角上任意一点，弹出如图1-67所示的“位置”对话框。选择如图1-65所示的左边缘为D1起始边，上边缘为D2起始边，在“位置”对话框中的“偏置”文本框中分别输入D1=12，D2=15。

（7） 单击“确定”按钮，返回“点”对话框。设计如图1-68所示的第二条冷却管道，在面上任意位置单击一点，弹出“位置”对话框，分别输入D1=73和D2=15，单击“确定”按钮。

（8） 同理设计如图1-69所示的第三条冷却管道，设计参数管道直径为1/8， HOLE_1_DEPTH为73，HOLE_2_DEPTH为75，距如图1-68所示的上边缘距离为15，距如图1-68所示的下边缘距离为12。

（9） 同理设计如图1-69所示的第四条冷却管道，设计参数管道直径为1/8， HOLE_1_DEPTH为15，HOLE_2_DEPTH为16，距如图1-68所示的上边缘距离为12，距如图1-68所示的左边缘距离为12。

（10） 同理设计如图1-69所示的第五条冷却管道，设计参数为管道直径为1/8， HOLE_1_DEPTH为15，HOLE_2_DEPTH为16，距如图1-68所示的上边缘距离为12，距如图1-68所示的左边缘距离为73。

（11） 单击“注塑模向导”工具栏中的“冷却”按钮，弹出如图1-70所示的“冷却方法”对话框。

（12） 单击“冷却方法”对话框中的“标准件”按钮，弹出如图1-71所示的“冷却组件设计”对话框，在“目录”下拉列表中选择“PIPE PLUG”，在“SUPPLIER”下拉列表中选择“DME”，在“PIPE_THREAD”下拉列表中选择“1/8”，其他采用系统默认设置。

（13） 依次选择创建的冷却管道，然后单击“冷却组件设计”对话框中的“应用” 按钮，创建的堵塞如图1-72所示。

1.1.16 型芯冷却系统的创建

（1） 按照1.1.15节的步骤设计型芯部分冷却系统，其设计参数如图1-73所示。

（2） 第一条冷却通道设计参数为：管道直径为1/8，HOLE_1_DEPTH为95， HOLE_2_DEPTH为96，距如图1-73（b）所示的下边缘距离为10，距如图1-73（b）所示的左边缘距离为12。

（3） 第二条冷却通道设计参数为：管道直径为1/8，HOLE_1_DEPTH为95， HOLE_2_DEPTH为96，距如图1-73（b）所示的下边缘距离为10，距如图1-73（b）所示的左边缘距离为73。

（4） 第三条冷却通道设计参数为：管道直径为1/8，HOLE_1_DEPTH为73， HOLE_2_DEPTH为75，距如图1-73（b）所示的下边缘距离为10，距如图1-73（a）所示的下边缘距离为12。

（5） 第四条冷却通道设计参数为：管道直径为1/8，HOLE_1_DEPTH为10， HOLE_2_DEPTH为11，距如图1-73（b）所示的下边缘距离为10，距如图1-73（a）所示的下边缘距离为12。

1.1.17 定模板冷却通道设计

（1） 按照1.1.15节创建型腔冷却管道的方法创建定模板上的冷却管道。

（2） 第一条冷却通道设计参数为：选择如图1-74所示的型腔底面为选择面，管道直径为1/8， HOLE_1_DEPTH为15，HOLE_2_DEPTH为17，距如图1-75（a）所示的下边缘距离为95，距如图1-75（a）所示的左边缘距离为12。

（3） 第二条冷却通道设计参数为：管道直径为1/8， HOLE_1_DEPTH为15，HOLE_2_DEPTH为17，距如图1-75（a）所示的下边缘距离为125，距如图1-75（a）所示的左边缘距离为12。

（4） 第三条冷却通道设计参数为：管道直径为1/8，HOLE_1_DEPTH为15， HOLE_2_DEPTH为17，距如图1-75（a）所示的下边缘距离为95，距如图1-75（a）所示的右边缘距离为12。

（5） 第四条冷却通道设计参数为：管道直径为1/8，HOLE_1_DEPTH为15， HOLE_2_DEPTH为17，距如图1-75（a）所示的下边缘距离为125，距如图1-75（a）所示的右边缘距离为12。

（6） 第五条冷却通道设计参数为：管道直径为1/8，HOLE_1_DEPTH为70， HOLE_2_DEPTH为72，距如图1-75（b）所示的上边缘距离为15，距如图1-75（a）所示的下边缘距离为135。

（7） 第六条冷却通道设计参数为：管道直径为1/8，HOLE_1_DEPTH为70， HOLE_2_DEPTH为72，距如图1-75（b）所示的上边缘距离为15，距如图1-75（a）所示的下边缘距离为165。

（8） 第七条冷却通道设计参数为：管道直径为1/8，HOLE_1_DEPTH为70， HOLE_2_DEPTH为72，距如图1-75（b）所示的上边缘距离为15，距如图1-75（a）所示的下边缘距离为135。

（9） 第八条冷却通道设计参数为：管道直径为1/8，HOLE_1_DEPTH为70， HOLE_2_DEPTH为72，距如图1-75（b）所示的上边缘距离为15，距如图1-75（a）所示的下边缘距离为165。

1.1.18 动模板冷却通道设计

（1） 按照1.1.15节创建型腔冷却管道的方法创建动模板上的冷却管道。

（2） 第一条冷却通道设计参数为：管道直径为1/8，HOLE_1_DEPTH为15， HOLE_2_DEPTH为17，距如图1-76（a）所示的下边缘距离为95，距如图1-76（a）所示的左边缘距离为12。

（3） 第二条冷却通道设计参数为：管道直径为1/8，HOLE_1_DEPTH为15， HOLE_2_DEPTH为17，距如图1-76（a）所示的下边缘距离为125，距如图1-76（a）所示的左边缘距离为12。

（4） 第三条冷却通道设计参数为：管道直径为1/8，HOLE_1_DEPTH为15， HOLE_2_DEPTH为17，距如图1-76（a）所示的下边缘距离为95，距如图1-76（a）所示的右边缘距离为12。

（5） 第四条冷却通道设计参数为：管道直径为1/8，HOLE_1_DEPTH为15， HOLE_2_DEPTH为17，距如图1-76（a）所示的下边缘距离为125，距如图1-76（a）所示的右边缘距离为12。

（6） 第五条冷却通道设计参数为：管道直径为1/8，HOLE_1_DEPTH为70， HOLE_2_DEPTH为72，距如图1-76（b）所示的下边缘距离为15，距如图1-76（a）所示的下边缘距离为135。

（7） 第六条冷却通道设计参数为：管道直径为1/8，HOLE_1_DEPTH为70， HOLE_2_DEPTH为72，距如图1-76（b）所示的下边缘距离为15，距如图1-76（a）所示的下边缘距离为165。

（8） 第七条冷却通道设计参数为：管道直径为1/8，HOLE_1_DEPTH为70， HOLE_2_DEPTH为72，距如图1-76（b）所示的下边缘距离为15，距如图1-76（a）所示的下边缘距离为135。

（9） 第八条冷却通道设计参数为：管道直径为1/8，HOLE_1_DEPTH为70， HOLE_2_DEPTH为72，距如图1-76（b）所示的下边缘距离为15，距如图1-76（a）所示的下边缘距离为165。

1.1.19 创建防水圈

（1） 单击“冷却方法”对话框中的“标准件”按钮，弹出如图1-77所示的“冷却组件设计”对话框，在“目录”下拉列表中选择“O-RING”，在“ID”下拉列表中选择12，在“位置”下拉列表中选择“PLANE”，其他采用系统默认设置。

（2） 单击“应用”按钮，选择定模板型腔底面、动模板型芯底面作为选择面，依次选择型腔和定模板、型芯和动模板冷却管道接口的圆心为点位置，完成防水圈的创建。创建结果如图1-78所示。

1.1.20 创建水管接头

（1） 单击“冷却方法”对话框中的“标准件”按钮，弹出如图1-79所示的“冷却组件设计”对话框，在“目录”下拉列表中选择“CONNECTOR PLUG”，在“PIPE_THREAD”下拉列表中选择1/8，在“位置”下拉列表中选择“PLANE”，其他采用系统默认设置。

（2） 单击“应用”按钮，选择定模板和动模板的外侧管道圆心位置创建水管接头，单击“确定”按钮，水管接头的创建最终效果如图1-80所示。

（3） 单击“注塑模向导”工具栏中的“腔体”图标，弹出如图1-81所示的“腔体”对话框。

（4） 选择各模板、型腔和型芯作为目标体，创建的所有冷却系统、浇注系统、顶杆等的标准件为刀具，单击“应用”按钮，创建结果如图1-82所示。

（5） 在菜单栏上，选择“文件”|“全部保存”|命令，保存所有部件。