UGUG軟件在復(fù)雜塑料模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

黃碧瓊

（湖南省冷水江工業(yè)學(xué)校，湖南　冷水江　41177550055）

UGUG軟件在復(fù)雜塑料模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

黃碧瓊

（湖南省冷水江工業(yè)學(xué)校，湖南冷水江41177550055）

本文分析了UG軟件的主要特點(diǎn)及具體功能，論述了UG軟件在復(fù)雜塑料模型中的應(yīng)用現(xiàn)狀，并且以具體設(shè)計(jì)為案例，對(duì)UG軟件在復(fù)雜塑料模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述。

UG軟件；復(fù)雜塑料模型；設(shè)計(jì)；CAD/CAM；應(yīng)用

隨著我國工業(yè)水平的不斷提高和發(fā)展，塑料制品在我國社會(huì)中的地位越來越重要，因此，塑料模具的設(shè)計(jì)在塑料制品行業(yè)中有著不可替代的作用。塑料制品的制作過程以及復(fù)雜程度也因我國塑料制品加工行業(yè)更加精細(xì)化而不斷提高，利用一些CAD/CAM等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造軟件可以使得設(shè)計(jì)更加方便，UG軟件因其具有十分強(qiáng)大的功能，能較輕松地實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜模型的建構(gòu)，在復(fù)雜的塑料模具設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用。

1　UG軟件的主要特點(diǎn)

UG軟件不僅能滿足于實(shí)現(xiàn)模具造型結(jié)構(gòu)等的設(shè)計(jì)、制造以及繪圖裝配等，還能對(duì)繁瑣復(fù)雜的塑料模具進(jìn)行設(shè)計(jì)。直接利用UG CAD建立產(chǎn)品的三維模型，再根據(jù)三維模型對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，以3D數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫和文件的傳輸格式是統(tǒng)一的，這就給信息的集成以及數(shù)據(jù)的共享提供了條件，在快速提高設(shè)計(jì)效率的同時(shí)，也極大程度地保證了質(zhì)量，降低了成本［1］。

2　UG軟件應(yīng)用于復(fù)雜塑料模具設(shè)計(jì)中的意義和方法

2.1在復(fù)雜塑料模具設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAD/CAM系統(tǒng)的意義

塑料模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是否合理，這會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的好壞產(chǎn)生十分直接的影響，同時(shí)也要考慮其是否能對(duì)金屬材料的特性加以替代，加工工藝的特性如何等。傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)是通過手工和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并且加工的手段有一定的缺陷，會(huì)有以下問題出現(xiàn)：

（1）一旦模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，就會(huì)增加在設(shè)計(jì)過程中手工進(jìn)行分析與計(jì)算的時(shí)間，往往還很難達(dá)到技術(shù)上精確嚴(yán)格的要求。

（2）手工設(shè)計(jì)的圖紙是二維的圖紙，并不能直接用在數(shù)控加工中，這也導(dǎo)致了模具的生產(chǎn)周期很長，模具的精度很難達(dá)到。

（3）用傳統(tǒng)的繪圖工具對(duì)模具圖進(jìn)行繪制，工作強(qiáng)度大，且費(fèi)時(shí)費(fèi)力，繪圖時(shí)間占據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)間的比重較大，造成設(shè)計(jì)效率低。

而上述問題通過UG軟件就得到了很好的解決。計(jì)算機(jī)的計(jì)算效率很高，利用UG軟件能夠提高分析計(jì)算能力，對(duì)設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。設(shè)計(jì)者可以根據(jù)設(shè)計(jì)的意圖選取合適的建模模型，模具的設(shè)計(jì)工作完成以后，會(huì)自動(dòng)地對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行繪制，生成數(shù)控加工程序，最大限度地縮短了模型設(shè)計(jì)與加工制造的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了塑料模具設(shè)計(jì)制造的一體化，模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量和加工精度都得到提高，進(jìn)而提高了生產(chǎn)的效率。

2.2UG軟件在復(fù)雜塑料模型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法

UG軟件開創(chuàng)了一個(gè)塑料模型導(dǎo)向模塊，該模塊是根據(jù)塑料模具的需求來設(shè)計(jì)的，包括很多塑料的零件以及框架，以便于工作人員在設(shè)計(jì)和實(shí)際操作中可以找到。即使沒有相同的，也能夠找到替代或者相似的零件，然后利用UG軟件對(duì)其參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，最后完成整個(gè)的設(shè)計(jì)過程。同時(shí)UG軟件的模塊能夠根據(jù)塑料模型的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行有效的更改與優(yōu)化。

3　UG軟件在復(fù)雜塑料模型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1UG軟件在復(fù)雜塑料模具設(shè)計(jì)中的具體操作

首先要輸入的是塑料制品的產(chǎn)品圖或者是產(chǎn)品的樣件，根據(jù)圖紙的尺寸大小或者是測(cè)繪樣件的尺寸，建立三維實(shí)體的模型，并且根據(jù)客戶對(duì)性能和精度要求，以及對(duì)外觀美感的需求進(jìn)行修改。無論是怎樣的文件類型和造型形式，UG都能夠?qū)ζ溥M(jìn)行處理，不僅能將曲面縫合成實(shí)體，也可以從實(shí)體中將表面提取出來。塑料制品的輸入模塊是模具設(shè)計(jì)的核心，而且可以被工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算和模具設(shè)計(jì)靈活地調(diào)用。

完成對(duì)模型建立以及對(duì)圖形的設(shè)計(jì)之后，就需要對(duì)模具的規(guī)格進(jìn)行分析和選擇，同時(shí)考慮其具體尺寸，模具的坐標(biāo)以及自身的特性，如各種材料的各個(gè)性能參數(shù)等。工藝參數(shù)的選定對(duì)注射產(chǎn)品的優(yōu)劣有一定的作用。通過已經(jīng)設(shè)計(jì)好的三維實(shí)體信息對(duì)型芯面和型腔面進(jìn)行選定，并綜合考慮材料的收縮率和機(jī)械加工的精度等。確定型芯面和型腔面的尺寸以及其他相關(guān)的尺寸時(shí)，需要將三維實(shí)體進(jìn)行一定比例的放大［2］。

而模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，該模塊對(duì)工藝設(shè)計(jì)和計(jì)算模塊產(chǎn)生的信息進(jìn)行處理，通過交互式的方法對(duì)模具的各個(gè)裝置以及產(chǎn)品的三維實(shí)體造型進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先確定模具的方案，根據(jù)注射件特性和精度要求，確定合適的模架和型腔材質(zhì)，要考慮到成型后的收縮率。UG的一個(gè)單獨(dú)的操作板塊能對(duì)不同的塑料模具進(jìn)行壓力等狀態(tài)測(cè)試，通過對(duì)得到的資料進(jìn)行模擬生產(chǎn)和分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問題和不足。接著對(duì)模具的裝配和零件進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后根據(jù)裝配以及零件設(shè)計(jì)模塊生成實(shí)體造型圖等。

最后進(jìn)行數(shù)控加工，要根據(jù)零件的特點(diǎn)對(duì)數(shù)控加工工藝進(jìn)行擬定，根據(jù)數(shù)控加工工藝對(duì)CAD模型進(jìn)行修改，同時(shí)在進(jìn)行數(shù)控加工之前，利用仿真功能對(duì)加工效果進(jìn)行模擬，以求達(dá)到最優(yōu)的效果。

3.2具體分析UG軟件在塑料模具中的應(yīng)用——以電熨斗的塑料殼為例

塑料制品由于其質(zhì)量輕、手感好、價(jià)格低等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于家用電器的產(chǎn)品外殼中。電熨斗的塑料外殼造型較為復(fù)雜，且有很多曲面，所以從塑料模具轉(zhuǎn)化為實(shí)際的應(yīng)用是一個(gè)較為復(fù)雜的過程。要考慮其脫模的方向，同時(shí)需要對(duì)收縮率進(jìn)行調(diào)整；電熨斗外殼的曲面結(jié)構(gòu)整體看來比較復(fù)雜，所以對(duì)于分型界面和分型線的設(shè)計(jì)以及確定有一定難度，可以利用UG軟件中的修補(bǔ)分模法來完成修補(bǔ)工作，然后借助于UG軟件中的PartingLine命令進(jìn)行分型界面和分型線的設(shè)計(jì)。UG軟件會(huì)對(duì)設(shè)備和電極之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。電熨斗的殼體有凹處，所以要加入側(cè)抽芯設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)，以便模具的自然脫落，然后利用UG軟件進(jìn)行開模工作。需要合模時(shí)UG軟件會(huì)對(duì)鑲塊和頂針進(jìn)行操控，對(duì)二者進(jìn)行回拉然后進(jìn)行復(fù)位，完成合模的所有工作以進(jìn)行下一次的注塑工作。

4　結(jié)語

這些年來塑料行業(yè)在一直不斷地向前發(fā)展，塑料制品的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，復(fù)雜程度也因需求的增加而逐漸加大。計(jì)算機(jī)輔助和設(shè)計(jì)軟件的出現(xiàn)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)塑料模具設(shè)計(jì)方法存在的缺陷和不足，UG軟件功能強(qiáng)大，在UG平臺(tái)上能夠較為輕松地完成造型復(fù)雜、對(duì)外觀要求較高的模具，并且設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期隨之縮短，生產(chǎn)效率增加。操作方法較為便捷，具有很多針對(duì)性強(qiáng)、人性化的模塊，極大地優(yōu)化了塑料模具的設(shè)計(jì)過程，值得在復(fù)雜塑料模具的設(shè)計(jì)和制作中加以推廣。

The Application of UG Software in the Design of Complex Plastic Model

Huang Biqiong
（Lengshuijiang Industrial School，Hunan Province，Lengshuijiang Hunan 417505）

Plastic products with their excellent performance and wide use，gradually occupy an important position. This paper mainly analyzes the main features of UG software and its specific function，discusses the application situation of UG software in complex plastic model，and introduces some specific operation of UC software in plastic model design，and with the specific design case interprets the application of UG software in complex plastic mold design.

UG software；complex plastic model；design；CAD/CAM；application

TQ320.52

A

1003-5168（2015）10-0054-2

2015-9-21

黃碧瓊（1979.6-），男，本科，研究方向：中職類機(jī)械專業(yè)（模具、數(shù)控專業(yè)）教學(xué)工作。

［1］賈世疆.UG軟件在復(fù)雜塑料模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.塑料工業(yè)，2005，33（9）：36-38.

［2］桑建國.UG軟件在復(fù)雜塑料模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.企業(yè)技術(shù)開發(fā)月刊，2015（24）：48-49.