基于ug軟件的擠出模具設計與加工

李俊陽

（銅陵職業技術學院，安徽 銅陵 244000）

當前市場對塑鋼材料的需求量不斷增加，生產企業如果不能夠跟上市場需求，可能會對其他行業的發展產生影響，所以相關企業應當加強技術研究，不斷提高擠出材料生產效率與生產質量。使用ug軟件可縮短基礎模具加工周期和提高質量的有效途徑，但是因為大多數擠出模具具有結構復雜并且單件生產的性質，導致工作效率達不到效果，除此之外，工作人員的專業水平也影響著產品設計與加工，因此，如何基于ug軟件對擠出模具進行設計成為了重點的關注問題。

1 基于ug系統的擠出模具設計基本原則和結構

ug作為大型CAD商用軟件，不僅能夠進行三維造型，還可以生成具有復雜結構的實體，而由于擠出摸具結構復雜，在設計過程中容易出現特征間相互干涉的情況，如果不能夠在UG軟件運用中充分考慮擠出摸具特性以及內部結構，那就會影響擠出摸具的設計質量，進而對后期產品的生產產生影響。不僅如此，設計人員在進行設計的過程中完全依賴自身以往的工作經驗，難以通過系統理論來完成設計數據的整理和設計，而從實際情況角度上來分析，大多數時候還需要后續大量的工作，如試模，修模等，過程相對復雜，會損耗掉大量的人力物力和財力，所以基于設計過程中所出現的各種問題，設計人員應當正確設計模頭和定型模，避免設計過程中出現同一位置不同特征間相互干擾的情況。此外，在擠出摸具設計過程中設計人員也應當及時對擠出模具設計的實際工作經驗和限元分析得到的一般規律等進行集中總結，進而有效保證擠出模具關鍵部分即工作帶的自動化設計。

2 科學應用軟件，提高模頭設計加工質量

擠出摸具主要是由模頭和定型模組成，所以模頭和定型模的質量將會直接影響擠出摸具的質量，如果擠出摸具設計過程中能夠充分考慮到UG軟件的設計特性以及可能遇到的各種問題，那就可提高模頭設計質量，進而為擠出摸具的設計質量提升奠定扎實基礎。就模頭來講，其主要的功能就是將擠出機基礎的熔融塑料流束切割成為后期工程中所需要的塑料材料坯。而就當前模頭設計來看，部分設計人員無法嚴格落實擠出模具的設計原則，這將會直接影響模具的設計效率與質量，此外在目前的模頭設計中，大多數的設計部門都開始將ug軟件運用到模頭的設計中，ug軟件可以較為有效地建立起三維參數化模型，在動態觀察中挖掘結構體設計中仍然存在的問題和漏洞，與此同時還可以針對形態的不同進行相應調整和修改，加工過程的設計和仿真以及生成數控程序和數控加工等，進而保證各項數據能夠達到合格標準。在實際應用的過程中，受到步驟復雜以及注意事項較多等多種因素的影響，導致工作結果常常達不到預期效果，因此，在正式開始相關應用工作之前，需要從合理科學地角度上明確操作流程，保證應用過程的實效性。

首先建立起ug的三維造型，新建一個模型建模的環境，并在這個環境下創建擠出模具模頭產品的三維模型，應用ug軟件進行相應地建模編輯等操作。其次，一般情況下，模頭在設計的過程中應當遵守四個主要的原則：

（1）必須保證塑型材料坯從模頭口可以均勻的擠出，保證材料橫截面流速相等。

（2）模頭需要產生合理的背壓，只有這樣才能夠保證擠出模具中的產品完成塑化。

（3）塑型材料在離開擠出模具時應當具有一定的流體性質，從而保證材料的彈性。

（4）確保模頭形狀符合實際需求。而且，在運用ug軟件進行模頭設計時，設計人員也應當在整體流程之中明確模頭設計中所應當注意的問題。如模具的結構需要盡量簡單，擠出模頭可以降低操作難度，進而為了保證后續操作過程中表面組合合適降低裝配誤差需要嚴格保證塑料件的尺寸，提高精度衡量度。除此之外，設計人員在進行模頭設計時也應當運用ug軟件計算平直段長度，及時糾正模塊設計過程中所存在的各種不足，以此保證內筋部分的壓力降和主框壓力降相等，這樣可以減少后期試模、修模的次數，提高了模頭的設計質量，進而為后期擠出模具的使用質量奠定扎實基礎。

此外，在模頭設計完成后，工作人員就應當按照相關要求進行模具的加工，首先在加工過程中工作人員應當先調整加工設備，確保所加工出的模頭分流器支架直徑與口模直徑之比UPVC：D/d=1.4～1.6、PE：D/d=1.4～2，且保證大管取小值，小管取大值。其次，工作人員在進行分流錐設計中應當根據不同的加工物料來進行加工機器擴張角度的選擇，即當所選擇的無聊熱穩定性較差時那機器的擴張角應當<=60°，而當所選擇的物料熱穩定性較好時，工作人員應當保證機加工時最大擴張角<90°，并且確保椎尖半徑為0.5mm～2mm，只有這樣才能夠使得熔料逐漸成為環形。第三，在進行分流器支架加工中工作人員也應當即使進行機器加工角度的調整確保機器的擴張角<=60°，收縮角<30°，UPVC≈10°，而且在加工中也應當對分流筋的寬度、長度、高度以及數量進行設計，確保機加工出來的分流支架分流筋寬度在9mm～12mm，長度在30mm～80mm，高度在10mm～25mm，數量為4～8。最后在進行口模加工時工作人員應當按照相關的加工比例來進行加工機器各個參數的調整，即UPVC：(18～33)h PPVC：(15～25)h PE：(14～22)h PP：(14～22)h PA：(13～23)h，只有確保加工出的擠出摸具口模參數符合上述要求才能夠保證擠出摸具作用的發揮。

3 明確影響因素，保證擠出模具定型模設計與加工質量

在擠出模具的設計與加工過程中除了模頭會對擠出模具自身的質量產生影響外，定型模同樣也會對擠出模具質量產生影響，這主要是因為定型模的主要作用就是模頭所擠出的熔融型塑膠材料冷卻定型，從而實現產品的獲取，如這一過程中所設計的定型模不符合實際工作情況，那就可能會影響后期熔融材料的冷卻與定型。而就當前進行擠出模具的設計與加工情況來看，部分設計人員不能夠充分運用ug軟件，使得最終設計的定型模無法起到其應有的作用，因此設計人員應當在軟件運用過程中充分考慮影響因素，保證擠出模具定型模設計與加工質量。此外，設計人員在定型模設計與加工過程中為了能夠最大限度的保證定型模設計質量，設計人員還開發了工作帶手動的設計子系統，雖然需要手動向系統中輸入工作帶的長度，但是相比于ug軟件中常用的工作帶系統設計來說，操作更加簡化，不僅可以降低對操作者本身專業水平的要求同時也極大地縮短了設計加工時間周期。但是在實際工作環節之中，影響工作帶長度的因素較多，需要考量多種方面。

例如，設計人員在擠出模具定型模設計中應當主要考慮冷卻回路布置、真空孔布置、定型模長度三個主要的因素。首先就冷卻回路布置來講，設計人員應當根據型材橫截面形狀來進行合理的布置，確保冷卻水在流經冷卻回路時整個回路的通道是由窄變寬，并且長度是由短變長，這樣才能夠保證整個冷卻回路中溫度的一致。其次，真空孔布置過程中設計人員應當保證定型模上下左右真空孔保持一致。最后，在設計定型模的長度時，設計人員應當先了解定型模冷卻回路的長度以及真空孔槽的設計情況，而后根據設計來確定定型模的長度，這樣才能夠避免定型模設計的繁雜型。在完成上述工作流程之后，則可以繼續進行定型模的技術方案。將這個系統嵌入到ug 系統之中，然后在系統的界面下完成擠出模具的設計操作，應用主菜單和快捷菜單可以實現各個子模塊的設計效果。在整個流程之中，需要設計人員具有一定的專業技能和嚴謹的工作素養，從這個角度上來說，管理部門可以以月為周期定期為設計人員進行專業技能方面的培訓，為了進一步保證培訓效果，可以按照培訓周期以培訓內容為主要依據定期進行考核。

4 明確工藝和要求，保證擠出模具中燈芯模具的設計

在擠出模具設計過程中運用砂型鑄造是鑄造生產中最為常見的基本工藝之一，砂型鑄造模具與其他模具之間存在著一定差距，其中最主要的差別則是砂型鑄造是真正的模，主要是用模具和其他工藝制成砂型，然后將液態的塑型熔融物質充到砂型，上述步驟完成之后進行冷卻便可以得到成品，但是后者突出的特點是型，是將固態或者液態的材料填充其中之后得到產品，因此鑄造模具更加復雜，而砂型鑄造是相對來說造價更為低廉的一種方式，明確燈芯模具的設計。

例如選擇樹脂砂做燈芯，在模具的三維立體效果之中，充分應用內部的片體復制和縫合等做出燈芯，如圖1所示。

圖1 擠出模具結構

工作人員需要在正式開展操作之前詳細測量并記錄下鑄件的型號，并以此來選擇出適宜的模架，在ug系統下可以自動將模架載入。這種模具并不需要將冒口單獨設置出來，僅僅使用頂桿排氣就可以滿足生產的安全要求，所以操作流程相對簡單。在實際進行鑄件時要將燈芯固定在定型模的對應位置上，在合模之后，進行預熱的處理，條件適宜時工作人員需要將模具側面的材料倒進去，塑型材料流進去并完全填充，在自然冷卻之后開模取出鑄件，即可得到產品。上述流程雖然較為簡單，但是仍然需要工作人員具備嚴謹的工作態度，因此部門單位可以專門為此成立監察小組，不定時對員工的工作狀態進行查看，并將實際情況通過電子版的方式進行記錄。在監察過程中如若發現因為工作人員的工作狀態存在問題導致工作達不到預期效果，需要切實根據后果影響采取一定措施。

5 總結

塑鋼材料的應用范圍較廣，因此市場對該種材料的產量和多樣性等具有一定要求。就當前是市場情況來說，擠出模具結構復雜，而且尺寸較大，因此在加工過程中容易出現問題，所以在新的設計與加工要求下，設計人員應當加強對ug軟件軟件的運用，以此最大限度上滿足具有先進功能的模具設計和制造。