基于UG的折疊衣架的注塑模設計
沈銀峰1 陳葉娣1 龔小猛2
（1.江蘇常州機電職業技術學院；2.江蘇常州朗培汽車科技有限公司，213164）
摘要：折疊衣架由多個零部件組成，產品內部有4個倒扣，需要用多個斜頂頂出，將四個不同產品放在同一模具中，模具結構較為復雜。通過對折疊衣架的注塑成型工藝分析，采用UG軟件進行設計。在設計過程中充分考慮折疊衣架的結構強度、質量要求、現有的加工條件和生產效率等因素，對模具的結構進行設計和分析論證，節約模具成本，提高模具設計效率。
關鍵詞：UG、折疊衣架、注塑模
基金項目:
1.基金項目:“2016年江蘇省大學生實踐創新訓練計劃項目”
2.基金號: PPZY2015B187,基金項目:“江蘇高校品牌專業建設工程資助項目”
Mold design of folding clothes hanger based on UG
Shen Yinfeng1 , Chen Yedi1, Gong Xiaomeng2
(1.Changzhou Institute of Mechatronic Technology; Changzhou;Jiangsu, 2.Changzhou Lanper Car Technology Co.,Ltd;Changzhou;Jiangsu, 213164;)
Abstract:The folding clothes hanger was composed of a plurality of components. There were 4 back button inside the product. It needed to use a plurality of inclined plate. Four different products were put into one mold. The mold was complicated. The UG software was used to design the injection molding process through the analysis of the injection molding process of folding clothes hanger. The structure strength, quality requirement, existing processing conditions and production efficiency were considered during the design. The mold was designed and analyzed to save the cost and improve the efficiency of die design.
Key words: UG software, folding clothes hanger, injection moldsystem
0 引言
隨著社會的飛速發展，在需要長期出差和出游的人群來講，晾衣架也是不可缺少的必備品之一。在滿足使用需求的同時，人們對晾衣架的便攜性和美觀性也提出了更多的要求。基于UG設計的新型折疊衣架的設計不但實用而且外形美觀，更重要的是可折疊，便于攜帶，采用注塑模具生產工藝，也是產品的輕量化和結構穩定性大大提高。同時也實現了大批量生產，降低了產品單價，提高了產品的市場優勢和競爭力。
1 實用新型折疊衣架的工藝分析
實用新型折疊衣架結構如圖1所示，塑件的均勻壁厚為3mm，最薄處為1.5mm，外形尺寸為150mm×35mm×20mm。由于對衣架的外觀要求和尺寸要求較高，因此，衣架的材料選用PP，收縮率為15%。
其中成型衣架內的掛鉤、按鍵、連桿和加長臂需要放在同一模具當中開模，模具為4×1（四個不同產品放在同一模具中），所以模具結構較為復雜，在圖2加長臂當中有A、B兩個內凹，需要采用斜頂機構。在圖3掛鉤當中有C、D兩處對向倒扣，行程為2mm，也需采用斜頂機構。
圖1 產品結構
圖2 加長臂
圖3 掛鉤
1、掛鉤 2、按鍵 3、可調節連桿 4、銷釘 5、連桿 6、加長臂 7、衣架肩部
2 折疊衣架的模具結構設計
2.1 型腔數目的確定和布置
該塑件是一般性常用塑料制品，結構較為復雜，而且質量較小，生產批量較大，為了節省制造成本，用其中成型衣架內的掛鉤、按鍵、連桿和加長臂需要放在同一模具當中開模，模具為4×1（四個不同產品放在同一模中），即一模多腔注塑模具。考慮到塑件側壁有倒扣，需要斜頂頂出，同時為了模具注塑填充均衡，讓零件布局長短搭配，這樣模具的結構尺寸較小，制造加工方便，生產效率高，塑件成本低。型腔布局如圖4所示。
圖4 型腔布局
2.2 分型面的選擇
分型面的選擇和設計受到塑件在模具當中的成型位置、澆口位置及形式、外觀要求、精度要求以及頂出方法等因素的影響。同時受到模具加工制造、注塑排氣、加工工藝等因素的影響。為保證折疊衣架塑料制品的質量，便于脫膜以及簡化模具結構，塑件的分型面位置如圖5所示的PL（分型）面，選擇在塑件外形最大輪廓處，使塑件外表面光滑，不易產生熔接痕，同時利于斜頂機構的設計，脫模方便。如果分型面選擇在其他位置的情況下，分型面會在產品上留下熔接痕，影響表面質量，同時使斜頂機構的設計變得更加困難，不利于模具開模和模具的加工制造。
圖5 分型面設置
2.3 澆注系統的設計
澆注系統的設計在模具設計當中是比較重要的一個環節，在模具注塑的過程當中，塑件的注塑，保壓，以及熱量的傳遞都是由澆注系統來完成，澆注系統設計的合理與否直接決定著折疊衣架的結構強度和表面質量，同時進膠方式的不同也影響著注塑成型的難度和加工制造的難度。由于折疊衣架塑件對于外觀要求質量較高，產品表面不允許有瑕疵，故在用UG進行澆注系統的設計的時候部分零件采用前潛伏式澆口進膠。對于產品表面無特殊要求的其余零件則采用側向進膠的方式，降低加工難度，同時也有利于塑件填充成形。其澆注系統如圖6所示。
圖6 澆注系統
2.4 斜頂抽芯機構的設計
對于上述提到的零件掛鉤和加長臂當中的四處倒扣（A、B、C、D），采用斜頂頂出，加長臂和掛鉤的斜頂如圖7所示，為了簡化模具結構利于裝配，提高模具的穩定性，斜頂的斜頂座做成連體式，斜頂通過掛臺與斜頂座進行固定，斜頂座則用螺釘鎖緊在推板上。斜頂在模具當中的安裝如圖8所示。
圖7 斜頂結構
圖8 斜頂裝配示意
2.5 頂出機構的設計
根據折疊衣架零件的結構特點，模具共設有14根頂桿，并且都是普通的圓頂桿，對于流道的固化塑料也設置拉料桿（末端Z型）和頂出桿，其位置分布如圖9所示。此外斜頂也能起到頂出制品的作用。
圖9 頂桿位置
2.6 冷卻系統與排氣系統的設計
折疊衣架模具采用前后膜冷卻，總的采用5條冷卻水道，由于折疊衣架的零件形狀不復雜，尺寸也不大，所以利用模具的分型面和斜頂之間的配合間隙進行排氣就可以。前模冷卻如圖10所示，后模冷卻如11所示。
圖11 后模冷卻
2.7 成型零件的設計
由于模具出模次數較大，對于模具壽命要求較高，普通的45#硬度較低，容易變形磨損，所以型芯和型腔均采用分離式結構，分別鑲嵌在B板和A板當中。這樣型芯、型腔材料采用硬度更高的S136，這樣既能夠滿足模具壽命的要求，同時模腔拋光也能夠有效地保證塑件的表面質量。型腔與型芯結構如圖12所示。
圖12 型芯與型腔結構
2.8 衣架模具的總裝圖
采用UG軟件設計折疊衣架的注塑模具，模具總裝圖如圖12所示。
圖12-1
圖12-2
圖12-3
1、下底板 2、墊塊 3、水嘴 4、B板 5、導柱 6、導套 7、A板 8、上底板 9、鎖模片 10、堵頭 11、斜頂 12、斜頂座 13、頂針 14、垃圾釘 15、限位柱 16、彈簧 17、型芯 18、型腔 19、定位圈 20、澆口套 21、推板導套 22、推板導柱 23、拉料桿 24、支撐柱 25、內六角螺釘 26、平頭螺釘 27、內六角螺釘 28、內六角螺釘
圖12折疊衣架注塑模裝配圖
3 結論
基于UG軟件進行折疊衣架的塑料模具設計，不但提高了設計效率，而且能夠發現并改善產品當中的問題，提出更加合理化的設計方案，為企業的生產和發展提供了有力的支撐。并且通過UG的CAE（有限元分析）模塊，可以對產品成形進行模擬分析，為產品注塑生產提供了有力的理論依據和支撐，也大大降低了企業開發新產品的風險，同時提高了生產效率，為企業的發展做出了重要的貢獻。
參考文獻：
[1]陳葉娣.基于UG的復雜手機面板的注塑模設計.模具制造，2011（5）：22-24
[2]翁其金.塑料模塑成型技術M.北京：機械工業出版社，2001
作者簡介：沈銀峰，男，1995-11，江蘇興化人，2016年江蘇省高等學校大學生創新創業訓練計劃項目主持人，現從事于模具設計與制造。
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