吴坤生
（福建工业学校，福建福州350002）
一、引言
随着铝合金产品在汽车、摩托车等各行业的广泛
应用，汽车、摩托车等各行业的压铸模具也急剧增长，
压铸模在国民经济中越来越重要。因为模具是一种高
附加值和技术密集型产品，所以模具设计就尤为重要，
做模具设计就必须要CAD/CAM软件技术做支撑，运用
软件做模具设计，不仅使设计的时间减少了，而且模具
精度得到了比较大的提高，也可以检查出模具干涉的地
方，试模修改的次数得到减少，模具成本也得到降低。UG软件在各个方面都有不错的表现，它也是模块比较全的软件，可以实现CAD/CAE/CAM等功能，涉及
机械各方面，参数化是UG软件比较突出的优点；可以
实现产品的快速改进和变形设计；可以利用它进行零件
造型、模具设计以及CAM。从设计到产品压铸成型整个
周期缩短，经济效益得到提高。汽车发电机外壳压铸模
具设计综合利用零件造型以及注塑模向导两个模块，
阐述了设计过程及其设计要点。
二、产品的结构工艺分析
汽车发电机外壳要求表面不能有裂纹、飞边、欠铸
等，另外尺寸也要符合图纸要求。在尺寸方面：最大直
径渍143.9mm，高度为46.25mm。材料为铝合金，发电机
外壳形状比较复杂，呈不规则形状，孔状比较多。
这套模具设计采用一模一腔，参数设置为：缩水
率为0.5%，合金温度在670℃~710℃浇入铸型。压铸模
最优温度应控制在浇铸型温度的40%，另外，模温度
为230℃~280℃。控制这两项数据可以得到品质很好的
铸件。
三、模具结构设计
汽车发电机外壳压铸模是利用UG软件所对应的模块进行设计，方法如下：
（一）三维模型的建立
根据产品图纸或样品，确定尺寸，用UG软件建立
三维模型。在建模过程中，每个面都要有脱模斜度，脱
模斜度控制在1度左右，以便产品在开模中顺利脱模，UG有着丰富的模块，融合了实体特征、曲面特征、同步建模以及参数化等功能，利用上述UG功能特征能比较
快地完成零件造型。零件三维模型如图1所示
。
图1三维模型
（二）发电机外壳毛坯件和缩水率的设置
压铸件和塑料制品最大的区别在于，压铸件需要
二次加工，如轴承部位、螺纹锁定孔位置等都需要二次
加工，达到合理尺寸要求，所以必须在样品的基础上多
加个0.5mm以上，以达到最终机加工所要求的尺寸精
度。缩水率是由于产品是压铸件的原因，在压铸成型过
程中处于熔融状态，在填充入模具前与冷却后会发生收
缩，在设计模具时必须要设置缩水率，不然会影响制件
的精度，所以缩水率是个重要的参数。利用UG比例体
进行缩水率设置。
（三）压铸模具分型设计
分型前，确定了模型的拔模斜度，再分配上不同的
颜，就可以清楚地区分模仁和模腔。在抽取区域里，
［摘要］利用UG软件模块进行汽车发电机外壳的压铸模设计，建立参数化驱动的三维数字化模
型，运用UG分型管理器的设计区域和抽取区域可快速解决外壳面的抽取，建立分型面分
割出模仁和模腔，减少整套模具的开发时间，对模具制造具有参考意义。
［关键词］UG软件；压铸模设计；参数化；分型管理器；分型面
［中图分类号］U472［文献标志码］A［文章编号］2096-0603（2021）48-0136-02
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抽取模仁和模腔的壳体，再对模仁和模腔壳体进行补面，封闭所有模型内部开口，以确保顺利分型。另外，在模具工具的Edge Patch 功能里，可以对复杂的孔槽进行补充修补。最后用面缝合功能缝合所有的
补面和壳面，实现分型。
抽取模仁区域和模腔区域目的是建立动定模分型面。汽车发动机外壳模腔见图2，模仁面见图3
。
图2模腔图3模仁
（四）拆模及拆电极
分模后，下一步再拆分各分割体的动模或定模，拆分开一些比较脆弱的部分，
做成一些小型芯，以便压铸过程中损坏更换。拆分的小型芯如图4所示。
图4模具小型芯
电极就是电火花机床放电加工的刀具，
常用的电极材料紫铜和石墨，经过数控铣加工出成型电极，再通过电火花机床对工件进行电腐蚀加工。所以必须通过UG 拆出模腔的电极，形成三维实体再通过数控加工出形状。模腔电极如图5所示
。
图5模腔电极
（五）模架及标准件的设计
模架已经标准化。根据零件大小选择模架，如座板、支撑板、垫块、导柱和导套等零件。标准模架如图6所示
。
图6
标准模架
在标准库中对浇口套、顶针、
弹簧、滑块机构等标准件设置放置位置，根据实际生产需要自定组件更替，完成产品的模具设计。
（六）浇注系统和冷却系统的设置
在浇注系统中，铝合金熔化液态在压力作用下，
流动方向、排气条件、压力传递、
温度分布、填充速度和时间等各个方面都起着重要的控制与调节作用，
因此需先确定进料位置。下一步在设计开流道时，
要考虑是否有滑块位置的影响，以尽量避开的原则设计，
汽车发电机流道设计通常选择无滑块的地方布置浇注系统。
在冷却系统中，铝合金熔化液态在压铸模中固化并
水冷到顶出，热量通过模具吸收，
同时模具通过导热和冷却水，将热量传出，压铸模的冷却方式最常用的就是水冷。此套压铸模具冷却方式采用的是水冷，冷却路径采用循环回流式冷却，在模具上钻通孔，动定模外侧孔攻牙安装水嘴，软管连接水嘴形成循环冷水水路。汽车发电机的冷却水路如图7所示
。
图7
冷却水路
四、结语
以汽车发电机外壳为例，
该样品属于压铸模具，其设计比较复杂，工艺清晰，制造成本不高，
在缩水率、分模和拆模方面，可以采用手工操作，标准模架、浇注系
统和冷却系统可以用UG 自带的标准件，
可实现快捷设计，提高模具设计效率。
参考文献：
［1］张侃楞.基于UG 的4J34柴油机机体压铸模具设计［J ］.模具制造，2008（12）.［2］张超.基于UG 的手机面板注射模具设计［J ］.机械制造与研究，2009，20（4）.
［3］杨裕国.压铸工艺与模具设计［M ］.北京：机械工业出版社，2004，7（1）.
因编辑郑晓燕
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