塑料模具范文

導語：如何才能寫好一篇塑料模具，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】 塑料模具 設計 研究 計算機 西門子電機

前言：塑料的成分主要有樹脂、填充劑、增塑劑、著色劑和穩定劑等，在現實生活的應用非常普及，比如：電視機、洗衣機、塑料袋、計算機、西門子電機等。制造出這些塑料工藝品的主要設備就是塑料模具，模具的設計主要是模具的設計方案構思。關于模具的設計，目前有很多方法，塑料模具廠商最經常用的是經驗試模定工藝方法，但是這種方法也已經陳舊。

1 Pro/e與反求工程在塑料模具設計中的應用

Pro/e具有強大的造型功能，而反求工程是至今為止產品設計的一種新方法，在很多領域中具有不可估量的前景。

1.1 Pro/e和反求工程中的逆向工具

當前，絕大多數反求工程的研究和應用都集中在重建產品實物的CAD模型和產品制造上，這種行為就叫做實物反求工程。反求工程要最終形成CAD模型的工序很復雜，他要經過數據采集、點云模型預處理、曲線或曲面的重構等許多復雜的環節。Pro/e也要經過輸入點集、創建包絡、創建小平面和曲面四個環節才能形成處理逆向的一個完整流程。Pro/e完整的逆向解決方案有兩個特征，一個是重新造型特征，另一個是野火版的小平面特征。

1.2 應用Pro/e和反求工程在塑料模具設計中的流程

軟件系統的模塊是模具設計的主要手段，它幾乎提供了模具設計所需要的所有功能。模具設計的流程是先利用軟件系統的模塊建立出塑料產品模具的三維模型，第二步是利用型腔模塊設計模具的構建，第三步也是最后一步，是設計模具的模架。塑料模具設計好之后就可以按照模具設計進行模具裝配和模具組建了。其中PTC公司推出Pro/e軟件所具有的一系列功能是設計模具最方便的裝備，它幾乎囊過了模具設計所需要的所有功能包括模具的零件裝配和模具開發。

1.3 計算機輔助模具設計

計算機輔助模具設計主要探討的是塑料注射成型的塑料產品中，影響產品質量的主要工藝參數，并用鮮明的例子說明了計算機輔助流動模擬技術在塑料模具設計中的引導作用。

1.4 計算機輔助模具設計的主要工藝參數

模具設計出來后，在注射過程中影響塑料工藝品的因素有很多，C-MOLD[1]經過長時間的研究，終于研究出影響塑料工藝品注射成型品質的一些工藝參數，它們分別是注射溫度、注射壓力、設置螺桿行程轉換的開關位置和設置的注射速度和排氣等方面。在塑料工藝注型過程中，冷卻介質的溫度一般小于型腔表面的溫度，通常比型腔表面的溫度低10-20攝氏度。如果模具溫度大于或等于40攝氏度了，需在模具固定板和模具兩者之間增加一個隔熱的裝置。注射溫度是模具注射的主要技術參數，而注射壓力是主要的工藝參數，在塑料模具注射成型中受到普遍的關注。

2 塑料模具設計實例

塑料模具設計實例運用的是C-MOLD的軟件系統對XX家電產品的模擬[2]。在模具設計構思階段，采用流動模擬的方法尋找結構參數的設計是提高模具設計品質的有效手段，也是一次性試模成功的好方法。

3 西門子電機塑料模具設計

西門子公司是大型的電機的著名制造廠，它在電機模具設計和制造方面有許多先進的技術。其中包括典型的結構圖、繪圖法、模具制造工藝等諸多方面，都有自己的獨特特點。模具設計和制造的獨特之處如下：

（1）典型的結構圖。在設計圖結構要素基礎上對沖膜相應地方進行獨特化設計的方法就是典型結構設計。以西門子磁極沖片來舉例說明，西門子公司在設計磁極沖片時，先把磁極沖片所需的結構和各種零件先固定下來，然后畫出新模具的平面圖，這樣的方法只需繪制一張模具設計圖就可以了。繪制模具圖采用平面繪圖的方法主要有兩個好處，一是作為繪制模具的圖紙，二是用于模具各種板塊和零件的確定，作為生產模具的一個樣板。這樣，就不再需要畫模具的各種零件圖了，省時又省力。

（2）電機模具的制造工藝。西門子公司在制造模具時，模塊全部用線切割來加工的方法，粗切、精切都有適度的尺寸和公差。用淬火前鉸孔、淬火后磨孔來固定模塊。這種工藝法不僅能使電機模具的制造簡單化還可以降低成本，一舉兩得為西門子公司的發展做出了巨大貢獻。

（3）模具模塊的毛坯和磁軛沖模。大多數模塊的毛坯都是購買材料公司的，但是購買回來的模塊毛坯粗糙，需要進行精加工才能用來制作模具。磁軛沖片的特點是材料厚、形狀千奇百怪而且尺寸大。它的設計制造都很復雜而且成本高昂，西門子的狄納莫廠拋棄常用的多極復合沖模，改為單極沖模，不但節省了工序還為公司降低了成本。

4 結語

隨著塑料在世界各國的普及，塑料行業的發展越來越迅速。依附于塑料的模具設計行業也因塑料行業的發展而快速發展，文章先闡述了Pro/e與反求工程在塑料模具中的應用，然后探討了提高模具注射成型塑料工藝品的質量的主要注射溫度、注射壓力等參數，最后闡述了西門子電機模具的設計，從三個方面著手探討了塑料模具的設計。

參考文獻：

[1]C - MO LD D esi gn G u i de[M].AC Tec hnol ogy， N EW Y OR K， U. S . A， 1997 .

[2]項輝宇.計算機輔助塑料模具設計和工藝改進[J].山東工業大學機械學院，CAD中心200072-73

[3]李鐘猛.塑料模具設計與制造_第一講塑料概論[J].成都無線電機械學校，38-45

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【關鍵詞】　模具；失效分析

一、塑料模具失效因素分析

（1）一般模具失效因素分析

一般模具制造中包括模具設計、選用材料、熱處理機械加工、調試與安裝等過程。根據調查表明：模具失效的因素中，模具所使用的材料與熱處理是影響使用壽命的主要因素（詳見表1），其比例約占70%，國內外的有關資料也表明了相同的結果。從全面質量管理的角度出發，不能把影響模具使用壽命的諸因素作為多項式之和來衡量，而應該是多因素的乘積，這樣模具材料與熱處理的優劣在整個模具制造過程中就顯得特別重要。

（2）塑料模具失效因素分析

塑料模具的重要失效形式為磨損失效，局部塑性變形失效和斷裂失效。

①當塑料模具使用的材料與熱處理不合理，塑料模具的型腔表面硬度低，而耐磨性差，其表現為，型腔面因磨損及變形引起的尺寸超差；粗糙度值因拉毛而變高，表面質量惡化。尤其是當使用固態物料進入塑模型腔，它會加劇型腔面的磨損，故塑料模產生了磨損失效。加之，塑料加工時含有氯、氟等成份受熱分解出腐蝕性氣體HCl、HF，使塑料模具型腔面產生腐蝕磨損，形成侵蝕失效。

②局部塑性變形失效。塑料模具所采用的材料強度與韌性不足，變形抗力低；當填充的物料進入塑模型腔內，有超載、持續受熱，周期受壓，而應力分布不均勻，以及塑模型腔面硬化層過薄，從而使塑模產生局部的塑性變形而引起的表面皺紋、凹陷、麻點、棱角堆塌，超過要求限度而造成失效以及回火不充分等因素使塑料模具壽命縮短，過早的失效。

③斷裂失效。塑料模具形狀復雜，多棱角薄邊，應力嚴重集中在韌性不足之外。同時，塑料模采用合金工具鋼回火不充分，而發生斷裂失效。從塑料模三種失效形式可知：選用合理的塑料模具材料與熱處理，對它的使用壽命至關重要。故此，塑料模具材料的選用與熱處理應滿足下列要求：

A較高的硬度、良好的耐磨性、型腔硬度要求在HRC30～60，淬火硬度大于HRC55，并且有足夠的硬化深度，心部有足夠的強韌性，以免脆斷，塑性變形。

B一定的抗熱性，在150～250℃長期工作，不氧化、不變形，尺寸穩定性好。

C注射時，有腐蝕介質析出，要求有一定的耐蝕性。

D熱處理變形小，對精密模具來說，要求變形小于0105%，并且有足夠的淬透性。

E切削加工性能好，具有優良的拋光，耐磨性能，鏡面拋光可達Ra011μm以下。

F焊接性，鍛造工藝性能良好。

二、塑料模具合理選材與熱處理的基準

隨著對塑料模具的要求的提高，對模具鋼材也提出了更多的要求。即希望提供更多、更好的具有高硬度鏡面加工性能好，耐磨性能強的淬火，回火類新鋼材。但是，還要根據塑料的類型以及對被成型的塑料制品的尺寸、精度、質量、數量不同的要求，并考慮已有制造模具的條件，來選用不同類型的塑料模具鋼及其熱處理。

（1）塑料模具鋼的熱處理

塑料模具如果采用常規的熱處理質量無法保證，模具使用壽命短，材料的利用率僅為60%，為此，對塑料模具中所使用的鋼材，應采用特別的熱處理，以延長塑模使用壽命。

對于要求心部具有高的強韌性和表面層的耐磨性的塑料模具，可通過表面強化處理技術，提高耐磨性和使用壽命。然而表面強化技術，它不僅能提高塑模型腔表面的耐磨性，而且能使塑模內部保持足夠的強韌性，這對于改善塑料模的綜合性能，節約合金元素，大幅度降低成本，充分發揮材料的潛力，以及更好地利用新材料，都是十分有效的，實踐證明：表面強化技術是提高塑模質量和延長其使用壽命的主要途徑。其余塑料模具材料的熱處理，由于篇幅有限本文不一一敘述。

采用電火花表面強化技術，它是通過火花放電作用，把一種導電材料（YT15、YT30）涂敷及滲透到另一種導電鋼制模（45鋼）的表面上，構成合金化的表面層，從而改變模具工作面的物理和化學性能的一種工藝方法。為了使被強化的45鋼制模具的基體表面光潔，事先必須將模具基體（45鋼）的工作面和電極表面清洗干凈，然后手握D9110強化機將電極（YT15、YT30）沿模具（45鋼制作）工作面移動，并保持一定的壓力，使火花放電均勻連續。經電火化強化之后，被強化表層（顯微）硬度可達HV1100～1400，甚至更高。其強化層與結合牢固，耐沖擊、不剝落。強化處理時，工件處于冷態，且放電點極小，時間短，沒有退火變形等現象，這大大提高模具型腔面的耐熱性、耐磨性、熱硬性和耐蝕性，生產實踐證明，經電火花表面強化后，擠出塑料模使用壽命可提高1倍以上，強化層在使用過程中磨損后，還可以重新進行強化。

三、塑料模選用材料的發展方向

塑料模具對鋼材的質量和性能有一些特殊要求。例如：熱處理變形小，研磨與拋光性能好，光潔度高，有較強的花紋刻蝕性，尺寸穩定，有別于其他模具材料，尤其是型腔復雜，高精度的塑料模具對模具的選材有更高的要求，但模具鋼直接影響模具的壽命?，F有的國產傳統的模具鋼從品種質量、性能等方面都不能滿足現代化的生產需求，于是國內又開發與研制了一些新型的塑料模具鋼，以供選用。

（1）5CrMnMoVSCo（5NiSCo）高韌性易切削塑料、模具鋼，這種鋼材在國內是首創，其切削加工性、等向性、韌性和可鍛性均好。5NiMoSCo—預處理采用調質工藝，其淬火溫度為890～900℃，油淬之后，硬度在HRC60以上，650℃回火后，予處理硬度為HRC35，其切削加工性同退火狀態的45鋼，可順利地進行多種切削加工。

（2）SM1和SM2塑料模具鋼

它屬于硫系易切削模具鋼，用于要求高的注射模、壓鑄模，效果良好。兩種模具鋼中的元素，S以MnS型微粒夾雜存在，可以起到減少切削力和易于斷屑的作用。SM1鍛軋之后，迅速退火，而SM2則不用退火，直接經時效和預硬化處理可使用。二種鋼經570℃氮化后，心部基體強度不變，表面硬度可達HV1100。SM2可氮化與時效同時進行。

四、結語

在選用塑料模具材料時，必須充分地把握住所使用材料的熱處理特性，弄清楚材料方向對尺寸變化的關系及回火溫度對硬度的關系非常重要。特別要重視材料的方向對尺寸變化量的影響，在取材的方向上應與熱處理后尺寸變化的方向相同，不然會影響制件的形狀和精度，嚴重時會使模具不符合質量要求，對于精密塑料模具在進行熱處理時不應出現氧化和脫碳等缺陷，應在無氧化的環境中加熱，即進行真空熱處理。

參考文獻

[1]　高為國，胡鳳蘭，董麗君，全艷麗.T10A鋼成型模具的失效分析及熱處理工藝的改進[J].湖南工程學院學報（自然科學版）.2006（02）

[2]　李智博，張賀宗，郭健.淺談失效成因及其預防與改進[J].中國冶金.2006（09）

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關鍵詞 塑料模具；設計問題；設計策略

中圖分類號TG7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）69-0136-02

塑料模具設計人員在設計塑料模具過程中，不僅需要注意設計標準、尺寸等問題，同時還要注意設計成本，這樣設計出塑料模具的性價比才較高，才能更好地滿足社會需求。因此，塑料模具設計人員必須積極探索新型的設計理念與設計方法，對設計中常見的問題進行詳細的分析，并提出相關的防治措施，以有效避免問題，提高塑料模具的設計效率，進而提高設計的經濟效益。

1 塑料模具設計中常見的問題

在很多的工業制品中，對產品的尺寸、形狀等的要求都比較高，因此需要塑料模具設計者利用塑料進行合理的模具設計，以達到提高工業制品制作效率。但是在塑料模具設計者設計相應的模具過程中，常常存在著一些問題，如塑料模具的公差標注不一、收縮率不一、冷卻程度不一等問題，嚴重影響塑料模具設計的效率。

第一，公差標注不一。對于不同的制品，需要不同比例的塑料模具，公差標注低則塑料模具的精度不高，公差標注高則塑料模具加工工藝相對繁雜，因此，在設計者設計塑料模具過程中，首要考慮的即是塑料模具公差標注問題。但是在實際設計過程中，依然有一些設計人員按照經驗選擇公差標注，致使塑料模具的尺寸、形狀等出現誤差，影響塑料模具設計的質量與參考的價值；第二，收縮率不一。在制作塑料模具過程中，需要在高溫或者高壓條件下，將塑料融解成液體，在注入對應的模腔中。在液體塑料定型過程中，受到塑料本身特性的影響，其塑料模具的大小會比模腔稍小，這種情況即為收縮。在設計者設計塑料模具過程中，必須將收縮情況考慮在內，但是一些設計者并沒有意識到不同類型的塑料，其收縮率是不同的，不能應用統一標準進行收縮率的計算。一旦對收縮率計算失誤，那么塑料模具的尺寸也將受到影響；

第三，熱膨脹系數不一。不同的塑料材料具有不同的熱膨脹系數，這種熱膨脹系數直接影響塑料冷卻之后的形狀、尺寸。因此，在塑料模具設計時，設計者必須將熱膨脹系數也考率在內，并根據實際情況，適當調整塑料模具的設計尺寸。但是一些設計者并沒有嚴格遵守設計流程，忽視了熱膨脹系數的利用，導致冷卻后的塑料模具與實際需求的塑料模具之間有一定的差異，進而影響塑料模具的設計效率。

2 提高塑料模具設計效率的策略

為了提高塑料模具設計的效率，設計人員不斷地創新設計觀念與設計方法，并全方面地考慮影響設計效果的因素，針對設計中常見的問題進行思考、分析與探索，積極提出科學、合理的防治策略，以進一步提高塑料模具設計的效率，保證塑料模具的質量，為相關企業提供合格、高質的塑料模具。

第一，做好設計前的材料收集工作。在塑料模具設計、制作之前，設計人員必須詳細了解與塑料模具相關的數據、信息，這就需要設計人員做好設計前期的材料收集工作。比如影響塑料模具設計的因素、注塑機的操作技巧、設計過程的注意事項、模腔的大小尺寸等，這些都將影響塑料模具最終的成型，需要設計人員全面而周密地考慮以上因素，并盡量避免常見設計問題，以最大化地降低誤差、提高塑料模具的設計效率；

第二，根據實際情況選擇公差標注。不同的公差標注對塑料模具的影響是不同的，對于那些需要高精度的塑料模具，則需要選擇高標準的公差標注，雖然工藝復雜，但是能夠有效地保證塑料模具的尺寸，使其達到客戶要求的標準。對于精度要求不高的塑料模具，則可以使用相對較低標準的公差標注，這樣設計出的塑料模具尺寸保持在允許的誤差之內，同樣能夠滿足會計的需求。另外，在設計過程中，還必須全面考慮收縮率與熱膨脹系數問題，并針對不同材質的塑料模具給出不同的設計方案，以提高設計效率，保證塑料模具的質量與精準度；

第三，有效利用相關程序與設備。隨著科技的進步，很多設計都可以在計算機網絡上完成，因此，為了提高塑料模具設計的效率，設計人員也可以合理選擇相關的程序與設備，如CAD這種專業的設計系統，設計人員可以通過CAD系統計算出準確的模腔的尺寸，縮短設計的計算時間，進而提高設計效率。另外，專業的設計系統還可以有效地幫助設計人員修改設計圖紙中不合標準的數據信息等，并依據提供的收縮率、熱膨脹系數等給出相應的計算數據；

第四，全面考慮塑料模具失效形式的保護問題。在塑料模具設計過程中，也需要考慮塑料模具的失效問題，如塑料模具的磨損、腐蝕、變形等。因此，在塑料模具設計過程中，設計人員可以制定相應的防治方案，并根據經濟、技術條件等選擇抗腐蝕性、抗磨損性、抗壓性都較好的材料制作塑料模具，這樣不僅提高了設計效率，同時也保證了塑料模具的使用效率。

3 結論

總而言之，由于塑料模具設計涉及到多方面的知識與技術，一些設計人員并不能很好地將這些設計知識與技術有機地融合在一起，致使設計常見問題依然存在，影響著塑料模具設計效率以及塑料模具質量的提高。隨著我國塑料模具設計人員對設計中常見問題研究的不斷深入，設計人員對設計觀念與設計方法也不斷地創新，并針對問題提出有效的防治措施，必將有效地控制設計常見問題，提高塑料模具設計效率，更大程度上社會的需求。

參考文獻

[1]商玉林.塑料成型模設計中應注意的若干問題[J].西安工程科技學院學報，2002，16(3).

[2]張偉，張海波.塑料模具澆注系統的設計淺析[J].機電信息，2011(18).

[3]李光耀.淺談現代塑料模具的設計與制造[J].橡塑技術與裝備，2006(3).

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關鍵詞：塑料 模具 分類 發展

一、塑料模具的分類

下面就最為常見的塑料制品成型加工中所用不同類型的模具作一介紹。

塑料最常見的成型方法一般分為熔體成型和固相成型兩大類： 熔體成型是把塑料回熱 至熔點以上，使之處于熔融態進行成型加工的方式，屬于此種成型方法 的模塑工藝主要 有注射成型、壓塑（縮）成型、擠出成型等；固相成型是指塑料在熔融溫度以下保持固態 下的一類成型方法，如一些塑料包裝容器生產的真空成型， 壓縮空氣成型和吹塑成型等。 此外還有液態成型方式，如鑄塑成型、搪塑和蘸浸成型法等。

按照上述成型方法的不同，可以劃分出對應不同工藝要求的塑料加工模具類型，主要有注射成型模具、擠出成型模具、吸塑成型模具、高發泡聚苯乙烯成型模具等。 塑料注射（塑）模具：注射模具就是將塑料先加在注塑機的加熱料筒內，塑料受熱熔 化后，在注塑機的螺桿或活塞的推動下，經過噴嘴和模具的澆系統進入模具型腔內，塑料 在其中固化成型；塑料壓塑模具：包括壓縮成型和壓注成型兩種結構模具類型。它們是主要用來成型熱 固性塑料的一類模具，其所對應的設備是壓力成型機；塑料擠出模具： 是用來成型生產連續形狀的塑料產品的一類模具，其原理是固態塑料在加熱和擠出機的螺桿旋轉加壓條件下熔 融，塑化，通過特定形狀的口模而制成截面與口模形狀相 同的連續塑料制品；塑料吹塑模具：是用來成型塑料容器類中空制品（如飲料瓶、日化用品等各種包裝容 器）的一種模具；塑料吸塑模具：是以塑料板、片材為原料成型某些較簡單塑料制品的一種模具，其原 理是利用抽真空盛開方法或壓縮空氣成型方法使固定在凹?；蛲鼓Ｉ系乃芰习?、片，在 加熱軟化的情況下變形而貼在模具的型腔上得到所需成型產品；高發泡聚苯乙烯成型模具：是應用可發性聚苯乙烯（由聚苯乙烯和發泡劑組成的珠狀 料）原料來成型各種所需形狀的泡沫塑料包裝材料的一種模具。

二、我國塑料模具的現狀

在模具方面，我國模具總量雖已位居世界第三，但設計制造水平總體上比德、美、日、法、意等發達國家落后許多，模具商品化和標準化程度比國際水平低許多。在模具價格方面，我國比發達國家低許多，約為發達國家的1/3～1/5，工業發達國家將模具向我國轉移的趨勢進一步明朗化。

我國塑料模的發展迅速。塑料模的設計、制造技術、CAD技術、CAPP技術，已有相當規模的開發和應用。在設計技術和制造技術上與發達國家和地區差距較大，在模具材料方面，專用塑料模具鋼品種少、規格不全質量沿不穩定。模具標準化程度不高，系列化商品化沿待規?；?；CAD、CAE＼FlowCool軟件等應用比例不高；獨立的模具工廠少；專業與柔性化相結合沿無規劃；企業大而全居多，多屬勞動密集型企業。因此努力提高模具設計與制造水平，提高國際競爭能力，是刻不容緩的。

三、我國塑料模具的發展

隨著中國當前的經濟形勢的日趨好轉， 在 “實現中華民族的偉大復興” 口號的倡引下，中國的制造業也日趨蓬勃發展；而模具技術已成為衡量一個國家制造業水平的重要標志之 一，模具工業能促進工業產品生產的發展和質量提高，并能獲得極大的經濟效益，因而引 起了各國的高度重視和贊賞。 而且近年來， 塑料模具的產量和水平發展十分迅速， 高效率、 自動化、大型、長壽命、精密模具在模具產量中所戰比例越來越大。塑料模具具有很多重要的功能，首先，模具腔形狀、流產尺寸、表面粗糙、分型面、進澆與排氣位置選擇、脫模方式以及定型方法的確定等，均對制品（或型材）尺寸精度形狀精度以及塑件的物理性能、內應力大小、表觀質量與內在質量等，起著十分重要的影響。其次，在塑件加工過程中，塑料模具結構的合理性，對操作的難易程度，具有重要的影響。再次，塑料模對塑件成本也有相當大的影響，除簡易模具外，一般來說制模費用是十分昂貴的，大型塑料模更是如此。

現代工業的飛速發展為素有“工業之母”美譽的模具工業帶來前所未有的發展機遇， 而模具材料的應用在模具制造中起舉足輕重的作用。塑料，作為重要的模具材料之一，隨 著家電、汽車、電子、電器、通訊產品的迅猛發展而得到更為廣泛的應用。而且發達國家 將塑料模具向我國轉移的趨勢進一步明朗化。由于模具行業是一個技術、資金、勞動力和 都相對密集的產業，我國的平均勞動力成本僅是美國的1/40-1/30。隨著我國經濟的快速 發展，我國技術人才的水平也逐步提高，而工業發達國家塑料模具發展逐漸萎縮的趨勢， 也加速了這些國家把本國模具工業向工業和技術基礎較好的國家轉移。 相信在不久的將來 我們中國的塑料模具業必在世界同行業中大放光彩。

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塑料模具設計課程設計一般都是安排在塑料模具設計理論教學結束以后一周到二周內進行的。這段時間學生既要進行課程設計又要就要面臨期末考試，所以學習壓力比較大，沒有足夠的時間進行查閱收集處理相關設計資料，設計總是匆匆結束，使得學生不能充分發揮學生的設計能力和創新能力，設計效果不理想。另外就是當學生在設計中運到所學的理論知識的時候，發現已經忘了，所以就要花費大量時間和精力重新復習和學習。

學生根據制件的結構和任務書的要求進行討論分析，設計計算，確定設計方案，與繪圖等，最終完成編寫課程設計設計說明書及模具裝配圖的繪制(手繪)和模具成型零部件的零件圖繪制(手繪)。這個環節中的的主要問題是模具裝配圖和模具成型零部件圖的繪制一般都是采用手繪，學生們是第一次設計模具，對模具結構認識不夠深刻，加上工程制圖課程知識的遺忘和繪圖能力的欠佳，所以在繪制過程中的圖紙的修改量很大，圖紙混亂不清，規范性、標準性差，甚至有的學生要重復繪制，加大了工作量，很難在規定時間完成作業。

最后就是考核。一般老師都是根據學生在設計過程中的任務量、圖紙、說明書和平時表現給出成績，老師一般都是根據學生印象給出成績，缺乏標準性和透明性，造成學生所得的成績不公平，助長了懶惰學生的氣焰，打壓了真正設計學生的積極性，不能很好的區分在設計過程中貢獻大的，具有較強分析解決問題能力和創新精神的學生，造成學生心理上的不公平。如此多的問題，如何提高學生設計模具能力與實踐動手能力？如何培養出與時俱進的應用型工程技術人員？所以塑料模具設計課程設計教學改革勢在必行。

2塑料模具設計課程設計教學改革的探索

2.1課程設計題目改革

課程設計題目改革主要就是將老師提供塑料制件的方式改為學生自由選擇塑料制件和老師提供塑料制件相結合的辦法。把選擇權利還給學生，會給學生一個更大的選擇空間，老師根據學生的制件結構提出設計要求。這樣學生在選擇制件的過程中就會大量分析制件結構對模具結構的影響，從而提高學生對模具整體結構的認識，并能根據老師的要求分析討論設計方案，再由學生自己根據設計方案進行計算、分析、比較,最后形成設計文件及設計圖紙。同時也避免了老師們使用陳舊的設計題目,變學生們的被動設計為主動設計和創新設計，激發學生的設計興趣。另外在同組內每個學生的設計要求也要區別，這樣就可以保證同組不同題目。但組內成員設計模具的結構類似，既避免學生之間的抄襲現象，又利于組內討論和學習，通過課程設計每個學生的設計水平都會上一個新的臺階。

2.2課程設計開設時間的改革

改革后我們將課程設計貫穿于整個塑料模具設計的教學中來。塑料模具設計理論課是將模具拆開一個系統一個系統的講解，課程設計也要求學生們先設計模具的各個系統，這樣我們把理論教學和實踐教學結合起來，讓學生帶著設計中的問題,有針對性的聽課，這樣學生就可以在學習中盡可能積累設計中所需的資料，二者同步進行，有助于學生通過教學過程中模具的動畫演示資料加深對模具結構的感性認識，為確定課程設計的設計方案創造了良好的條件。另外我們將課程設計延長為一個學期，學生能夠充分的利用課外時間思考自己的課程設計中的問題，也有充足的時間和同學以及老師進行交流、討論和優化所設計的模具結構，提高設計效果和學生的創新能力，也避免了學生的抄襲。這樣使學生通過課程設計這個主線把所學知識有機的串起來，感受本課程各部分內容的有機聯系，同時將學生的被動學習變為主動學習，既有利于學生深刻理解課程內容，又有利于培養學生的理論聯系實際的能力，充分調動學生的積極性、興趣，大幅度提高了課堂教學質量。通過對課程設計時間的改革，學生的作業都能按時圓滿完成，拖拖拉拉現象。

2.3課程設計手段的改革

改革后我們要求學生先手工繪制裝配草圖和各個非標準零件草圖，經反復修改結構合理后，再運用所學CAD軟件繪制正式的模具裝配圖及零部件圖。這樣對于那些繪圖能力不高的學生來說，大大降低了在正式圖紙上的修改量，保證了圖面整潔性和規范性。當然對個別CAD軟件應用有難度的學生也允許用手工繪圖。目前各個企業要求模具設計人員具有熟練操作CAD、UG、Pro/e等等軟件的能力。所以對那些能夠熟練運用這些三維造型軟件的學生也提倡使用某一種軟件進行三維塑料模具設計。因其整個設計過程處于三維空間,與真實模具結構吻合,所以三維實體造型法具有快捷、直觀、生動和有效的特點，可以讓學生直觀了解各個零件之間的裝配位置關系，深刻理解模具結構，能為學生創新潛力的發揮提供廣闊的活動空間，激發了學生進行創新設計的興趣。通過二者比較,發現采用三維設計軟件設計時間短、出錯少和答辯從容,比采用傳統手段效果好。

2.4課程設計考核方式的改革

改革以后我們將課程設計的成績分成圖紙和說明書成績50%，平時成績20%，答辯成績30%。其中平時成績主要根據學生出勤，提出問題、看圖改圖等量化評定，同時降低平時成績的分值，降低老師的主觀性對學生成績的影響。另外加大答辯成績分值，老師根據講解情況、理論知識、回答問題等給出成績，盡量避免抄襲的學生以次充好。同時答辯要貫穿整個設計過程，老師根據設計內容隨時提出問題，要學生回答，作為過程考核，這樣在設計過程中老師就能利用閑暇時間了解學生掌握知識的程度，學生也能通過問題弄清設計過程中要注意的一些細節及必須掌握的知識，避免在答辯中發現的一些問題,學生沒弄清，答辯后可能也不會再去深究，達到課程設計的目的。當然老師也可以對平時表現突出的優秀學生，給予加分；對品行不端者，酌情減分；對嚴重違紀受到行政處分的學生，其最終成績評定為不合格，要求其重修。

3結束語

篇6

關鍵詞：塑料制品；模具設計；常見問題

中圖分類號：O652 文獻標識碼：A

隨著塑料制品在各行業中的參與程度加大，對塑料制品能夠實現的功能要求也在增加，對其使用質量提出了更高的要求，塑料模具設計是實現塑料制造的關鍵步驟，設計人員應該對塑料的外觀、形狀、相關尺寸等進行精確的設計，同時要綜合考慮在制造過程中可能出現的問題，對設計方案進行改進，在提高塑料制品質量的同時，要保證塑料制造企業的經濟效益，降低制造成本，提高模具制造的成功率。因此，要提高塑料模具設計水平，對塑料制造行業的可持續發展具有重要的意義，要采取有效的手段提高模具設計的科學性和高效性，解決容易出現的問題，提高塑料制品的使用可靠性。

1.塑料模具設計中常見的問題分析

1.1 制作材料不同，收縮率不同

塑料模具設計是一項專業性要求高的設計技術，設計人員的專業技能和設計經驗很大程度上決定著塑料模具設計效果是否滿足要求，能否達到預計的形狀，實現理想的功能。模具設計人員應該不斷地進行學習，提高自我，對模具設計中常見的問題積極進行解決，提高模具設計水平。通過對模具設計過程的深入分析，將設計方案與根據模具制造出的塑料制品之間進行對比比較，可以發現，存在著塑料制品的尺寸、形狀等于設計理想狀態存在一定的區別。塑料制造是一項嚴謹、精度要求高的專業制造行業，不管是尺寸還是形狀，有一絲一毫的差別都會導致塑料制品的質量受到影響，對其可靠性、安全性造成影響，如果將形狀和尺寸不滿足要求的塑料制品應用到其他行業的制造中，會影響這個生產產品的質量，對制造行業的影響是十分不利的。由于塑料制品種類繁多，實現的功能也各不相同，在選取制造原材料時也會選用不同種類的材料進行搭配生產，不同的材料在高溫加工冷卻過程中具有不同的收縮方向和收縮率，導致加工成型的塑料制品與設計模具之間有一定的差別。實際的生產過程中，設計人員沒有充分的重視材料的收縮率不同帶來的影響，造成塑料制品的精確度受到一定的影響，會使得制造誤差加大，不利于塑料制品投入到高精度制造行業的應用中。

1.2 設計標準制定不完善，塑料模具設計不規范

塑料制品的應用范圍不斷擴大，應用于不同的場合對于塑料制品的制造精度要求也各有不同。制作精度要求高的塑料，進行模具設計時進行尺寸和形狀的設置時要求的精度會更高，對設計人員的技術有較高的要求，設計模具必須要滿足使用精度，設計難度加大，耗費時間長，導致企業投入的成本會加大，會對企業的經濟效益有所影響。對于應用于精度要求不高的場合，塑料制品的精度要求較為寬泛，進行這類塑料模具的設計時，可以降低對尺寸和形狀的要求，能夠有效地提高設計效率，降低設計成本，有利于提高企業的生產效益。由此可見，掌握塑料制品的應用場合，對制造精度的高低進行準確的把握對塑料制造企業的可持續發展具有重要的影響，決定著制造成本的高低和生產效率的快慢。然而，在模具設計過程中，對模具設計制造流程的規定不夠完善，對設計人員的操作沒有進行明確的規定，導致不同的設計人員設計水平良莠不齊，模具設計質量不符合要求，造成使用模具制成的塑料制品高于或者低于要求精度，會影響生產效率和投入成本，均不利于企業的可持續發展，阻礙塑料制造行業的發展。

1.3 塑料材料熱膨脹系數不同帶來的影響

在塑料制品的加工過程中，存在著多種多樣的因素可能會對塑料制品的制造精度產生影響，進而會導致最終的形狀和功能等受到影響，對促進塑料制品投入到其他行業的生產中有一定的制約性。由于高溫加工是塑料制造成型過程中不可或缺的一部分，材料會受到高溫的影響，不同的材料膨脹系數會有差異，導致在高溫下產生不同程度的膨脹，會造成塑料在模具中有相應的變形，對冷卻后塑料制品的尺寸和形狀會造成影響。模具設計人員在進行模具設計時，沒有充分地認識到膨脹率不同對制成產品的質量造成的影響，因此，在尺寸和形狀的設定時，沒有進行充分地調整，導致使用塑料模具生產出的塑料不符合要求，降低消費者的消費滿意度。要對不同材料的熱膨脹系數進行充分地了解和把握，在模具設計時考慮到熱膨脹系數造成的影響，對尺寸、形狀進行合理地調整，利用熱膨脹系數對塑料產生的變化，提高塑料制品的生產制造質量。

2.采取有效措施提高塑料模具的設計水平

2.1 明確材料性質，考慮收縮率變化帶來的影響

模具設計技術人員在確定塑料制造的材料種類時，應該對各種材料的相關性質進行充分地了解和掌握，明確材料在制造加工過程中會產生的變化，預測尺寸和形狀的變化規律，提前對模具設計進行尺寸和形狀上的調整，能夠抵消制造中產生的變化，使得最終制造完成的塑料制品滿足理想的尺寸，能夠提高塑料的制造有效率，促進塑料能夠更加高效地投入使用。同時，為了減少材料收縮率對制造精度產生的影響，可以在制造過程中加入抗高溫和抗壓添加劑，減少塑料的收縮變形，降低模具設計的難度，使生產的產品能夠在復雜的工作狀況下更加可靠的投入使用。

2.2 完善設計標準，統一公差標注

提高設計人員技術水平，對設計過程中的重點環節進行明確的規定，規范設計流程和設計步驟，統一公差的標注標準，從而能夠對塑料設計精度進行準確地把握，對塑料的設計效率會產生影響。為了更準確的標準塑料的制造公差，在進行模具設計時，要對塑料的應用場合進行研究和調研，收集相關數據，從而能夠確定模具的應用精度，并將其標準在設計方案中，便于制造人T能夠更直觀地了解到塑料的制造精度。采取科學的檢測方法對塑料制品的精度進行檢測，判斷制造的產品精度和形狀是否滿足要求，保證塑料制品能夠可靠的使用。

2.3 創新制作方法，提高塑料制品質量

隨著塑料的利用率逐漸加大，對塑料制品的精度和質量要求不斷提高，要積極創新塑料制造方法，選用更加高效率、高質量的制造方法，能夠促進塑料制造行業的進一步發展。傳統的澆注塑料模具生產方法，對塑料的制造精度有一定的局限性，且制造效率較低，受人為操作影響較大，可以加大高新技術在塑料生產中的應用程度，將傳統的塑料制造手段與數字程控操作相結合，能提高塑料制造的自動化程度，有效的提高生產效率，提高塑料的質量和制造水平。

結語

塑料制品在我們日常生活中的應用越來越廣泛，對我國經濟的發展發揮著重要的作用。塑料模具設計水平高低決定著塑料制品行業的發展方向和發展前景，要提高塑料模具設計水平，規范模具設計標準，提高設計人員的專業技能，解決模具設計中經常會出現的問題，充分考慮到材料的收縮率和熱膨脹系數對塑料制造可能造成的影響，提高塑料制造的精度和質量，促進塑料制造行業的發展。

參考文獻

[1]張偉，張海波.塑料模具澆鑄系統的設計淺析[J].機電信息，2011（18）.

篇7

關鍵詞：塑料模具 澆注系統 迷你小音箱

注塑模的澆注系統是指模具中從注塑機噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳質，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內在和外表質量，澆注系統的布置和安排直接影響著加工難易程度和塑件的表面質量，所以澆注系統是模具設計中的主要內容之一。本文就以迷你小音箱的注塑模為例淺述澆注系統的設計。

1 塑件的結構分析

針對以上塑件的結構，采用一模兩腔，可以在一次注射動作下得到一個完整的產品，從而保證了前、后蓋的成型工藝條件相同，在色澤、形狀上均勻一致，具有較高的配合度。為了使型腔均勻進料和達到同時充滿型腔，型腔布置采用平衡式布置，從主流道到各型腔澆口的分流道的長度、截面形狀與尺寸均對應相同。

2 主流道的設計

主流道是指澆注系統中從注射機噴嘴與模具相接觸的部位開始，到分流道為止的塑料熔體的流動通道。它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。

3 分流道的設計

在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時應設置分流道。分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。它是澆注系統中熔融狀態的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩流態的過渡段，因此要求所設計的分流道應能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態，使塑料熔體盡快地流經分流道充滿型腔，并使流動過程中壓力損失及熱量損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。

3.1 分流道的截面尺寸

分流道截面形狀及尺寸應根據塑料制件的結構（大小和壁厚），所用塑料的工藝特性，成型工藝條件及分流道的長度等因素來確定。斷面過小，會降低單位時間內輸送的塑料量，并使填充時間延長，塑件常出現缺料、波紋等缺陷；斷面過大，不僅積存空氣增多，塑件容易產生氣泡，而且增大塑料耗量，延長冷卻時間。本設計采用梯形截面，能滿足良好的壓力傳遞和保證合理的填充時間，而且梯形截面分流道容易加工，塑料熔體的熱量散失及流動阻力均不大，而圓形截面的加工工藝性不佳，在生產實際中不常使用。分流道截面形狀如圖3所示，分流道斷面尺寸推薦值如表1所示。

4 澆口的設計

根據塑件成型要求及型腔的排列方式，本文模具采用側澆口，其具有以下特性：

①形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證；

②試模時如發現不當，容易及時修改；

③能相對獨立地控制填充速度及封閉時間；

④對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。

5 冷料穴和拉料桿的設計

6 總結

本文以迷你小音箱塑件為例簡述了澆注系統設計的整個過程，在設計的整個過程中遵循以下幾個原則：

①充分考慮塑料熔體的流動性和塑件結構工藝性；

②熱量和壓力損失要??；

③確保進料均衡；

④排氣性好；

⑤塑料耗量要少。

遵循這幾個原則對塑料熔體能否填滿型腔獲得外形清晰，尺寸穩定、無氣泡、無縮孔、無內應力、無凹陷的制件有重要的意義。

參考文獻：

[1]于保敏.塑料模具設計與制造[M].電子工業出版社，2012年.

篇8

具的工藝參數。提出了幾種基于再制造技術的模具結構設計的方法。

關鍵詞：塑料模具；失效機理；熔覆再制造技術

1.塑料模具的主要失效形式

塑料模具隨著現代工業的快速發展得到了廣泛應用，導致模具失效問題越來越普遍，造成大量的模具報廢，嚴重影響了塑料制品的質量，模具的失效已成為制約塑料模具行業使用和發展的重要問題。

（1）表面磨損和腐蝕

塑料熔化后塑料顆粒以一定壓力和速度在模具型腔內流動，以及冷卻凝固后的塑料制品從模腔內中脫出，這都會使塑料件和模具型腔表面產生摩擦，并且塑料中含有較硬的固體填料如硅砂、云母粉、鈦白粉、玻璃纖維等，則使磨損更為劇烈。

加之，一些塑料熔化后，其中含有氯、氟等成分的物質受熱分解后會釋放出氯化氫、氟化氫等腐蝕性氣體，會使模具型腔表面產生腐蝕。這些因素的影響達到一定程度后就引起型腔表面粗糙度升高，最終導致模具尺寸超差而失效，從而造成塑料制品質量不合格。

（2）斷裂

形狀結構復雜的塑料模具會存在棱角和薄壁部位，這些部位會使應力集中。當該應力超出了材料的強度極限時就產生了微裂紋，隨著集中應力的不斷增加，微裂紋也會不斷地擴大，最終導致模具斷裂。斷裂失效是常見的危害嚴重的失效形式，約占總失效形式的三到四成。分型面棱角的斷裂就會造成塑料制品的飛邊，對這類失效一般是用激光熔覆修復，然后進行打磨、拋光處理。

（3）變形

塑料模具在制造和使用過程中，由于模具材料本身承載能力不足以抵抗外加載荷，從而引起表面皺紋、凹陷、棱角堆塌、麻點等局部的塑性變形，超出了模具要求的尺寸范圍，造成了模具失效，在失效比例中約占一到兩成。局部的塑性變形一般都可以用氬弧焊、激光、等離子熔覆修復。

2.塑料模具失效機理及預防措施、修理方法

2.1塑料模具表面磨損和腐蝕失效

表面磨損和腐蝕在失效形式中約占四到五成，是塑料模具失效的主要形式。塑料模具在使用過程中表面磨損和腐蝕使型腔表面粗糙度變大、模具尺寸超差，造成塑料制品質量不合格。模具的表面磨損和腐蝕其主要原因是模具在使用過程中其表面在高溫腐蝕性塑料固體顆粒沖刷作用下，使模具表面產生氧化-沖蝕的失效現象。

2.2塑料模具表面氧化-沖蝕的物理模型

（1）表面氧化模型

塑料模具在使用中造成表面粗糙度值提高和尺寸超差主要是由于氧化-沖蝕磨損造成的，從而造成模具的失效。模具材料、表面氧化物、磨粒的性能及磨粒沖擊角等是研究塑料模具表面磨損和腐蝕失效機理的重要內容。一般塑料模具的材料具有良好的延展性，而塑料模具表面氧化物則表現出脆性。

（2）塑脆流失模型

在低溫狀態下，模具型腔表面的氧化膜薄與基體結合牢固且具有韌性，當模具表面氧化膜在塑料粒子沖擊下開始塑性變形，但并沒有發生開裂或剝落現象，這樣就產生了金屬沖蝕，模具表面質量流失表現出塑性材料的特性。當氧化膜足夠厚且與表面結合強度高的情況下，其沖蝕行為表現出脆性破壞特性。當表面氧化物膜足夠厚，且在沖蝕下發生開裂但還沒大片剝落情況下，這時高溫塑料粒子會被壓入塑料模具表面內，此時氧化膜下的金屬會被擠壓出氧化膜的裂縫，出現一層含有金屬和氧化物的復合層，在這復合層上將發生沖蝕行為，產生氧化影響沖蝕。這時模具表面復合層的沖蝕行為表現出即是塑性又是脆性的，復合層的沖蝕行為的脆塑性表現與該層中的氧化物含量有關。如果氧化膜是脆性且與模具表面結合不牢固，就會產生剝落式和連續式兩種氧化控制沖蝕情況。

對塑料模具表面氧化-沖蝕的研究顯示，模具表面高溫氧化-沖蝕現象存在四種機制，四種機制分別為沖蝕為主、氧化促進沖蝕、氧化抑制沖蝕和氧化為主的4種機制。當溫度從環境溫度升高到T1，這時是以沖蝕為主的區段，模具表面質量損失隨溫度的升高而增加，當溫度從T1升高到T2，這個區段為氧化促進沖蝕，模具表面質量損失隨溫度的升高而增加。當表面氧化層溫度升高到T2后的一個較窄的T2~T3溫度區間，形成氧化抑制沖蝕區域，并起到抗沖蝕的作用。曲線在高溫區段時塑料模具表層質量損失隨溫度升高再度升高。如果溫度繼續升高，氧化變得越來越嚴重而沖蝕作用相對降低，模具表層質量流失將上升。研究表明，溫度高低、塑料粒子的沖擊速度快慢和沖擊角度的大小以及模具材料性能優劣直接影響塑料模具表面高溫氧化-沖蝕程度。

3.再制造技術的概述

再制造技術是對局部損傷的零件采用先進的表面工程技術，通過再制造修復后繼續使用，對已經損壞的部件進行整體更換處理。并針對不同的失效原因采取相應的修復措施使產品的使用壽命延長，挖掘廢舊產品中的潛在附加值是再制造技術的宗旨。

再制造技術不僅僅是維修，它屬于綠色制造，具有自身獨立的學科方向。再制造技術的理論基礎是產品的再制造性評價、失效分析和壽命預測。其內容包括：再制造性評價與設計、產品失效機理分析、產品剩余壽命評估、再制造加工技術。

塑料模具再制造技術的內容（1）在塑料模具的設計階段，要考慮模具的再制造性設計；

（2）在塑料模具的服役至報廢階段，要考慮模具的全壽命周期信息跟蹤；（3）在塑料模具的報廢階段，要考慮對模具的非破壞性拆解、低排放式物理清洗；（4）要進行塑料模具的失效分析及剩余壽命演變規律的探索；（5）要完成塑料模具失效部位的具有高結合強度和良好力學性能的表面覆層的設計，以及在修復后模具尺寸超差部位的機械加工及質量控制等。

在塑料模具設計階段應考慮再制造性。型腔用于成型塑料制品外表面，其結構分為整體式、局部鑲嵌式、大面積或四壁拼合的組合式。如圖所示為整體式型腔結構。整體式型腔由整塊材料加工而成，使用中剛性好，一般不會產生變形，生產的塑料制品表面質量好，無拼接線。但整體式型腔結構加工困難、熱處理不便、特別是維修困難，因此只適用于形狀簡單的中小型模具。從再制造的角度出發一般采用如下幾種型腔結構。

斜面對合導向結構。使用導柱、導套導向，雖然對中性好，但畢竟由于導柱和導套之間有配合間隙，導向精度相對難以達到極高的標準，因此有采用直接在模板上開設出定位斜面或者采用斜面定位鑲塊，并在定位斜面上鑲嵌上耐磨的淬火鑲塊，如圖所示。這樣就能提高使用壽命，不需要經常拆卸更換，且便于調節精度。

4.參考文獻

[1] 肖文軍，等．我國塑料模具鋼發展前景及應用狀況[J]．南方金屬，2006，(149)：2

篇9

（武漢船舶職業技術學院機械工程系，武漢 430050）

摘要： 隨著生產節奏的加快，標準件軟件結合其他繪圖工具，被廣泛運用到模具設計、電子電路、機械設計、土木建筑等諸多領域。本文以澆口套設計為例，試探討PRO/E結合MISUMI軟件在《塑料模具課程設計》這門課中的作用，并將其與傳統手工繪圖方法進行比較，闡述MISUMI軟件在《塑料模具課程設計》教學中的應用。

關鍵詞 ： 標準件；PRO/E；塑料模具課程設計

中圖分類號：TG76 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）23-0152-03

基金項目：湖北省教育科學“十二五”規劃2014年度立項課題（編號：2014B458）階段性研究成果。

作者簡介：田甜（1982-），女，湖北武漢人，講師，主要從事模具設計與制造方面教學與科研工作。

0 引言

隨著我國軍工、裝備制造業的高速發展，對工業產品設計、成型、加工等提出了更高的要求。相比金屬材料，高分子材料在力學性能、物理性能、化學性能上有很多相似之處，因而塑料產品在機械、電子、航空航天、家用電器、通信等眾多領域的需求量在逐年增加，并且受到越來越廣泛的重視和應用。[1]由于塑料制品種類繁多、結構復雜、推陳出新速度很快以及設計人員的經驗有限，因此設計人員很難又快又好的設計出一套既能減低成本、節約時間、提高產品質量，又能保證合格率的模具。經常是由產品設計師、模具設計師、模具加工工藝師及熟練操作工人協同努力來完成，在實際生產中，不斷設計、修改、再設計等一系列反復優化。[2]而在國外，其塑料模具制造業中的模具標準化程度達到70％~80％，大大縮短塑料模具設計、制造周期，降低生產成本，提高產品質量及生產效率，最大限度地提高模具制造業的競爭力。[3-4]

武漢船舶職業技術學院在《塑料模具課程設計》這門實踐教學中，除采用傳統的手工繪圖方法、二維的AUTOCAD繪圖軟件、三維的PRO/E設計軟件外，將MISUMI標準件軟件也結合起來，應用于整套模具的設計過程之中。

1 塑料模具中的標準件

PRO/E軟件能夠根據產品的尺寸形成三維模型，以自動的方式生成二維工程樣圖，以此使設計人員脫離繁瑣、漫長的手工繪圖，能夠有更多的精力進行其他工作之中，諸如產品的方案設計、結構優化等。但是，一套模具，大到模座，小到彈簧，如果每個零件都要畫出三維圖，再生成二維圖，最后去制造裝配，所耗時間也很長。標準化的普及，促使了標準件的出現。

2 MISUMI軟件中標準件實例

在一套模具中，除了為數不多幾個跟產品尺寸相關的零件外，其他的固定、導向、裝配等零件都可以看做標準件。由特定的廠家生產，其尺寸、性能都能滿足設計、使用需求。MISUMI軟件中的零件就能滿足模具設計速度、制造質量等一些跟成本相關的要求，如圖1所示。在MISUMI塑料模具設計輔助軟件中，有30種不同分類的標準件。以澆口套為例，看看標準件在模具設計中的效果。

2.1 標準件類型可選

生產不同產品的塑料模具類型也大有不同。有的產品尺寸較大，適合一模一腔，一般采用直澆道；有的產品尺寸較小，適合一模幾腔，一般采用側澆口或者點澆口。不同的澆注類型，不僅決定了模具長、寬、閉合高度的尺寸，還決定了整個模具結構，比如點澆口的澆注系統，整個模具將會多一個流道板。而安裝在模具上的標準件也會有很大區別。以澆口套為例，在MISUMI軟件中，類型有4種，見圖2。

①澆口套-高效型。這種類型的澆口套其安裝直徑適中，統一Φ40mm，之所以是高效型，因為其流道的外尺寸為8~20mm，內部流道尺寸較長，尺寸范圍在0~200mm可選?？筛鶕看巫⑸淙萘窟x擇合適的澆口套，以滿足零件所需材料。

②澆口套-螺栓型。這種類型的澆口套其安裝直徑較小，統一Φ30mm，而且其流道的外尺寸僅為8~10mm，流道長度范圍在0~80mm可選，適合小型模具。

③澆口套-帶肩型。這種類型的澆口套與螺栓型相似，但是其流道的外尺寸稍大一點，為8~25mm，流道長度范圍在0~150mm可選，適合中型模具。

④澆口套-短流道型。這種類型的澆口套其安裝直徑較大，統一Φ60mm，其流道的外尺寸可選范圍較小，為10~20mm，之所以是短流道型，因為其流道長度很短，范圍在25~65mm可選。

2.2 標準件尺寸可選

標準件的類型確定好后，可根據具體情況選擇所需尺寸。在MISUMI軟件中，已經羅列出該類型零件的尺寸規格，為方便設計人員查看，不僅2D視圖（見圖3）已標注好尺寸、粗糙度要求，而且還有3D視圖（見圖4），可以進行放大、縮小、旋轉等操作，讓設計人員更清楚所選的標準件形狀。對于特殊用途的標準件，可以按照設計人員的要求，對尺寸進行編輯，MISUMI公司在后臺看到訂單后，會進行單獨制作。

3 標準件在塑料模具設計中的應用

模具行業非?？粗刂圃熘芷冢松a標準模架的模具廠外，一般的模具廠生產塑料注射模具通常采用訂購模架和推桿等標準件，回來再加工模具型腔、推桿孔等相關成型零件，最后裝配成模具。[5]但是為了有效地反映各部件之間的關系，仍需要繪制模具裝配圖。塑料模具課程設計中，老師應該培養剛涉足模具設計的學生首先學會如何按照國家標準表達圖形，以及后期加工制造所需要說明公差配合代號在內的技術要求，養成良好的設計習慣，能夠快速、準確的進行產品塑料模具設計。

在已經安裝PRO/E和AUTOCAD的前提下，再安裝MISUMI軟件。打開三維PRO/E軟件，會發現與普通安裝的界面有所不同，標準件插件——MISUMI-Mold Ex-Press（Mold）已經顯示在標題欄里（見圖5）。在后面的模具設計中，只要指定坐標，凡是標準件均可直接在MISUMI插件中直接選取調用，裝配在模具中。生產塑料件，首先是通過澆注系統進行充填，而塑料模具中澆注系統中的主流道是在澆口套里形成的，根據注射成型設備型號的不同，其噴嘴的尺寸也不一樣，并且根據模具設計的相關性，噴嘴尺寸決定了模具中澆口套的相關尺寸。下面以澆口套、定位圈為例，對比不同的塑料模具設計過程。

3.1 傳統的塑料模具設計

按照傳統的塑料模具設計步驟，一般的企業在設計時，通常以組件的方法進行整套模具裝配圖設計。每個單獨的零件在零件模塊內進行三維繪圖。在圖6中所示的裝配中，其繪制順序應該是先按照尺寸要求繪制澆口套和螺栓（大紅色零件），再根據相對位置、尺寸要求繪制定位圈（玫紅色零件）和定位螺栓（黑色零件），再繪制定模座板毛坯，最后繪制定模套板毛坯。對于定模座板中需要緊固的部位，則在畫出的定模座板上通過曲面剪切實現定位螺栓孔的設計。對于定模座板上其他諸如導套孔等尺寸，因為是一個個零件單獨繪制，也要先查出導套的尺寸，進行繪制，然后再將曲面復制到定模座板上進行打孔制作，并且確定孔位置尺寸，相當耗時。

3.2 改進后的塑料模具設計

將PRO/E軟件與MISUMI軟件結合后，在繪制裝配圖時有很大變化。同樣在圖6中所示的裝配中，在確定好基準后，其繪制順序則是先繪制定模座板，再從MISUMI軟件中調出組件——澆口套和螺栓（大紅色零件），再調出組件——定位圈（玫紅色零件）和定位螺栓（黑色零件），最后繪制定模套板。在整個繪制中，調出的組件都是標準件，無需花時間、精力繪制，而且還能在設計裝配時自動對定模板進行打孔（見圖7），孔的尺寸、位置都直接完成，節省設計時間。

4 結束語

塑料模具設計課程設計一般都是安排在塑料模具設計理論教學結束以后進行二周的綜合實踐。該課程的重點是了解塑料模具的結構，清楚各零件的相對位置，能對中等復雜零件進行模具設計，對零件圖進行正確的標注。在短短的二周內，既要做設計說明書，手繪裝配圖和成型零件圖，又要畫出3D圖，并出CAD圖。時間緊迫，將MISUMI軟件融入到PRO/E軟件后，不僅能讓學生加深標準件的概念，還能節省大量繪制時間，把精力放在塑料模具結構的設計上。

參考文獻：

[1]李和平，肖根福.模具技術現狀與發展趨勢綜迷[J].井岡山學院學報，2006，27（2）：46-49.

[2]周應國.工藝參數對注塑制品翹曲影響的CAE分析[J].工程塑料應用，2006，34（11）：28-31.

[3]NAGAOKA S C，HIROTA T，TOGAWA Y.New method of designing runner system for injection mold using CAO technique[J].Annual Technical Conference ANTEC，Conference Proceedings，2004：3438-3442.

篇10

第1章 緒論

1.1CAD技術概述模具CAD技術是指在CAD系統軟、硬件支持下輔助設計者完成模具設計的全部過程，最后輸出符合設計要求的設計結果和產品圖樣。采用模具CAD技術可實現由經驗設計向優化設計過渡。CAD技術是主要用于研究如何使用計算機、外圍設備、圖形輸入輸出設備和相應的軟件，實現工程產品設計的技術。CAD系統是1個人與計算機軟硬件相結合的系統，能夠幫助從事設計、制造和生產的工程技術人員提高工作效率，擴展工作能力，逐步將傳統的分散、重復和串行的作業方式集成起來，實現分布式并行作業。要達到此目的，CAD系統必須具備這樣1些功能：快速數字計算及圖形處理能力，大量數據、知識的存儲及快速檢索、操作能力，人機交互通信的功能，輸入輸出信息及圖形的能力[10]。

1.2 模具CAD技術發展趨勢

目前常用的幾何造型方法，包括線框模型、表面模型和實體模型，各有其優缺點和1定的適用范圍。為了使模具CAD中描述塑件形狀更加容易，人們1直在不斷研究幾何造型方法和設計技術。

1.塑件特征造型技術 基于特征的技術是實現復雜型腔注塑模集成制造的關鍵技術。特征既反映塑件的圖形信息，同時又反映塑件的加工工藝特征信息，為系統的集成提供了條件。近期的研究目標是對塑件如何抽取出合理的形狀特征、精度特征和材料特征，并建立統1的數據庫。

2.尺寸驅動的參數化設計和約束管理 在設計過程中，用戶可以有選擇地定義約束模型形狀的尺寸作為控制尺寸，這樣通過修改模型的尺寸值來改變模型的幾何形狀。例如，利用塑件模型尺寸，通過收縮率計算得出型腔模型尺寸，尺寸驅動參數化設計，可得到型腔的幾何模型。

參數化設計使得用戶可以在若干幾何形體之間建立起1些復雜的關系，以滿足設計的