塑料模具設計探究

　　摘 要：隨著我國工業(yè)的發(fā)展，塑料在電子、電器中的應用日益廣泛，發(fā)展方向逐漸趨向以塑代木和以塑代鋼。塑料的主要裝備就是模具，它的功能是塑造塑料成型，是塑料工藝品更新的重要生產(chǎn)手段。文章結合塑料的概念成分，闡述了Pro/e與反求工程在塑料模具中的應用、計算機輔助模具設計和西門子電機模具設計。

　　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(wěn)定劑等，在現(xiàn)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(jīng)常用的是經(jīng)驗試模定工藝方法，但是這種方法也已經(jīng)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(chǎn)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(shù)反求工程的研究和應用都集中在重建產(chǎn)品實物的CAD模型和產(chǎn)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(jīng)過數(shù)據(jù)采集、點云模型預處理、曲線或曲面的重構等許多復雜的環(huán)節(jié)。Pro/e也要經(jīng)過輸入點集、創(chuàng)建包絡、創(chuàng)建小平面和曲面四個環(huán)節(jié)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(tǒng)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(tǒng)的模塊建立出塑料產(chǎn)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(fā)。

　　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(chǎn)品中，影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要工藝參數(shù)，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(shù)

　　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(jīng)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(zhì)的一些工藝參數(shù)，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(zhì)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(shù)，而注射壓力是主要的工藝參數(shù)，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(tǒng)對XX家電產(chǎn)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(shù)的設計是提高模具設計品質(zhì)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(chǎn)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(fā)展做出了巨大貢獻。

　　(3)模具模塊的毛坯和磁軛沖模。大多數(shù)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(jié)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(yè)的發(fā)展越來越迅速。依附于塑料的模具設計行業(yè)也因塑料行業(yè)的發(fā)展而快速發(fā)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(zhì)量的主要注射溫度、注射壓力等參數(shù)，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(yè)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

　　[4]劉國良.模具先進制造技術在塑料成型模具設計方法中的應用研究[J].北京電子科技職業(yè)學院，201141-47.

　　[5]吳文旭.西門子電機模具設計制造特點[J].哈爾濱電機有限責任公司.

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