塑料模具設(shè)計(jì)的內(nèi)涵與方法

譚焓

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，塑料的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。在塑料模具的設(shè)計(jì)方面，其牽涉到方方面面，設(shè)計(jì)塑料模具應(yīng)按一定的設(shè)計(jì)程序進(jìn)行，同時(shí)對(duì)幾個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)必須予以足夠重視，這樣才能保證模具的設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量。塑料模具設(shè)計(jì)不僅僅是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還包括模具材料及其熱處理選擇，因?yàn)檫x擇會(huì)對(duì)模具的使用性能及其壽命將產(chǎn)生重大影響。模具設(shè)計(jì)與模具失效緊密聯(lián)系著，為了盡量避免模具失效，應(yīng)充分研究分析塑料模具的失效機(jī)制并在模具設(shè)計(jì)上采取相應(yīng)的防范措施。

關(guān)鍵詞：塑料模具；設(shè)計(jì)內(nèi)涵；方法

1 塑料模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容和現(xiàn)狀

1.1 塑料模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容

塑料模具設(shè)計(jì)是隨著在工業(yè)產(chǎn)品的零件尺寸、形狀、尺寸精確度、程序工藝條件以及表面質(zhì)量等變化而變化的[1]。每一副塑料模具，設(shè)計(jì)人員都會(huì)進(jìn)行科學(xué)有效的創(chuàng)造性設(shè)計(jì)。在通常情況下，塑料模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括：尺寸、尺寸精度的確定及設(shè)計(jì)，產(chǎn)品零件或產(chǎn)品制作的成型工藝設(shè)計(jì)以及物理力學(xué)的計(jì)算等，所以，塑料模具的設(shè)計(jì)過(guò)程往往分為四個(gè)階段，也就是：塑料產(chǎn)品的制作工藝分析與設(shè)計(jì)；塑料模具的總體方案設(shè)計(jì)；總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；施工圖設(shè)計(jì)。

1.2 塑料模具設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和需要，工程產(chǎn)品中對(duì)公差要求嚴(yán)格的制品越拉越多，比如：計(jì)算機(jī)產(chǎn)品、電視產(chǎn)品、電子元件等。這就要求技術(shù)人員運(yùn)用高模具模腔加工精確度和嚴(yán)格的限制模腔特定尺寸的公差等方法處理這些問(wèn)題。技術(shù)人員在處理這些問(wèn)題時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)這樣的情況：（1）雖能生產(chǎn)出合格的塑料制品，但其成本投入過(guò)高，超出生產(chǎn)預(yù)算，同時(shí)會(huì)降低模具的使用壽命；（2）即使技術(shù)人員按要求采取了相應(yīng)的方法進(jìn)行處理，也會(huì)生產(chǎn)出不合格的制品。對(duì)于模具使用壽命和不能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品的原因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)有很多因素會(huì)產(chǎn)生影響[2]。

2 塑料模具設(shè)計(jì)的具體程序

2.1 明確設(shè)計(jì)任務(wù)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)

塑料模具設(shè)計(jì)的第一步必須對(duì)塑件的技術(shù)質(zhì)量要求與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行充分的掌握。首先，應(yīng)該時(shí)時(shí)與塑件設(shè)計(jì)著協(xié)商，對(duì)塑件設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整和修改，確保模具的設(shè)計(jì)制造穩(wěn)妥的進(jìn)行，并要確保工作的高效率；其次，要掌握明確塑件的生產(chǎn)批量、成型方法以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)塑件的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)效益性。

2.2 調(diào)查收集相關(guān)設(shè)計(jì)資料

確定塑料模具的成型方法后，應(yīng)該對(duì)同類(lèi)的模具資料、工藝資料、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)手冊(cè)等模具設(shè)計(jì)的資料進(jìn)行全面的收集，為新模具的設(shè)計(jì)做好充分的準(zhǔn)備。

2.3 熟悉生產(chǎn)條件

了解和掌握相應(yīng)的成型設(shè)備的操作技術(shù)規(guī)范，是確保模具設(shè)計(jì)與成型設(shè)備合理匹配的前提。與此同時(shí)，還需要對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工藝水平及操作人員的技能素質(zhì)進(jìn)行了解，確保設(shè)計(jì)的模具可以在現(xiàn)場(chǎng)順利的使用。

2.4 擬定模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

在對(duì)模具設(shè)計(jì)的資料全面掌握后，就應(yīng)該對(duì)模具結(jié)構(gòu)的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)生產(chǎn)的批量、塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)備的噸位等初步確定模具設(shè)計(jì)的方案。同時(shí)，要對(duì)模具的結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算，包括領(lǐng)模力、脫模力、型芯軸拔力、澆注系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的計(jì)算，對(duì)初定的方案進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整和修改[3]。

2.5 模具總裝配圖與模具零件圖的設(shè)計(jì)

在對(duì)模具的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的調(diào)整和修改后，可以進(jìn)行模具總裝配圖的繪制，確定各個(gè)部分之間的裝配關(guān)系，同時(shí)進(jìn)行各部分零件的設(shè)計(jì)圖繪制；對(duì)重要的零部件或者系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行校核，檢查是否符合設(shè)計(jì)的要求和目標(biāo)。

2.6 加工與試模

根據(jù)模具設(shè)計(jì)的要求、生產(chǎn)批量以及加工條件，制定科學(xué)合理的模具制造工藝，確保模具制造質(zhì)量完成符合設(shè)計(jì)要求；再對(duì)加工制造好的模具進(jìn)行試模工作，檢驗(yàn)?zāi)＞呤欠窨梢皂樌墓ぷ鳎欠穹仙a(chǎn)要求等，發(fā)現(xiàn)模具出現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)調(diào)整修改，必須嚴(yán)格做好試模的相關(guān)程序工作。

3 塑料模具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

一套完整的塑料模具的順利生產(chǎn)，是有諸多因素決定的。主要包括：（1）成型體的尺寸與公差；（2）模具的導(dǎo)向與定位裝置；（3）抽芯機(jī)構(gòu)；（4）頂出機(jī)構(gòu)。（5）灌注系統(tǒng)；（6）模具加熱與冷卻處理，不同的塑料有不同的特性，因而溫度的處理是非常重要的[1]。

4 塑料模具的選材與熱處理及失效形式與保護(hù)

塑料模具的選材包括：（1）明確模具材料的性能要求，包括硬度、磨損抵抗、強(qiáng)度、腐蝕性等；（2）材料的選擇方法，可用于制造模具的塑料種類(lèi)繁多，應(yīng)該確定相對(duì)應(yīng)的材料；之后，進(jìn)行模具的熱處理。塑料模具主要存在：（1）磨損與腐蝕，塑料是一種特殊的材料，在進(jìn)行熔融塑料是，會(huì)與模具型腔發(fā)生摩擦，發(fā)生磨損。與腐蝕性物質(zhì)接觸，會(huì)導(dǎo)致塑料模具的損害，故必須做好防磨損和防腐蝕的處理；（2）塑性的變形，包括因模具工作零件整體強(qiáng)度不夠，或者模具型腔表表面硬化層不夠厚；另外，就是加工過(guò)程中受切割壓力的影響[4]。

[參考文獻(xiàn)]

[1]李國(guó)峰，塑料模具設(shè)計(jì)的內(nèi)涵與方法[J]，機(jī)械設(shè)計(jì)與方法，2011，23，（6）：212-213.

[2]曾憲榮，等.基于CAE技術(shù)的塑料模具設(shè)計(jì)方法研究[J].機(jī)電信息.2011，12，（21）：112-114.

[3]胡業(yè)安.塑料模具設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題[J].科技傳播.2010，25，（13）：65-67.

[4]郭幼丹.基于協(xié)同設(shè)計(jì)的塑料模具設(shè)計(jì)[J].龍巖學(xué)院學(xué)報(bào).2011，36，（6）：124-126.