計算機(jī)在注塑模中的應(yīng)用與設(shè)計

沈彬

摘 要 模具工業(yè)不斷發(fā)展的今天，計算機(jī)技術(shù)以其先進(jìn)的設(shè)計方式已經(jīng)逐漸成為模具設(shè)計的主流方式，其在生產(chǎn)制造中使用得最為廣泛。本文主要講述了計算機(jī)技術(shù)在注塑模具的制造應(yīng)用與設(shè)計。

關(guān)鍵詞 計算機(jī) 注塑模 應(yīng)用與設(shè)計

中圖分類號：TQ320.662 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

作為高分子材料之一的塑料，集原料豐富、制造方便、加工容易、質(zhì)地優(yōu)良、輕巧耐用、用途廣泛和投資效益顯著等眾多優(yōu)點于一身，在人們的日常生活中及現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中占有很重要的地位。因此，在機(jī)電、儀表、化工、汽車和航天航空等領(lǐng)域，塑料已成為金屬的良好代用材料并得到了廣泛的應(yīng)用，出現(xiàn)了金屬材料料化的趨勢。作為最有效的塑料成型方法之一的注射成型技術(shù)具有可以一次成型各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜和尺寸精密的塑件。成型周期短、生產(chǎn)率高、大批生產(chǎn)時成本低廉、易于實現(xiàn)自動化或自動化生產(chǎn)等優(yōu)點，因此，世界塑料成型模具產(chǎn)量中約半數(shù)以上是注射模具。

1計算機(jī)技術(shù)在注射模中的應(yīng)用領(lǐng)域

塑料產(chǎn)品從設(shè)計到成型生產(chǎn)是一個十分復(fù)雜的過程，它包括塑料制品設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具加工制造和塑件生產(chǎn)等幾個工要方面。計算機(jī)技術(shù)的運用，正在各方面取代傳統(tǒng)的手工設(shè)計方式，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。計算機(jī)技術(shù)在注射模中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）塑料制品的設(shè)計：基于特征的三維造型軟件為設(shè)計者提供了方便的設(shè)計平臺，而且制品的質(zhì)量、體積等各種物理參數(shù)為后續(xù)的模具設(shè)計和分析打下了良妤的基礎(chǔ)。

（2）結(jié)構(gòu)分析：利用有限元分析軟件可以對制品的強(qiáng)度、應(yīng)力等進(jìn)行分析，改善制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

（3）模具結(jié)構(gòu)設(shè)計：根據(jù)塑料制品的形狀、精度、大小、工藝要求和生產(chǎn)批量，模具設(shè)計軟件會提供相應(yīng)的設(shè)計步驟、參數(shù)選擇，計算公式以及標(biāo)準(zhǔn)模架等，最后給出全套模幾結(jié)構(gòu)設(shè)計圖。

（4）模具開合模運動仿真：運用CAD技術(shù)可對模具開模、合模以及制品被推出的全過程進(jìn)行仿真，從而檢查出模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理處，并及時更正，以減少修模時間。

（5）注射過程數(shù)值分析：采用CAE方法可以模擬塑料熔體在模腔中的流動與保壓過程，其結(jié)果對改進(jìn)模具澆注系統(tǒng)及調(diào)整注塑工藝參數(shù)有著重要的指導(dǎo)意義，同時還可檢驗?zāi)＞叩膭偠群蛷?qiáng)度、制品的翹曲性、模壁的冷卻過程等。

（6）數(shù)控加工：利用數(shù)控編程軟件可模擬刀具在三維曲面上的實時加工過程并顯示有關(guān)曲面的形狀數(shù)據(jù)，同時還可自動生成數(shù)控線切割指令、曲面的三軸，五軸數(shù)控銑削刀具軌跡等。

2計算機(jī)技術(shù)在塑料模具中的設(shè)計

2.1 塑料模具設(shè)計的四個階段

一般，在了解CAD如何輔助塑料模具設(shè)計之前，應(yīng)該首要了解塑料模具的設(shè)計工作，通常情況下，塑料模具設(shè)計可以分為以下四個階段：（1）構(gòu)思過程，該階段主要構(gòu)思的部分有塑料模具的幾何外形、設(shè)計尺寸，有塑料所選用的材料以及一些制品的機(jī)械和物理性能要求，還有塑料成型設(shè)備和市場規(guī)劃等情況的反復(fù)分析、反復(fù)比較，從而確定出初步的設(shè)計方案；（2）該階段主要的任務(wù)是通過綜合分析各種方案后，制定出最終的設(shè)計方案；（3）繪制裝料總圖和零件圖；（4）將上述三個階段的內(nèi)容匯總，并且存入檔案。

2.2 CAD輔助設(shè)計者完成工作

CAD輔助設(shè)計者所完成的工作有三類：（1）信息存儲與數(shù)據(jù)庫，其可以輔助設(shè)計者的記憶擴(kuò)展，并且可以提供許多設(shè)計的資料和一些數(shù)據(jù)的存儲，設(shè)計者也可以在任意時刻應(yīng)用這些數(shù)據(jù)。（2）可以提高設(shè)計者的邏輯思維能力和分析能力，利用計算機(jī)來模擬實際模具的生產(chǎn)過程，求出模具生產(chǎn)過程中各種參數(shù)的變化趨勢來優(yōu)化塑料磨具的設(shè)計，大大的提高了模具設(shè)計的可靠性。（3）其不僅可以輔助設(shè)計者建立模具的零件幾何圖形，將設(shè)計的的圖形通過計算機(jī)屏幕顯示出來，而且還可以利用繪圖機(jī)輸出零件的圖紙。

2.3 計算機(jī)繪圖

計算機(jī)繪圖有著十分重要的地位，其不僅可以輔助設(shè)計者將設(shè)計的零件的幾何形狀和尺寸直觀的表示出來，還能解決人繪圖速度慢得問題，同時也提高了繪圖的質(zhì)量。計算機(jī)繪圖不僅縮短了繪圖時間又提高了設(shè)計效率，還可以輔助設(shè)計元解決一些比較復(fù)雜的幾何形狀的零件，并且還可以數(shù)字化的方式將其存人到數(shù)據(jù)庫中。這種運用可以將一些比較精細(xì)的部位準(zhǔn)確清晰地呈現(xiàn)在計算機(jī)的屏幕，設(shè)計者可以隨時隨地的對其做出命令。

總而言之，隨著CAD/CAM技術(shù)在塑料模具中的應(yīng)用，模具的設(shè)計與制造過程聯(lián)合成為了一個整體，使得塑料的模具設(shè)計的科學(xué)化與制造的自動化又邁進(jìn)了一大步。目前，在國際中已經(jīng)有許多國家采用的計算機(jī)輔助設(shè)計與制造的設(shè)計，大大的提高了經(jīng)濟(jì)效益，因此，當(dāng)前我國也一定要高度重視和研究該種技術(shù)，使其在我國的塑料工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛的發(fā)展與應(yīng)用。

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